在“双碳”战略稳步推进的宏观背景下,工商业分布式光伏发电项目呈现出迅猛的发展态势。根据国家能源局发布的最新统计数据,2025年前3个月,全国新增装机容量达到了59.71GW。其中,2025年1-2月份新增光伏装机39.47GW,3月份的新增装机则达到了20.24GW。然而,繁华背后,屋顶结构安全隐患问题愈发突出。据统计,我国现存工业厂房中,约有65%的屋面结构在初始设计时,并未预留光伏系统的荷载余量,这一先天不足,致使屋顶承载能力不足,已成为阻碍光伏项目顺利落地的关键技术瓶颈。
根据中国建筑科学研究院数据显示,90%的光伏支架倾覆事故,均是源于未进行结构安全评估就进行盲目施工。此类事故不仅会直接造成光伏设备损毁、企业生产停滞,带来不可估量的直接经济损失,更有可能因结构坍塌引发重大安全责任事故,对企业的正常生产经营秩序以及社会稳定构成严重威胁。要破解这一棘手难题,必须遵循一套科学、系统的技术路径,通过“精准检测—科学设计—-规范施工”这三个紧密相连的阶段技术流程,达成屋顶结构安全性能与光伏项目经济效益之间的完美平衡。
依据《工业建筑可靠性鉴定标准》的明确要求,组建一支由专业注册结构工程师和经验丰富的检测工程师构成的专业团队是首要任务。运用三维激光扫描手段,以毫米级精度精确获取屋面变形数据,生成三维点云模型,直观呈现屋面的空间形态与变形趋势。同时,采用里氏硬度计检测钢材硬度,结合化学分析方法确定钢材材质成分,为结构计算提供准确的材料参数。
同时,通过有限元分析软件,依据《建筑结构荷载规范》对结构承载能力进行严谨的复核验算。检测工作全面覆盖恒载、活载、风荷载、雪荷载等多种复杂工况,尤其着重对梁柱节点、支撑系统、檩条等关乎结构安全的关键部位的力学性能进行深入核查。对梁柱节点的连接焊缝进行应力分析,判断其是否满足受力要求;对支撑系统的稳定性进行评估,检查是否存在失稳风险;对檩条的挠度与应力进行计算,确定其承载能力状况。经过一系列专业操作与分析,最终形成一份内容详实、数据可靠,包含结构安全性评级以及荷载裕度分析的检测报告,为后续工作提供坚实的数据支撑与科学依据。
基于第一阶段得出的精准检测结果,严格依照《建筑结构加固工程施工质量验收规范》,针对钢结构厂房制定方案。当钢结构构件局部强度不足时,可采用贴钢加固技术,使钢板与原结构形成整体受力体系,有效提升构件的抗弯、抗剪能力。对于檩条承载能力不足的情况,檩条简支变连续加固法是有效方案之一。此方法可显著提高檩条的承载能力,减少檩条的挠度变形,同时需注意中间支座的设置位置与固定方式,确保结构传力路径清晰。若屋面梁整体稳定性不达标,可采用隅撑加固措施。
通过综合分析不同加固方案的技术特点、适用范围及经济性,合理组合应用,为钢结构厂房屋面制定出最适配的加固方案,确保结构在新增光伏荷载下的安全性与可靠性。