光伏組件及支撐結構動力分析研究（框架及立柱式一體化屋面）

【摘要】：隨著綠色建筑和低碳節(jié)能理念越來越受到重視,光伏屋面一體化工程的發(fā)展已逐步成為一種趨勢。目前,對安裝于屋面上的光伏組件的計算多以靜力計算為主,動力分析研究相對較少。本文采用動力分析方法,研究了風荷載和地震作用對光伏建筑屋面上光伏組件及支撐結構動力響應的影響。主要的工作有： 1.總結歸納了各類屋面的風振和地震研究現(xiàn)狀,以及屋面結構設計方法和動力響應分析方法。 2.針對杭州地區(qū)光伏屋面一體化工程,采用ANSYS有限元軟件建立光伏組件及支撐結構的有限元模型,進行動力特性分析。通過模態(tài)分析,研究兩種結構形式的自振特性。 3.根據(jù)線性濾波法模擬脈動風速和風壓,并采用時域法對計算模型進行風振響應分析。通過瞬態(tài)分析,研究結構模型在基本風速、屋面高度、截面尺寸以及地貌類別等參數(shù)發(fā)生改變后,結構位移均方根、位移響應、風振系數(shù)的響應規(guī)律。 4.針對實際光伏組件中有可能帶有冷卻系統(tǒng),如散熱器、冷凝水管等情況,增加了光伏結構質(zhì)量。地震響應分析中,本文利用Taft波和ELcentro波兩種地震波對光伏組件及支撐結構進行地震響應時程分析。最后,將地震響應與風振響應結果進行對比分析,探討了二者對結構的控制作用。 【關鍵詞】：光伏建筑屋面一體化 時域法 風振響應 地震響應
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TU311.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 引言11-12
• 1.2 光伏屋面一體化國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-15
• 1.3 光伏屋面一體化抗風及抗震研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3.1 一般屋面和幕墻工程15-16
• 1.3.2 光伏屋面工程16-18
• 1.4 本文主要工作18-19
• 第2章 光伏組件及支撐結構設計和動力分析方法19-30
• 2.1 基本計算方法19-21
• 2.1.1 風荷載計算19-20
• 2.1.2 地震作用計算20-21
• 2.1.3 軟件模擬計算21
• 2.2 光伏玻璃面板及支撐構件設計21-25
• 2.2.1 光伏玻璃面板22-24
• 2.2.2 支撐結構24-25
• 2.3 隨機振動及動力響應分析方法25-29
• 2.3.1 隨機振動25-26
• 2.3.2 動力響應分析方法26-27
• 2.3.3 動力平衡方程及其求解方法27-29
• 2.4 本章小結29-30
• 第3章 有限元模型的建立及動力特性分析30-38
• 3.1 有限單元法概述30-31
• 3.2 有限元模型及其基本參數(shù)31-34
• 3.2.1 模型介紹31-32
• 3.2.2 模型相關參數(shù)32-33
• 3.2.3 模型建立33-34
• 3.3 模態(tài)分析34-37
• 3.4 本章小結37-38
• 第4章 光伏組件及支撐結構的風振分析38-61
• 4.1 風荷載及其性質(zhì)38-43
• 4.1.1 平均風特性及其時距轉換38-40
• 4.1.2 脈動風特性40-41
• 4.1.3 風速譜41-43
• 4.2 風振研究方法43-46
• 4.2.1 風速模擬方法43-44
• 4.2.2 AR法風速時程的模擬44-45
• 4.2.3 基本假定45-46
• 4.3 模型風振響應分析46-59
• 4.3.1 基本工況時程分析47-53
• 4.3.2 風速對風振響應的影響53-54
• 4.3.3 屋面高度對風振響應的影響54-55
• 4.3.4 組件質(zhì)量對風振響應的影響55
• 4.3.5 梁柱截面對風振響應的影響55-57
• 4.3.6 組件厚度對風振響應的影響57-58
• 4.3.7 地貌類別對風振響應的影響58-59
• 4.3.8 結構形式對風振響應的影響59
• 4.4 本章小結59-61
• 第5章 光伏組件及支撐結構的地震分析61-77
• 5.1 地震響應分析方法61-62
• 5.2 地震波62-65
• 5.2.1 選取原則62-64
• 5.2.2 輸入原理及其分類64-65
• 5.3 模型地震響應分析65-74
• 5.3.1 taft波時程分析66-70
• 5.3.2 Elcentro波時程分析70-74
• 5.4 地震響應與風振響應對比分析74-76
• 5.5 本章小結76-77
• 第6章 結論與展望77-79
• 6.1 結論77-78
• 6.2 展望78-79
• 致謝79-80
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文80-81
• 參考文獻81-83

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