信息摘要:
在"雙碳"戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)下,數(shù)以萬(wàn)計(jì)的工業(yè)廠房正迎來(lái)屋頂光伏改造浪潮。但在這場(chǎng)綠色革命背后,一個(gè)被忽視的安全隱患正在浮現(xiàn)
在"雙碳"戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)下,數(shù)以萬(wàn)計(jì)的工業(yè)廠房正迎來(lái)屋頂光伏改造浪潮。但在這場(chǎng)綠色革命背后,一個(gè)被忽視的安全隱患正在浮現(xiàn)。據(jù)權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì),我國(guó)現(xiàn)存鋼結(jié)構(gòu)廠房中約35%存在原始荷載冗余不足,若盲目加裝光伏系統(tǒng),無(wú)異于在建筑結(jié)構(gòu)上埋下"定時(shí)炸彈"。
現(xiàn)代工業(yè)廠房設(shè)計(jì)普遍遵循“輕量化”理念,其荷載標(biāo)準(zhǔn)多基于常規(guī)使用場(chǎng)景設(shè)定。當(dāng)加裝光伏系統(tǒng)時(shí),單平米新增恒荷載可達(dá)0.15-0.3kN,相當(dāng)于在屋頂持續(xù)增加30-60kg/m²的永久載荷。更值得注意的是,光伏組件會(huì)改變屋面風(fēng)荷載分布特性,在極端天氣下可能引發(fā)局部應(yīng)力突變。
合規(guī)性改造需嚴(yán)格執(zhí)行三階段技術(shù)流程:首先需調(diào)取竣工圖紙,核查鋼材強(qiáng)度等級(jí)、連接節(jié)點(diǎn)類(lèi)型等原始設(shè)計(jì)參數(shù);其次通過(guò)三維激光掃描與應(yīng)變監(jiān)測(cè)技術(shù),建立與實(shí)際結(jié)構(gòu)吻合的數(shù)字化模型;最后采用非線(xiàn)性有限元分析,模擬光伏荷載與極端氣候組合工況下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)。
針對(duì)荷載不足的典型問(wèn)題,工程實(shí)踐中優(yōu)先采用截面增強(qiáng)與體系優(yōu)化相結(jié)合的加固策略。對(duì)于主鋼梁承載力不足的情況,可通過(guò)焊接附加翼緣板將截面慣性矩提升15%-25%;門(mén)式剛架柱穩(wěn)定性不足時(shí),宜增設(shè)交叉支撐使長(zhǎng)細(xì)比降至150以?xún)?nèi)。節(jié)點(diǎn)區(qū)域需采用加蓋板或擴(kuò)大連接板面積的方式,確保螺栓群抗滑移系數(shù)≥0.45。加固后需進(jìn)行靜載試驗(yàn)驗(yàn)證,要求在設(shè)計(jì)荷載1.1倍作用下,結(jié)構(gòu)變形量不超過(guò)L/300,且殘余變形小于L/2000。
從投資回報(bào)角度考量,科學(xué)加固可使鋼結(jié)構(gòu)廠房延長(zhǎng)使用年限12-20年。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,預(yù)防性加固成本約占光伏項(xiàng)目總投資的5%-8%,但可將后期維護(hù)成本降低41%,同時(shí)避免因結(jié)構(gòu)變形導(dǎo)致的光伏板陣列效率損失。