本發(fā)明屬于鋼結構設計領域，具體涉及了一種適用于海上光伏的海上光伏板-檁條一體式連接節(jié)點構造。

背景技術：

1、檁條體系常用于光伏支撐結構，光伏板通常采用螺栓通過鋁合金邊框上的安裝孔與檁條翼緣直接連接。然而對于海上光伏，在海風和海浪等動荷載的反復作用下，普通的螺栓連接容易因振動而發(fā)生松脫，光伏板部分脫落或者連接支撐結構整體失效的案例時有發(fā)生。因此有必要在原有螺栓連接的基礎上進一步加強。現(xiàn)有的一種加固方式是采用鋁合金壓塊和u型螺栓抱緊c型檁條，然而問題在于開口的c型檁條截面和底板在u型螺栓不斷擰緊的過程中會發(fā)生變形，不僅難以明確u型螺栓抱緊程度，而且c型檁條截面的變形還會對結構的安全性產生不利影響。

2、此外，為了避免風吸力作用下檁條下翼緣受壓發(fā)生整體失穩(wěn)，目前常見的作法是在互相平行的檁條之間采用圓鋼拉條連接。在邊跨處，圓鋼拉條與單向桁架結構連接，形成整體側向支撐結構。但是由于圓鋼拉條通常連接于檁條的腹板上，且連接不同跨檁條的拉條之間存在錯位，而冷彎型鋼的腹板較薄，局部抗彎剛度較小，從而導致這類拉條能夠提供的側向剛度很小，無法起到約束檁條下翼緣的作用，無法滿足檁條結構體系在風吸力作用下的穩(wěn)定性要求。海上光伏的工作條件惡劣，存在臺風、暴風雨等偶然極端荷載條件，檁條的穩(wěn)定性相比陸上光伏更為突出，因此拉條的作用更為重要。并且，由于常年承受海風和海浪的持續(xù)作用，作用于檁條腹板的拉條由于腹板薄，螺栓無法擰緊，極其松動。

技術實現(xiàn)思路

1、為了解決背景技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于海上光伏的海上光伏板-檁條一體式連接節(jié)點構造。本發(fā)明不僅能夠避免u型螺栓擰緊時c型檁條截面的彎曲變形，有效加強光伏板和檁條之間的連接，并且為c型檁條的下翼緣提供了可靠的側向約束，提高了風吸力作用下c型檁條的穩(wěn)定性。

2、本發(fā)明所采用的技術方案如下：

3、海上光伏板-檁條連接一體式節(jié)點構造包括檁條、光伏板、鋁合金邊框、鋁合金壓塊和u型螺栓組件；光伏板同軸安裝在鋁合金邊框的頂部，鋁合金壓塊同軸壓在所述鋁合金邊框上，u型螺栓組件的頂部穿設過鋁合金壓塊，u型螺栓組件的開口位置處設有垂直于光伏板的檁條，檁條的頂端與鋁合金邊框之間固定連接，檁條的底端與u型螺栓組件的底端接觸。

4、所述的u型螺栓組件包括u型螺栓、底板和拉條；所述u型螺栓呈倒u形放置，底板和鋁合金壓塊的中部均開設有通孔，u型螺栓的頂部穿設過鋁合金壓塊中部的通孔后與鋁合金壓塊之間固定連接，u型螺栓底部的兩端穿設過底板上的通孔后與底板固定連接，拉條垂直于檁條設置，且分別與相鄰兩個檁條連接的相鄰兩個底板之間通過拉條連接，拉條的兩端分別固定連接于底板上表面，底板、拉條和所述鋁合金壓塊均沿著同一方向設置。

5、所述的檁條采用c型檁條，檁條沿著垂直于鋁合金邊框軸向的方向布設，且檁條設置于u型螺栓的開口位置處，使得u型螺栓圍繞在檁條的周圍且對檁條進行壓緊，檁條頂端的翼緣板與鋁合金邊框的底端連接，檁條底端的翼緣與底板之間連接，檁條的兩個卷邊均與豎向布設的的冷彎型鋼連接。

6、所述的鋁合金壓塊采用鋁合金中壓塊和鋁合金邊壓塊中的一種。

7、當所述鋁合金壓塊采用鋁合金中壓塊時，兩個鋁合金邊框對稱設置在u型螺栓的兩側，兩塊光伏板分別安裝在兩個鋁合金邊框的頂部，鋁合金中壓塊兩端的頂部分別壓在所述兩個鋁合金邊框上，鋁合金中壓塊不與檁條接觸，兩個鋁合金邊框的底端均與檁條的翼緣通過螺栓連接。

8、當所述鋁合金壓塊采用鋁合金邊壓塊時，一鋁合金邊框設置在靠近鋁合金邊壓塊頂部的一側，一光伏板安裝在鋁合金邊框的頂部，鋁合金邊壓塊的頂部壓在所述一鋁合金邊框上，鋁合金邊壓塊的底端壓在所述檁條的翼緣上，鋁合金邊框的底端與檁條的翼緣通過螺栓連接。

9、所述底板和拉條的連接方式采用螺栓連接或焊接中的一種。

10、所述若干個l形的冷彎型鋼沿著檁條的軸向間隔設置，且各個冷彎型鋼均垂直于檁條翼緣的方向設置，冷彎型鋼的上、下兩端分別與檁條的兩個卷邊連接。

11、光伏板內嵌于鋁合金框架，采用螺栓通過鋁合金框架上的安裝孔與c型檁條上翼緣形成第一處連接。鋁合金壓塊作用于光伏板的鋁合金框架上部，u型螺栓穿過鋁合金壓塊，與c型檁條截面底部的底板通過螺栓連接，環(huán)抱c型檁條。在u型螺栓兩側豎直布置冷彎型鋼，并通過自攻釘連接c型檁條的上下卷邊。擰緊u型螺栓和底板連接的螺栓，使得u型螺栓抱緊c型檁條，從而形成光伏板和檁條之間的第二道加強連接。

12、底板與u型螺栓之間通過螺栓固定連接，底板與c型檁條的下翼緣壓緊。在多道平行檁條之間設有扁鋼拉條，扁鋼拉條垂直于檁條長度方向，每一扁鋼拉條的兩端分別與相鄰平行的兩c型檁條下方的u形螺栓底板之間通過螺栓或者焊接連接。

13、本發(fā)明通過u型螺栓環(huán)抱c型檁條，對光伏板進行加強固定，保證海上光伏板在風浪等動荷載作用下連接的可靠性。與此同時，u型螺栓底板同時用于連接扁鋼拉條，直接對c型檁條下翼緣提供側向約束，可以充分發(fā)揮拉條的受拉剛度，從而極大的提高了風吸力作用下檁條的整體穩(wěn)定性。此外，采用l形冷彎型鋼與c型檁條開口側卷邊連接，避免了c型檁條截面在u型螺栓擰緊時發(fā)生變形、導致c型檁條開口處u型支架的螺栓無法擰緊的問題。本發(fā)明提出的一體式連接件加工安裝方便，具有極大的應用價值。

14、本發(fā)明的設計原理為：

15、首先，通過布置鋁合金壓塊和u型螺栓，形成光伏板和檁條之間的第二道可靠連接。其次，在u型螺栓兩側布置豎向冷彎型鋼，并于c型檁條的上下翼緣通過自攻釘連接，從而避免c型檁條截面在u型螺栓在擰緊過程中發(fā)生變形、無法擰緊，保證了u型螺栓連接的可靠性。此外，相互平行的檁條之間設有扁鋼拉條。扁鋼拉條垂直于檁條長度方向，扁鋼拉條的兩端分別與兩側檁條翼緣下方的底板連接。在邊跨處，扁鋼拉條與單向桁架連接，形成整體支撐結構。在互相平行的檁條之間，采用固定于底板上的扁鋼拉條替代傳統(tǒng)連接在檁條腹板上的圓鋼拉條，一方面使得扁鋼拉條直接作用于c型檁條的下翼緣，避免了傳統(tǒng)拉條因腹板變形而剛度較差、易松動的缺點；另一方面由于扁鋼拉條與連接件的底板連接，而連接件與光伏板、c型檁條緊密連接，從而利用了光伏板的部分面內剛度，使得扁鋼拉條能夠為c型檁條下翼緣提供充足的側向約束，極大的提高了風吸力作用下c型檁條的穩(wěn)定性。

16、本發(fā)明的有益效果為：

17、1、本發(fā)明提出的海上光伏板-檁條連接節(jié)點構造，避免了c型檁條截面在u型螺栓不斷擰緊過程中出現(xiàn)的變形，保證了u型螺栓和檁條之間的緊密連接，有效的加強了光伏板和檁條之間連接的可靠度。

18、2、本發(fā)明提出的海上光伏板-檁條連接節(jié)點構造，極大的提高了拉條對c型檁條下翼緣的約束作用，保證了檁條結構體系的在風吸力作用下的穩(wěn)定性；

19、3、本發(fā)明提出的海上光伏板-檁條連接節(jié)點構造，構造簡單，加工安裝方便。

技術特征：

1.一種適用于海上光伏的海上光伏板-檁條連接一體式節(jié)點構造，其特征在于：

2.根據權利要求1所述的一種適用于海上光伏的海上光伏板-檁條連接一體式節(jié)點構造，其特征在于：所述的u型螺栓組件包括u型螺栓(6)、底板(7)和拉條(14)；

3.根據權利要求2所述的一種適用于海上光伏的海上光伏板-檁條連接一體式節(jié)點構造，其特征在于：所述的檁條(1)采用c型檁條，檁條(1)沿著垂直于鋁合金邊框(3)軸向的方向布設，且檁條(1)設置于u型螺栓(6)的開口位置處，使得u型螺栓(6)圍繞在檁條(1)的周圍且對檁條(1)進行壓緊，檁條(1)頂端的翼緣板與鋁合金邊框(3)的底端連接，檁條(1)底端的翼緣與底板(7)之間連接，檁條(1)的兩個卷邊均與豎向布設的的冷彎型鋼(8)連接。

4.根據權利要求2所述的一種適用于海上光伏的海上光伏板-檁條連接一體式節(jié)點構造，其特征在于：所述的鋁合金壓塊采用鋁合金中壓塊(4)和鋁合金邊壓塊(5)中的一種。

5.根據權利要求4所述的一種適用于海上光伏的海上光伏板-檁條連接一體式節(jié)點構造，其特征在于：當所述鋁合金壓塊采用鋁合金中壓塊(4)時，兩個鋁合金邊框(3)對稱設置在u型螺栓(6)的兩側，兩塊光伏板(2)分別安裝在兩個鋁合金邊框(3)的頂部，鋁合金中壓塊(4)兩端的頂部分別壓在所述兩個鋁合金邊框(3)上，鋁合金中壓塊(4)不與檁條(1)接觸，兩個鋁合金邊框(3)的底端均與檁條(1)的翼緣通過螺栓連接。

6.根據權利要求4所述的一種適用于海上光伏的海上光伏板-檁條連接一體式節(jié)點構造，其特征在于：當所述鋁合金壓塊采用鋁合金邊壓塊(5)時，一鋁合金邊框(3)設置在靠近鋁合金邊壓塊(5)頂部的一側，一光伏板(2)安裝在鋁合金邊框(3)的頂部，鋁合金邊壓塊(5)的頂部壓在所述一鋁合金邊框(3)上，鋁合金邊壓塊(5)的底端壓在所述檁條(1)的翼緣上，鋁合金邊框(3)的底端與檁條(1)的翼緣通過螺栓連接。

7.根據權利要求2所述的一種適用于海上光伏的海上光伏板-檁條連接一體式節(jié)點構造，其特征在于：所述底板(7)和拉條(14)的連接方式采用螺栓連接或焊接連接中的一種。

8.根據權利要求3所述的一種適用于海上光伏的海上光伏板-檁條連接一體式節(jié)點構造，其特征在于：所述若干個l形的冷彎型鋼(8)沿著檁條(1)的軸向間隔設置，且各個冷彎型鋼(8)均垂直于檁條(1)翼緣的方向設置，冷彎型鋼(8)的上、下兩端分別與檁條(1)的兩個卷邊連接。

技術總結
本發(fā)明公開了一種適用于海上光伏的海上光伏板?檁條一體式連接節(jié)點構造。光伏板內嵌于鋁合金邊框，鋁合金邊框通過螺栓與檁條上翼緣連接，鋁合金壓塊作用在光伏板鋁合金邊框的上部，通過U形螺絲和底板抱住C型檁條，同時底板與C型檁條下翼緣通過螺栓連接，相互平行的檁條之間采用扁鋼拉條與U形螺栓底板連接，冷彎型鋼與C型檁條開口側上下卷邊通過自攻釘連接。本發(fā)明通過U型螺栓環(huán)抱C型檁條，對光伏板進行加強固定，保證海上光伏板在風浪等動荷載作用下連接的可靠性，U型螺栓底板連接扁鋼拉條，極大的提高了風吸力作用下檁條的整體穩(wěn)定性，冷彎型鋼的設計避免了C型檁條截面在U型螺栓擰緊時發(fā)生變形，具有極大的應用價值。

技術研發(fā)人員：許照宇,張磊,童根樹
受保護的技術使用者：浙江水利水電學院
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19