随着单晶硅/多晶硅光伏发电和【hé】薄膜BIPV技【jì】术日趋成熟，光伏支【zhī】架结【jié】构的种类也【yě】越【yuè】来越多。总体而言，钢结构与其它结构相比，在【zài】使用功能、设计、施工以及综【zōng】合造价方面都具【jù】有巨大优势【shì】。因此，积【jī】极开发、生【shēng】产【chǎn】新型【xíng】钢结构光伏支架体【tǐ】系替代现有角钢支架体系有着【zhe】重【chóng】要意义。
太阳能钢支架用钢类型
鉴于太阳能光伏【fú】支架结构【gòu】简【jiǎn】单、体积小【xiǎo】的【de】特【tè】性，当下，在选【xuǎn】用钢材上大多以轻【qīng】型结【jié】构钢和【hé】小截面普通型钢结构钢为主。
1轻型结构钢
轻型结【jié】构钢【gāng】主要【yào】是指圆【yuán】钢、小角钢和【hé】薄壁型钢【gāng】。其中，角钢用【yòng】作支撑【chēng】构件时，能较【jiào】好的利用钢材的强度，并且利于整体【tǐ】支架的【de】安【ān】装，但用作受弯和受压【yā】构件时，产生的变形相【xiàng】对较【jiào】大。目前，国标的角钢相【xiàng】对于太阳【yáng】能支架来说，可【kě】选的型号较少，因此需要更【gèng】多的【de】小角钢型号来适应目【mù】前飞速【sù】发展【zhǎn】的【de】太阳能市场。薄壁型钢的檩条【tiáo】构件，一般采用壁厚1.5-5mm的【de】薄钢【gāng】板，经冷弯或【huò】冷轧后制【zhì】成【chéng】各种不同截面形式及尺【chǐ】寸的薄壁【bì】型钢制品。
与热轧型钢相比，在相【xiàng】同【tóng】截【jié】面【miàn】面积的情况下，薄壁型钢的回转半径【jìng】可增大9-22%，截面【miàn】惯性矩和抵抗矩可增大0.9-22倍，因而【ér】能较为合理地【dì】利【lì】用材料的【de】强度，但是由【yóu】于薄壁型【xíng】钢的加工大多是在工厂，需要【yào】高精【jīng】度【dù】的【de】钻孔才能和光【guāng】伏【fú】电池板后【hòu】的螺丝孔配合。工厂加工钻扣后，才能热镀锌【xīn】防锈;运至现场安装时【shí】，由于钢材【cái】截面小，工具难以操作，施工较为困难。目前国内的【de】大多数电池板【bǎn】无【wú】法直【zhí】接【jiē】和【hé】薄壁型钢连接安装，均【jun1】需要其他【tā】辅助固【gù】定结构【gòu】(如压块等【děng】)。
2普通型结构钢
普通结【jié】构钢常采用【yòng】冶炼容易、成本低廉的碳素结构钢或低合金钢。其截面有很多种类【lèi】，光【guāng】伏常用的主要包括工字型、H型、L型及各种设计要求的【de】异型截面;加工方式也多种多样，其【qí】中焊接型【xíng】钢【gāng】是选用【yòng】不同厚度的钢板【bǎn】，根据设计要求在工【gōng】厂焊接加工成型钢，这种成型方【fāng】式可以根【gēn】据光伏工【gōng】程【chéng】项【xiàng】目【mù】的不同【tóng】结构部位的【de】受力计【jì】算，在不同【tóng】部【bù】位采【cǎi】取不同厚【hòu】度的【de】钢板，比热轧一次成型【xíng】产品【pǐn】受力更加合理，更适合【hé】现【xiàn】场【chǎng】安装，也【yě】可以节约钢材。
太阳能钢结构应具有的性能
1抗拉强度和屈服点
太阳能钢结构的屈服【fú】点【diǎn】高可以减小型钢构件截面【miàn】，减【jiǎn】轻结构【gòu】自【zì】重【chóng】，节约钢材，降低整体项目造【zào】价。抗拉强度高【gāo】可以增加结构【gòu】的【de】整体安【ān】全储备，提高结构的【de】可靠性。
2塑性、韧性及耐疲劳性
太阳能钢结构具有较好【hǎo】的塑【sù】性【xìng】可以使结构在破坏【huài】前产生较大变【biàn】形，从而可以使人们及时【shí】发现和【hé】采【cǎi】取补救措施【shī】。此外【wài】，较好【hǎo】的塑性还能调整局部峰值应力，本身太阳能电池板安装经常为了调【diào】整角度，采用强迫安【ān】装，而塑性能使【shǐ】结构【gòu】产生内力【lì】重分布，让结构或构件中某些原先【xiān】应【yīng】力集中部分的应力【lì】趋于均匀，提【tí】高结构的整体【tǐ】承载力【lì】。较好的韧性可【kě】以使结构在外【wài】力冲击荷载作用下被破坏时吸收较【jiào】多的能【néng】量，特别是风力较大的沙漠电【diàn】站和屋顶电站【zhàn】，风振效应明显，钢材的【de】韧【rèn】性能【néng】有效【xiào】降【jiàng】低【dī】危险程度。较好的耐疲劳性【xìng】能同样也可以【yǐ】使【shǐ】结构【gòu】具有【yǒu】较【jiào】强【qiáng】的【de】抵抗【kàng】交【jiāo】替变化重复风荷载的能力。
3加工性能
良好【hǎo】的加工性【xìng】能包括冷【lěng】加工性能【néng】、热加工性【xìng】能和可焊性。光伏钢结构【gòu】所【suǒ】采用的钢材不但要易于加工成各种形式的结构和构件【jiàn】，而且还【hái】需要【yào】这些【xiē】结构和【hé】构件不因加【jiā】工造成强度、塑性、韧性以及耐【nài】疲劳【láo】性能过大【dà】的【de】不利【lì】影响。
4使用寿命
由于【yú】太阳能光伏系统的设计使用寿命都在【zài】20年以上【shàng】，故而良好的防腐蚀性能【néng】也是【shì】衡量【liàng】支架系统好【hǎo】坏【huài】的重要指标【biāo】。如果【guǒ】支架寿命【mìng】短，势【shì】必影【yǐng】响【xiǎng】整个【gè】结构的稳定性，导致投资回收期【qī】延长而降低整【zhěng】个项目的经济效益。
5产品价格
在符合上【shàng】述条件下，光伏钢结构用钢【gāng】还应【yīng】该易于【yú】购买，生产，并且还要价格便【biàn】宜。
当下，角钢【gāng】太阳能支架的使用【yòng】受到的条件【jiàn】限【xiàn】制越来越多【duō】，最主要的原因是目前钢【gāng】材【cái】质【zhì】量参差不齐，安【ān】装【zhuāng】需要大量现场【chǎng】钻孔【kǒng】，但是钻【zuàn】孔后钢材【cái】又容易锈【xiù】蚀，所以需要使用新型的支架来【lái】替代这些角钢支架，以达【dá】到减缓腐蚀，延长使【shǐ】用寿命的【de】目的。新型太阳能【néng】支架主体结构形【xíng】式主要分【fèn】为三种：
1异形冷弯薄壁型钢式支架结构体系
异形【xíng】冷弯薄壁【bì】型钢式支架结构体【tǐ】系【xì】。异形冷【lěng】弯薄壁型钢【gāng】是【shì】一种批量化【huà】生产制造、能快速组装【zhuāng】、完全干【gàn】作【zuò】业的装配式轻钢结构体系【xì】，具有用钢量少、建【jiàn】造省时【shí】、省工等特点。异形【xíng】冷弯薄壁型钢结构体系的【de】钢结构支架是将工厂预制的冷弯薄壁型钢在施工现场用螺栓连接形【xíng】成结构骨架，再安【ān】装上电池板形【xíng】成【chéng】整体光【guāng】伏阵【zhèn】列。
2工厂预制整体式钢支架体系
工【gōng】厂【chǎng】预制带檩条【tiáo】的钢结构架【jià】，在施【shī】工现场【chǎng】只需将【jiāng】支【zhī】架模块现场拼装固定，然后安装电池【chí】板即形成【chéng】整【zhěng】个【gè】光伏阵列，施工速【sù】度快，适用于大规模电站。这种钢结构支架的安装要求极高【gāo】，一般采用的钢材质量最好【hǎo】，表面【miàn】处理工艺【yì】极为优秀，而且需要和光伏组件厂家前期充分沟通，才能达到完美的组装配合。
3梁柱框架式幕墙光伏支架结构体系
光伏【fú】幕墙适宜采【cǎi】用梁柱框架式钢结构支架【jià】体系。该【gāi】结构自重轻，结【jié】构【gòu】可靠，由于其侧向刚度小，当结构高度较高或层高较【jiào】大时，需【xū】设【shè】置【zhì】侧向【xiàng】支撑【chēng】以形【xíng】成支撑框架结【jié】构。高层光【guāng】伏幕墙设【shè】计【jì】上，常用钢结构与【yǔ】现浇预埋件组成【chéng】混合结构，增强整体结【jié】构【gòu】抗【kàng】侧移能力，减低用钢【gāng】量，从而减低总造价。
钢结构构件的连接新型【xíng】冷【lěng】弯薄【báo】壁型【xíng】太【tài】阳能【néng】支架【jià】由工【gōng】厂预制的各种钢塑料混合【hé】连接件装配而成，这些钢塑料混【hún】合连接件型号多种多样，能够适合不同【tóng】的安装条件，正【zhèng】确选【xuǎn】择混合构件连接形式和方式是整体【tǐ】结构【gòu】设计的重要【yào】环节。
支【zhī】架与基础连接新型【xíng】冷【lěng】弯薄壁型太阳能支架【jià】自重较轻、多安【ān】装孔洞。一般【bān】以【yǐ】独【dú】立基础为主，必要时需【xū】加钢筋【jīn】混凝【níng】土连梁。对于地质条件较差的地方，可采用条形【xíng】基础或十字【zì】交叉基础，尽量不采【cǎi】用【yòng】筏板基础【chǔ】。所有上部柱脚【jiǎo】均采用铰【jiǎo】接【jiē】形【xíng】式，而预埋件部分则可选择【zé】插【chā】入式柱脚，或预【yù】埋螺栓外包防【fáng】水混凝【níng】土。这两种柱脚形式【shì】均加工简单、施工【gōng】方便、连性能【néng】好。
支架檩条连接【jiē】安装节点连接有三【sān】种形式:刚接、铰【jiǎo】接和半刚接，这【zhè】三种连接【jiē】方式【shì】均已有【yǒu】现成的配套【tào】节点模块化制作方法。铰接构造简单，制造安【ān】装最为【wéi】方便，但风大的地区需要【yào】设【shè】置水平支【zhī】撑或【huò】斜撑使墙承受水【shuǐ】平荷载和提供额外刚度，不设置支【zhī】撑【chēng】时梁与【yǔ】柱的【de】连接节点都应做【zuò】成刚接。半刚性【xìng】连接比刚连接施工简【jiǎn】单，比铰接性能好，因其受【shòu】力难以控制，需【xū】要【yào】结合经验才能实际【jì】采用，目前基本不【bú】采用。现【xiàn】场连接一般为先用【yòng】螺【luó】栓【shuān】铰【jiǎo】接【jiē】后两端现场焊接。户用光伏网
