Leer wat elke invoer betekent, waar je de juiste waarde kunt vinden en hoe je resultaten van wind, sneeuw, spanning, buiging en tracker-torsie kunt lezen zonder verdwaald te raken in ingenieursnotatie.
Snelle antwoord: Begoon met het selecteren van het montageysteem. Voer de modulegrootte, indeling, site-wind- en sneeuwgegevens in, voeg vervolgens de werkelijke sectie-eigenschappen en analysekrachten voor je leden toe. De rekenmachine update onmiddellijk. Een groene “Goedkeuring” betekent dat de ingevoerde eis binnen de ingevoerde limiet valt; “Raadpleeg” betekent dat de eis die limiet overschrijdt. Geen van deze statussen is een bouwgoedkeuring.
Wat controleert de solarmontageconstructielastrekenmachine?
De LuminVolt Solarmontageconstructielastrekenmachine is een voorlopig ingenieursinstrument voor twee veelvoorkomende PV-ondersteuningssystemen: een vast hellend tafel en een enkelas tracker. Het zet het geleverde ingenieurswerkboek om in een browsergebaseerde vorm, zodat elke afhankelijke resultaat verandert zodra je een invoer verandert.
Voor een vast hellend constructie berekent het hulpmiddel basiswinddruk, ontwerpwindbelasting, ontwerpsneeuwbelasting, verdeelde lasten, gecombineerde ledenspanning, belastinggebruik en buigingslimieten. Voor een tracker berekent het winddruk in twee bedrijfsgevallen, windasymmetrische torsie, zwaartekrachtasymmetrische torsie, eenheidstorsie langs de torsietube en een sneeuwbelastingwaarde.
Deze rekenmachine is voor voorlopige controles en ingenieursdiscussie. Het selecteert geen lokale ontwerpwindsnelheden, blootstellingscategorieën, belanghebbende factoren, lastgevallen, verbindingcapaciteiten, funderingsweerstand of coderegels voor je. De uiteindelijke ontwerp moet worden gecontroleerd onder de code die op de projectlocatie is aangenomen en goedgekeurd door een gekwalificeerde constructie ingenieur wanneer vereist.
In de Verenigde Staten, ASCE/SEI 7-22 dekt milieulasten en lastcombinaties voor constructiedesign. ASCE publiceert ook werkende gidsen voor zijn wind- en sneeuwvoorschriften. Projects in other countries may follow different national standards. Gebruik de standaard die in uw projectdocumenten wordt genoemd in plaats van aan te nemen dat één methode overal toegepast wordt.
Wat moet je voorbereiden voordat je de calculator opent?
Je kunt de tool verkennen met de standaardwaarden, maar een echte projectcontrole vereist geverifieerde inputs. Verzamel eerst de volgende informatie:
- PV-module lengte, breedte, massa en hoeveelheid
- Tabelindeling, ledenspanningen en kruissectiediameter van de torque-tube
- Wind snelheid en lucht dichtheid op de locatie
- Terrein of blootstelling data en de juiste hoogtecoëfficiënt
- Sneeuwdichtheid, sneeuwdiepte, dak of paneel helling
- Ledenoppervlakte, kruissectie modulus en materiaal ontwerpmachtigheid
- Analysekrachten, buigmomenten en werkelijke vervormingen
- Van toepassing zijnde lastcombinaties en projectontwerpstandaard
Modulewaarden komen normaal gesproken van het fabrikantendatasheet. Sectie-eigenschappen moeten afkomstig zijn van het goedgekeurde staal of aluminiumprofieltekening. Wind, sneeuw, terrein en lastcombinatie waarden moeten afkomstig zijn van het project's ontwerfbeleid, lokale autoriteitsgegevens of een ingenieursberekening.
De vaste hellingshoekmodule en ledenlengtes gebruiken millimeters, terwijl sneeuwdiepte meters gebruikt. Tracker geometrie gebruikt meters. Kruissectie modulus is in cm³, oppervlakte is in cm², momenten zijn in N·m, spanning is in MPa en koppel is in N·m of N·m/m. Lees de eenheid afgedrukt naast elk veld voordat je typt.
Stap 1: kies vaste hellingshoek of enkele assen tracker
| Modus | Kies het wanneer | Hoofdoutput |
|---|---|---|
| Vaste hellingsstructuur | De modules blijven op één hoek op purlins, daken, palen en strengen. | Wind en sneeuwlasten, ledenspanningsoverweging en vervormingscontrole. |
| Enkele assige tracker | Een rij draait rond een torsiebuis en moet bij verschillende volghoeken worden gecontroleerd. | Wind- en zwaartekrachtkoppel, eenheidskoppel en de vereiste koppelwaarde. |
Als je project gebruikmaakt van een conventionele grond- of daktabel, begin dan met een vaste hellingshoek. Als het gebruikmaakt van een draaiende rij, zoals de systemen die worden beschreven op onze pagina over zonnevolgers, kies een tracker. De twee tabbladen behouden hun eigen invoerwaarden, zodat je tussen beide kunt schakelen zonder de modellen door elkaar te halen.
Hoe gebruik je de calculator voor vaste hellingshoeken?
Voer de lay-out van de module en de tabel in
Voer de lengte, breedte en massa van de module in, zoals vermeld in het gegevensblad van de module. Voer vervolgens het aantal rijen in de lay-out en het aantal modules per rij in.
Total purlin length is de gemodelleerde lengte die wordt gebruikt om de modulebelastingen over de gordingen te verdelen. Rafter length is de relevante overspanning van de dakspanten die wordt gebruikt bij de berekening van de verdeelde belasting in het werkboek. Voer de totale projectlengte niet in, tenzij deze overeenkomt met de gemodelleerde lengte.
Voer de windgegevens in
De tool berekent eerst de basiswinddruk aan de hand van w = 0,5 × ρ × V². Hier, ρ is de luchtdichtheid en V is de ontwerpwindsnelheid.
De ontwerpwindbelasting wordt vervolgens vermenigvuldigd met de factor voor windvlagen βz, vormcoëfficiënt μs, en de hoogtefactor μz. Deze coëfficiënten zijn geen universele constanten. Kies ze op basis van de projectnorm en de ontwerpbasis. De tabel met μz-waarden onderaan de rekenpagina geeft de waarden uit het meegeleverde werkboek weer voor terreincategorieën A tot en met D.
Voer de sneeuwgegevens in
Voer de sneeuwcoëfficiënt in μr, sneeuwdichtheid en sneeuwdiepte. De tool berekent de basissneeuwdruk op basis van de dichtheid, de zwaartekracht en de diepte, en vermenigvuldigt deze vervolgens met μr.
Gebruik de tabel met enkelvoudige hellingshoeken op de rekenmachine om μr af te stemmen op de hellingshoek α in het bijgevoegde werkboek. Die tabel geeft bijvoorbeeld μr = 1,00 bij hellingen tot 25°, 0,85 bij 30°, 0,70 bij 35° en 0 bij 60° of meer. Gebruik deze waarden alleen als ze geldig zijn voor de norm en de belastingsomstandigheden van uw project.
Voeg de eigenschappen van het ledengedeelte toe
Openen Member section properties. Voer voor de gording, de dakspant en de staander de netto sectiemodulus rond elke as in (Wnx en Waarom), netto oppervlakte Een, en de γ-factoren die in het werkboek worden gebruikt. Voer ook het ontwerpoppervlak van de beugel en de ontwerpsterkte van het materiaal in.
Dit is waar beginners het vaakst verkeerde gegevens invoeren. Voer de buitenbreedte of -hoogte van een profiel niet in het veld voor de sectiemodulus in. Wnx en Wny zijn berekende geometrische eigenschappen, die doorgaans in een profieltabel of technische tekening worden vermeld.
Voeg krachten, momenten en werkelijke doorbuigingen toe
Openen Krachten en momenten van de elementen. Voer de axiale kracht N en de buigmomenten Mx en My in voor het te controleren belastingsgeval. Voer vervolgens de lengtes van de elementen en de werkelijke doorbuigingen uit uw constructieanalyse in.
De calculator genereert geen volledige frameanalyse op basis van de module-indeling. Hij controleert de krachten en doorbuigingen die u invoert. Dit onderscheid is van belang: omgevingsgegevens worden gebruikt om belastingswaarden te berekenen, terwijl de belastingwaarden voor de constructie-elementen nog steeds afkomstig moeten zijn uit een geschikt constructiemodel of een geverifieerd werkboek.
Bekijk de resultaten van de vaste kantelhoek
In de bovenste tabellen worden de ontwerpwindbelasting, de basiswinddruk en de ontwerp-sneeuwbelasting weergegeven. In de lijst met verdeelde belastingen wordt getoond hoe deze belastingen met behulp van de formules in het werkboek worden verdeeld over de gording, de tafel en de dakspant.
De sterktetabel vergelijkt de totale spanning in de balken met de ingevoerde ontwerpsterkte. De benuttingsgraad is de belasting gedeeld door de capaciteit. De doorbuigingstabel vergelijkt de werkelijke verplaatsing met de limiet uit het werkboek voor elke balk.
Voorbeeld van een vaste hellingshoek met de standaardwaarden
Het standaardmodel met vaste hellingshoek maakt gebruik van een module van 1.650 × 991 mm met een gewicht van 16,5 kg, opgesteld in 2 rijen van elk 11 modules. De windsnelheid bedraagt 26,84 m/s, de luchtdichtheid 1,25 kg/m³, βz is 1,00, μs is 1,30 en μz is 1,00. De sneeuwdichtheid is 130 kg/m³, de sneeuwdiepte is 0,11 m en μr is 0,85.
Op basis van die waarden geeft de rekenmachine het volgende resultaat:
| Resultaat | Standaarduitvoer | Betekenis in gewone taal |
|---|---|---|
| Basiswinddruk | 450,24 Pa | Druk berekend op basis van de ingevoerde luchtdichtheid en windsnelheid, met inachtneming van de drie windcoëfficiënten. |
| Ontwerpwindbelasting | 585,31 N/m² | Basisdruk na het aanleggen van βz, μs en μz. |
| Ontwerp-sneeuwbelasting | 121,55 N/m² | Er wordt sneeuwdruk uitgeoefend op basis van de ingevoerde μr-coëfficiënt. |
| Gebruik de hoogste standaardsterkte | Dakspant: 80,41 TP3T | In dit voorbeeld komt de dakspant het dichtst in de buurt van de opgegeven ontwerpsterkte. |
| Controle op de dichtstbijzijnde standaardafwijking | Dakspant: 15,0 / 17,5 mm | De werkelijke doorbuiging ligt onder de weergegeven grenswaarde, maar komt dichter in de buurt dan bij de andere twee controles. |
Alle standaardrijen voor sterkte en doorbuiging geven “Geslaagd” weer, maar dat betekent alleen dat de waarden in het meegeleverde werkboek binnen de opgegeven grenzen vallen. Als u de ontwerpsterkte, profieleigenschappen, momenten, krachten, lengtes of werkelijke doorbuigingen wijzigt, kan het resultaat onmiddellijk veranderen. Een geslaagd voorbeeld is geen bewijs dat een andere locatie of een ander profiel geschikt is.
Hoe gebruik je de calculator voor een-assige trackers?
Voer de geometrie van de rij en de module in
Voer de lengte, breedte en massa van de module in, evenals het aantal modules per rij, de lengte van de torsiebuis en de lengte van de module aan de loefzijde. Het tracker-model werkt met meters; plak daarom geen waarden in millimeters uit het tabblad ‘vaste hellingshoek’.
Definieer het 0°-windscenario
Voer βz, μz, de luchtdichtheid, de windsnelheid, de positieve Cp-waarde en de negatieve Cp-waarde voor de 0°-positie in. De calculator gebruikt het gemiddelde van de twee Cp-waarden voor de weergegeven ontwerpwindbelasting en het verschil daartussen voor het excentrische windkoppel.
Definieer het 45°-windscenario
Herhaal de windgegevens voor de 45°-positie. Ga er niet automatisch vanuit dat dezelfde windsnelheid of drukcoëfficiënten van toepassing zijn. Gebruik de waarden die zijn vermeld in de ontwerpbasis van de tracker of in het windonderzoek.
Waarden voor zwaartekracht en sneeuw toevoegen
De excentriciteit van de zwaartekracht is de afstand tussen de rotatieas en het betreffende zwaartepunt. De trackerhoek bepaalt de component van het zwaartekrachtkoppel. Voer μr, de sneeuwdichtheid en de sneeuwdiepte in voor de sneeuwberekening.
Lees het voorgeschreven koppel van de aandrijfeenheid af
In de resultaten worden het excentrische koppel door de wind en het excentrische koppel door de zwaartekracht apart weergegeven; vervolgens wordt het koppel gedeeld door de aslengte, wat een waarde in N·m/m oplevert. De bepalende waarde is het grootste absolute totaal van de twee weergegeven trackergevallen.
Voorbeeld van een tracker met de standaardinstellingen
De standaard trackerrij bestaat uit 56 modules van elk 2,15 × 1,06 m en 30 kg, gemonteerd op een torsiebuis van 60,7 m. Bij een windhoek van 0° wordt uitgegaan van 25 m/s; bij een windhoek van 45° van 15 m/s. Het daaruit voortvloeiende bepalende koppel per eenheid is 176,58 N·m/m.
| Standaardresultaat van de tracker | Waarde |
|---|---|
| Excentrisch koppel van de wind bij 0° | 10.718,42 N·m |
| Koppel van de windturbine bij 0° | 176,58 N·m/m |
| Excentrisch koppel van de wind bij 45° | 3.858,63 N·m |
| Excentrisch koppel door zwaartekracht | 1.513,43 N·m |
| Totaal koppel van de eenheid bij 45° | 88,50 N·m/m |
| Ontwerp-sneeuwbelasting | 0,175 kN/m² |
Gebruik het koppel van de aandrijfeenheid als uitgangspunt voor de volgende ontwerpstap, zoals het controleren van de koppelbuis, de aandrijfeenheid, de lagers, de dempers en de reactie van de rijen. De calculator geeft geen garantie dat deze onderdelen geschikt zijn.
Hoe gebruik je de drie referentiegedeelten?
Belastingscombinaties
De tabel met belastingscombinaties bevat 12 factoren uit het meegeleverde werkboek. Sterktecombinaties omvatten de gewogen zwaartekracht, positieve of negatieve wind en sneeuw. Bij doorbuigingscombinaties wordt gebruikgemaakt van factoren op gebruiksniveau. De tabel dient als referentie; er worden niet automatisch nieuwe krachten op de elementen gegenereerd in de browsertool. Pas de juiste combinatie toe in uw constructieanalyse en voer vervolgens de resulterende krachten en momenten in de elementvelden in.
Winddrukhoogtecoëfficiënt μz
Zoek de hoogte van het project in de eerste kolom en ga vervolgens naar terrein A, B, C of D. In de toelichting onder de tabel worden de terreincategorieën van het werkboek beschreven. Als de hoogte tussen twee rijen in valt, volg dan de interpolatie- of selectieregel uit de toepasselijke norm in plaats van op het oog een waarde te kiezen.
Sneeuwcoëfficiënt μr bij een enkel hellingsvlak
In het diagram wordt de horizontale sneeuwverdeling gescheiden van het hellende dak en wordt α weergegeven aan de onderrand van het dak. Kies in de tabel de μr-waarde die overeenkomt met de dakhelling. Beschouw de lange horizontale sneeuwbalk niet als het dakoppervlak; deze geeft de gelijkmatige sneeuwverdeling weer zoals weergegeven in de brongegevens.
Wat betekenen “Pass”, “Review”, „utilization“ en „deflection“?
Stress is de berekende interne vraag per gebied. Ontwerpsterkte is de toegestane vergelijkingswaarde die u hebt ingevoerd. Gebruik is de spanning gedeeld door de ontwerpsterkte. Een waarde van 80% betekent dat de berekende belasting 80% van de ingevoerde sterkte bedraagt; 105% betekent dat deze 5% hoger ligt.
De tool markeert een benutting van 100% of lager als “Geslaagd” en waarden boven 100% als “Nader te bekijken”. Wat de doorbuiging betreft, wordt de rij als “Geslaagd” gemarkeerd wanneer de werkelijke doorbuiging gelijk is aan of lager is dan de weergegeven grenswaarde. Dit zijn numerieke vergelijkingen, geen technische goedkeuring.
Bij een daadwerkelijk ontwerp kunnen ook controles nodig zijn op knik, lokale knik, zijdelingse torsieknik, vermoeidheid, verbindingssterkte, uittrekkracht, draagvermogen, kantelen van de fundering, verschuiving, grondweerstand, dynamische reactie van de tracker, montageomstandigheden, corrosieverlies, toleranties en onvoorziene situaties. Vraag de projectingenieur welke controles van toepassing zijn.
Negen veelvoorkomende invoerfouten die je moet vermijden
- Millimeters en meters door elkaar gebruiken. Dit kan een resultaat met een factor 1.000 of meer beïnvloeden.
- Winddruk invoeren als windsnelheid. De windsnelheid wordt uitgedrukt in m/s; de druk is een berekende waarde in Pa.
- De afmetingen van de module worden voor de hele tabel gebruikt. De afmetingen van de module en de lengte van de constructie-elementen worden afzonderlijk ingevoerd.
- μz schatten op basis van alleen de hoogte. Ook de terreincategorie beïnvloedt de coëfficiënt.
- De sneeuwdiepte gebruiken zonder de dichtheid te controleren. Bij gelijke dieptes kunnen er verschillende belastingen ontstaan als de sneeuwdichtheid verschilt.
- De afmetingen van het profiel invoeren in Wnx of Wny. De sectiemodulus moet worden afgeleid uit een berekening van de sectie-eigenschappen of uit een tabel.
- De werkboekinstellingen blijven behouden voor een nieuw project. Standaardmomenten en -krachten hebben betrekking op het proefstuk, niet op je referentiekader.
- De referentiecombinaties als automatisch beschouwen. De velden voor de vraag van leden moeten nog worden aangevuld met correct gecombineerde analyseresultaten.
- “Pass” wordt geïnterpreteerd als 'klaar voor vergunning'. Het geeft alleen de vergelijking weer die in de tool is geprogrammeerd.
Sla één set geverifieerde invoergegevens op, wijzig telkens slechts één waarde en noteer welk resultaat verandert. Zo kun je eenheidsfouten en onverwachte afhankelijkheden gemakkelijker opsporen. Gebruik de knop ‘Reset’ wanneer je terug wilt keren naar de standaardinstellingen van het werkboek.
Veelgestelde vragen
Kan ik de rekenmachine gebruiken zonder technische ervaring?
U kunt het gebruiken om de onderlinge verbanden te begrijpen en een voorlopige vergelijking op te stellen. Voor een projectcontrole moeten de coëfficiënten, de profieleigenschappen, de berekeningskrachten en de acceptatiecriteria worden aangeleverd of gecontroleerd door iemand die gekwalificeerd is op het gebied van constructief ontwerp.
Waar vind ik de juiste ontwerpwindsnelheid?
Gebruik de ontwerpbasis van het project, de bevoegde instantie of de kaart en methode die door de lokaal vastgestelde norm worden voorgeschreven. Neem de windsnelheid niet over uit een weer-app of uit een andere stad.
Past de rekenmachine automatisch elke belastingscombinatie toe?
Nee. De combinatietabel uit het werkboek wordt als referentie weergegeven. Voer de krachten en momenten van de elementen in uit het juiste gecombineerde constructieanalysegeval.
Wat moet ik doen als bij een resultaat “Review” staat?
Controleer eerst de eenheden en de brongegevens. Als de invoergegevens correct zijn, vraag dan de bouwkundig ingenieur om de doorsnede, overspanning, verstijving, belastingspad, het analysemodel en de acceptatiecriteria te controleren. Probeer een resultaat dat de limiet overschrijdt niet op te lossen door een coëfficiënt te wijzigen zonder technische ondersteuning.
Waarom zorgt een kleine toename van de windsnelheid voor zo’n grote verandering in de druk?
De basiswinddruk is evenredig met het kwadraat van de windsnelheid. Als de snelheid met 10% toeneemt, stijgt de druk met ongeveer 21%, voordat andere coëfficiënten worden toegepast.
Kan deze calculator de afmetingen van funderingen of dakverankeringen berekenen?
Nee. Het programma controleert geen grond, ballast, palen, uittrekweerstand van ankers, draagvermogen van het dak of verbindingsdetails. Gebruik ons aparte wind en sneeuwbelastingcalculator voor een ander voorlopig overzicht van de belasting, en vraag vervolgens projectspecifieke controles van de fundering en de verbindingen aan.
Kan ik het zowel voor stalen als voor aluminium profielen gebruiken?
Bij de spanningsvergelijking kunnen de eigenschappen van de secties en de ontwerpsterkte worden aangepast, maar de juiste weerstandscontroles verschillen per materiaal en norm. Overleg met de projectingenieur over het elementmodel, de factoren, de knikregels en de sterktewaarden.
Waarom verschillen de units met vaste hellingshoek en de tracker-units van elkaar?
De twee modi geven verschillende werkboekmodellen weer. De geometrie met vaste hellingshoek wordt voornamelijk in millimeters ingevoerd, terwijl de geometrie van de tracker in meters wordt ingevoerd, omdat het belangrijkste resultaat daarvan het koppel per meter buis is.
Klaar om je eigen projectgegevens uit te proberen?
Open de rekenmachine in een tweede tabblad, houd deze handleiding ernaast en vervang de standaardwaarden uitsluitend door geverifieerde waarden. Voor ondersteuning bij het montagesysteem kunt u LuminVolt de indeling van uw modules, de belastingen op de locatie en de projecttekeningen toesturen.