水泥光伏墩的承重能力與其規格、混凝土標號、配筋情況及應用場(chǎng)景密切相關(guān)。以下是結合行業(yè)標準與實(shí)際案例的詳細分析:
一、核心參數與承重關(guān)系
混凝土標號的影響
水泥光伏墩常用 C20-C30 混凝土,部分高標準項目采用 C35-C40。以 C20 為例,其抗壓強度為 20MPa(約 200 公斤 / 平方厘米),理論上 10 厘米 ×10 厘米截面可承受 2 噸壓力。實(shí)際應用中,因結構設計差異,承重能力通常為理論值的 60%-80%。例如:
C20 混凝土:方形 30×30×30cm 水泥墩(截面積 0.09㎡),實(shí)際承重約 10-12 噸。
C30 混凝土:方形 40×40×40cm 水泥墩(截面積 0.16㎡),實(shí)際承重可達 24-28 噸。
配筋增強作用
內置鋼筋骨架可提升抗彎和抗沖擊性能。例如,在 40×40×40cm 的 C30 水泥墩中,配置 4 根 Φ12 鋼筋,其抗側力能力可提升 30%,適合山地等復雜地形。
二、不同規格的承重范圍
(一)按形狀分類(lèi)
圓形光伏墩
規格:直徑 30-60cm,高度 30-40cm
承重:
圓 30×30cm(45kg):約 8-10 噸
圓 50×40cm(166kg):約 20-25 噸
特點(diǎn):抗風(fēng)性能優(yōu)異,風(fēng)壓系數 0.6-0.7,在 12 級強風(fēng)中頂部位移較方形小 15%-25%。
方形光伏墩
規格:邊長(cháng) 30-50cm,高度 30-40cm
承重:
方 30×30×30cm(57kg):約 10-12 噸
方 50×50×40cm(211kg):約 30-35 噸
特點(diǎn):棱角處易形成應力集中,在積雪荷載下需額外驗算局部承壓能力。
(二)按應用場(chǎng)景分類(lèi)
小型光伏墩(屋頂用)
規格:30×30×30cm-40×40×30cm
承重:8-15 噸
適用:分布式光伏系統,單墩支撐 1-3 塊光伏板(每塊約 20kg),需滿(mǎn)足屋頂荷載≤200kg/㎡的要求。
中型光伏墩(地面電站)
規格:40×40×40cm-50×50×40cm
承重:20-35 噸
適用:中小型地面電站,可支撐 5-8 塊光伏板,需考慮風(fēng)荷載(0.3-0.5kN/㎡)和雪荷載(0.5-1.0kN/㎡)。
大型光伏墩(集中式電站)
規格:50×50×50cm-80×80×80cm
承重:40-60 噸
適用:大型地面電站,可抵御 12 級強風(fēng)(風(fēng)壓 1.4kN/㎡)和 100kg/㎡積雪荷載,需配置 Φ14 以上鋼筋。
三、環(huán)境因素對承重的影響
風(fēng)荷載
圓形光伏墩在風(fēng)速 32.7m/s(12 級風(fēng))時(shí),風(fēng)壓系數 0.6-0.7,而方形墩棱角處可達 1.2-1.4。例如,50×50×40cm 方形墩在 12 級風(fēng)中需額外增加 20% 配重以抵消側向力。
雪荷載
在積雪深度≥30cm 的地區,需驗算水泥墩頂面的局部承壓。例如,50×50cm 頂面承受 100kg/㎡積雪時(shí),C30 混凝土需配置雙層鋼筋網(wǎng)以防開(kāi)裂。
地震荷載
抗震設防烈度≥7 度地區,建議采用 C30 混凝土 +Φ14 鋼筋,同時(shí)墩體高度不超過(guò)直徑的 2 倍,以提升抗傾覆能力。
四、選型與設計建議
基礎驗算
按《建筑結構荷載規范》GB50009-2012 計算總荷載,確保安全系數≥1.5。
例如:10 塊光伏板(總重 200kg)+ 支架(50kg)需配置 2 個(gè) 50×50×30cm 水泥墩(總承重≥30 噸)。
材料優(yōu)化
高濕度地區采用 C30 混凝土 + P8 抗滲等級,可降低長(cháng)期浸泡導致的強度損失(<0.3%)。
嚴寒地區添加防凍劑,確保 - 40℃環(huán)境下混凝土強度無(wú)顯著(zhù)下降。
施工要點(diǎn)
預制時(shí)控制砂石含泥量 < 3%,采用鋼模具保證尺寸精度(偏差≤±2mm)。
安裝時(shí)確保墩體與基礎接觸面積≥90%,避免應力集中。
五、典型案例
分布式屋頂項目:采用 40×40×30cm 水泥墩(C25 混凝土,4 根 Φ10 鋼筋),單墩承重 12 噸,滿(mǎn)足屋頂荷載 0.58kN/㎡的要求,安全系數 1.8。
戈壁灘地面電站:選用 50×50×50cm 水泥墩(C30 混凝土,6 根 Φ12 鋼筋),單墩承重 35 噸,成功抵御 12 級強風(fēng)(風(fēng)速 36m/s)和 80kg/㎡積雪。
總結
水泥光伏墩的承重能力從 8 噸到 60 噸不等,具體需結合混凝土標號、配筋、形狀及環(huán)境荷載綜合設計。建議優(yōu)先選用 C25 以上混凝土,配筋率≥0.8%,并通過(guò)專(zhuān)業(yè)結構驗算確保安全。在極端環(huán)境下,可采用圓形墩體或增加配重以提升穩定性。實(shí)際項目中,需嚴格遵循《光伏發(fā)電站設計規范》GB50797-2012 等標準,確保全生命周期安全可靠。
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