惠州市分布式楼面光伏承重检测报告办理中心

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彩钢瓦屋顶光伏为例，钢材力学性能指标

抗拉强度fu：反映钢材受拉时所能承受的极限应力。

伸长率：试件被拉断时的**变形值与试件原标距之比的百分数，称为伸长率，伸长率代表材料在单向拉伸时的塑性应变的能力。

冷弯性能：冷弯性能由冷弯试验确定。试验时使试件弯成l80°，如试件外表面不出现裂纹和分层，即为合格。冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下的塑性应变能力和钢材质量的综合指标。

韧性：韧性是钢材强度和塑性的综合指标。

由于低温对钢材的脆性破坏有显着影响，在寒冷地区建造的结构不但要求钢材具有常温（20℃）冲击韧性指标，还要求具有负温（0℃、-20℃或-40℃）冲击韧性指标，以保证结构具有足够的抗脆性破坏能力。

各种因素对钢材主要性能的影响

1）化学成分

碳直接影响钢材的强度、塑性、韧性和可焊性等。碳含量增加，钢的强度提高，而塑性、韧性和疲劳强度下降，同时恶化钢的可焊性和抗腐蚀性。硫和磷是钢中的有害成分，它们降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳强度。在高温时，硫使钢变脆，称之热脆；在低温时，磷使钢变脆，称之冷脆。

2）冶金缺陷   

常见的冶金缺陷有偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹及分层等。

3）钢材硬化   

冷加工使钢材产生很大塑性变形，从而提高了钢的屈服点，同时降低了钢的塑性和韧性，这种现象称为冷作硬化（或应变硬化）。在一般钢结构中，不利用硬化所提高的强度，以保证结构具有足够的抗脆性破坏能力。另外，应将局部硬化部分用刨边或扩钻予以消除。

4）温度影响   

钢材性能随温度变动而有所变化。总的趋势是温度升高，钢材强度降低，应变增大；反之，温度降低，钢材强度会略有增加，塑性和韧性却会降低而变脆。在250℃左右，钢材的强度略有提高，同时塑性和韧性均下降，材料有转脆的倾向，钢材表面氧化膜呈现蓝色，称为蓝脆现象。钢材应避免在蓝脆温度范围内进行热加工。

当温度在260℃～320℃时，在应力持续不变的情况下，钢材以很缓慢的速度继续变形，此种现象称为徐变现象。当温度从常温开始下降，特别是在负温度范围内时，钢材强度虽有提高，但其塑性和韧性降低，材料逐渐变脆，这种性质称为低温冷脆。

5）应力集中   

构件中有时存在着孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内部缺陷等。此时，构件中的应力分布将不再保持均匀，而是在某些区域产生局部高峰应力，在另外一些区域则应力降低，形成应力集中现象。承受静力荷载作用的构件在常温下工作时，在计算中可不考虑应力集中的影响。但在负温或动力荷载作用下工作的结构，应力集中的不利影响将十分**，往往是引起脆性破坏的根源，故在设计中应采取措施避免或减小应力集中，并选用质量优良的钢材。

6）反复荷载作用   

在直接的连续反复的动力荷载作用下，钢材的强度将降低，**一次静力荷载作用下的拉伸试验的极限强度，这种现象称为钢材的疲劳。疲劳破坏表现为突然发生的脆性断裂。材料总是有“缺陷”的，在反复荷载作用下，先在其缺陷发生塑性变形和硬化而生成一些较小的裂痕，此后这种微观裂痕逐渐发展成宏观裂纹，试件截面削弱，而在裂纹根部出现应力集中现象，使材料处于三向拉伸应力状态，塑性变形受到限制，当反复荷载达到一定的循环次数时，材料终于破坏，并表现为突然的脆性断裂。

彩钢瓦屋顶光伏检测鉴定内容如下：
⑴资料的收集
包括图纸、建筑物使用史、委托方反映存在的问题等。主要了解结构质式、原设计使用用途、是否存在改扩建情况、是否改变使用功能、现状结构损伤情况、委托方要求如未来使用条件等。
⑵现场检测
包括图纸核对或图纸缺失情况下的实地测绘;裂缝、变形和构件局部破损等结构损伤的详细调查、量测,结合图纸进行损伤原因的初步分析;根据初步原因分析制定合理的检测方案并实施;在检测数据的基础上进行承载能力验算及结构安全性评定。
2 检测方案的合理制定
检测方案应在结构损伤原因的初步分析基础上制定,需借助较丰富的结构知识及工程经验,主要解决损伤原因和损
伤程度,以便有针对性地采取处理对策,这通常需要对现状结构的砼强度、几何尺寸、实配主筋、实配箍筋等验算参数进行现场检测,并进行一定的计算分析。不同的损伤对结构验算参数的要求不一样。
⑴裂缝
由于砼结构的抗拉强度低,结构损伤后往往出现裂缝。针对裂缝形态以及发生的部位,应采取不同的检测方案。如:
梁端区段出现斜裂缝,可主要对梁截面尺寸及梁端箍筋配置情况进行检测;梁中间区段出现竖向倒“V”字形贯通裂缝,可主要对主筋配置情况进行检测;主次梁连接位置出现“八”字形裂缝,可主要对主梁的附加筋进行检测;梁侧面出现“中间大、两头小”特征的竖向裂缝,可主要对腰筋配置情况进行检测;框架梁两端同时出现分别位于**面附近和底面附近的竖向裂缝,则可能由于不均匀沉降引起,与上部结构无关。根据检测及验算分析结果,即可从导致裂缝产生的主要原因着手,采取增设钢筋、加大截面尺寸等方法进行补强,同时对裂缝进行修复。
⑵变形
结构变形较大时应进行计入变形影响的结构内力分析,为此,应对变形进行量测。若是结构整体变形,通常由于不均
匀沉降引起,且往往伴随填充墙有规律地出现斜裂缝,在该情况下尚应进行沉降观测,了解沉降是否已稳定;在沉降已稳定、计入变形影响的结构承载能力尚可且使用上未出现不适感的情况下,可不进行加固。
⑶构件局部破损
应根据局体破损情况而定,如梁受压区砼局部破碎,可能由于**配筋引起,应对梁截面尺寸及梁主筋配置情况进行检
测;火灾后砼局部剥落,应测定构件的有效残余截面积。
3 结构验算分析应考虑已有结构不确定性因素的减少验算分析是加固前结构鉴定的**环节,除结构仅出现典型非受力裂缝等少数情况外,受损结构均应进行验算分析,包括出现不均匀沉降的结构,虽然损伤与上部结构无关,也应对上部结构进行计入变形影响的结构内力分析。由于验算分析对象为已有结构,在现场检测工作完成后,在结构计算模型、几何参数、钢筋保护层厚度、材料强度、荷载等方面与拟建结构相比减少了诸多不确定性。因此,在不降低结构度的前提下,从节约成本的角度出发,受损结构承载能力验算应采用实际性指标进行,并遵循尽可能不加固或尽量降低加固水平的原则,因此,验算分析应考虑如下问题:
⑴荷载:包括以受损结构的预期继续使用年限替代设计规范的设计基准期并由此确定风荷载和结构重要性系数,在
使用条件限定的情况下降低楼面恒、活载的分项系数等。
⑵材料强度:在抽检数量较多且同类检测数据离散较小的情况下,可降低材料性能分项系数。但同时也应考虑损伤对结构刚度的降低并导致结构内力重分布,使未受损构件应力增大。
4 现行验算分析存在的问题
现行鉴定方法根据检测数据进行验算分析,进而评定结构安全性,如前所述,其中验算分析是**环节,在对计算模
型进行假定后,从构件的截面计算着手,计算出构件的应力、应变水平。但这里常受两方面不利因素影响:
⑴假定的计算模型存在偏差
受施工等因素影响,已有结构受力计算模型往往与原设计所采用的假定计算模型存在一定的偏差,如框架梁主筋的
水平锚固长度对节点的刚性假定很重要,但现行检测手段无法对该指标进行检测,仅通过常规推理和外观检查认为节点应该是刚性的;同时,现有规范在不用结构的类似部位所采用的假定也存在偏差,例如对于单向连续板的端支座截面,当与梁整体连接时,依据《钢筋砼连续梁和框架考虑内力重分布设计规程》(CECS51: 93)可取弯矩系数为- 1 /16;但对与梁整体连接的双向板及单跨单向板,端支座截面弯矩通常假定为0,仅需配置构造钢筋以抵抗支座的弹性嵌固作用。
⑵验算方法不能真实反映受损结构的内力重分布结构由各个构件组成整体协调受力,单个构件损伤后刚度的降低将导致内力重分布,其余未受损构件的应力、应变水平将发生改变;现有验算方法如有限元等只能尽可能准确地
对内力重分布进行分析,由于电算软件编制的出发点不同,对于不同结构部位、不同构件其分析结果误差也不一样。所以,现行验算分析所得出的构件应力应变与真实水平不可能完全一致,从而对结构安全性评定造成影响。

屋面加设光伏荷载安全检测鉴定报告的相关知识：

一、倾斜屋顶光伏系统
在倾斜屋顶上安装光伏系统主要有两种形式：一类是在屋顶上安装支架，将光伏组件铺设在支架上。这种系统通常要在屋顶上预埋固定件，如螺栓，并将支架通过连接件与螺栓固定。在安装的过程中要调整好组件的位置以保证整个屋面平整、美观。这类系统在安装时要注意支架与屋顶之间要预留一定的距离，保证良好的空气流动，以此来降低光伏组件的工作温度。在多数情况下，太阳能板会产生大量的热量，太阳能电池板的温度增加一度(以25"C为基准)，其效率会相应减少0．3％’0．5％。屋顶与支架间预留一定的空间是很重要的，这样做也可以降低炎热季节的室内温度，保证室内环境的舒度倾斜屋顶光伏系统安装的第二类方式是：嵌入式结构，即将光伏系统作为建筑物的一部分替代某些建筑构件。这是一种新型结构，在建筑物设计之初就通过设计、计算，预先做好光伏组件的安装构件，并将组件的安装构件与建筑结构设计为一体，建好之后的光伏系统既具备普通建筑屋顶防雨、遮阳的功能，还可以发电。这样做的好处是，光伏系统的成本在建筑设计之初就包含在建材成本里，不需要在建筑物建好之后重新花费安装系统的费用。光伏系统的铺设与建筑主体同步设计、施工、安装，同时投入使用。同时，光伏屋顶系统能较好的利用屋顶面积并且在结构上较安全、。

二、平屋顶(楼顶)光伏系统
在楼顶上安装光伏系统的分类方法亦是相同，一类是将平屋顶作为光伏系统支撑物。在屋顶上要预先安装生根或不生根筑起水泥条或水泥带，并在其中预埋地脚螺栓用于固定组件支架。平屋顶上安装的水泥条或水泥带需安置在建筑物的承重粱上，安装前要预先观测建筑物周围的环境，如较大风速、较高、较低温度等相关参数，通过设计计算出水泥条或水泥带的重量、体积并预埋好地脚螺栓。第二类是将光伏组件作为屋顶材料，如遮阳棚、大楼顶棚、天窗等。这类屋顶结构要求光伏组件既具备建筑材料的功用，又可以发电。对于光伏组件来说要求防雨、抗冲击，若作为建筑物天窗，这就要求光伏组件具备一定的透光性，多采用由双层玻璃构成的组件。若是作为装饰性的建筑物外观材料，还应该具备一定的美观性。与传统的太阳电池使用方式相比，光伏与建筑结合有许多优势：

(1)光伏与建筑结合可以节省一部分建材成本，通过结合，光伏组件可以起到装饰作用，增加建筑物的美观性。

(2)可有效的利用阳光照射的空间。如上海市就有2亿m2的屋顶，假设1／10的屋顶用做光伏并网发电，每年可获得电力为34～47亿KWh。

(3)在夏季用电高峰时，光伏系统也正好吸收夏季强烈的太阳辐射，并转换成制冷设备所需要的电能，从而舒缓电力需求高峰时的供需矛盾。