Як перевіряють наземну ферму під сонячні панелі

Наземна ферма виглядає простою: ригель, стійки, підкос, кілька розкосів. Але саме вона тримає панелі під снігом і вітром двадцять і більше років. Помилку в ній видно не на кресленні, а взимку, після першої сильної бурі. Нижче — порядок перевірки, якого ми дотримуємося в Solispec. Він корисний і тоді, коли Ви рахуєте вручну.

1. Почніть з навантажень, а не з профілю

Профіль обирають під навантаження, а не навпаки. В Україні основа — ДБН В.1.2-2 «Навантаження і впливи». Для ферми важливі:

• сніг — за районом і періодом повторюваності, який Ви обираєте для об'єкта;
• вітер — за районом, типом місцевості й висотою панелей;
• власна вага панелей і конструкції.

Значення беріть для місця ділянки, а не «за областю на око». Solispec за координатами ділянки підставляє значення найближчого обласного центру (до 200 км), і їх можна замінити своїми. Тип місцевості впливає на вітер дуже сильно: відкрите поле і забудова — різні випадки.

Перевіряйте обидва сполучення: коли головний — сніг і коли головний — вітер. На різних ділянках «вирішує» різне, і заздалегідь цього не вгадати.

Коефіцієнт сили вітру для похилих панелей ДБН дозволяє брати з EN 1991-1-4. Solispec так і робить і окремо попереджає, коли кут нахилу виходить за межі таблиці.

2. Вітер тисне не по центру

Поширена помилка — прикласти вітер рівномірно по всій площині панелей. Насправді рівнодійна зміщена до навітряного краю (EN 1991-1-4, п. 7.3(6)). Для ферми це означає інші зусилля в ригелі та стійках, а для баласту — інший момент перекидання. Перевіряйте обидва напрямки вітру: в лице панелей і на відрив.

3. Перевірте кожен стрижень, а не лише рейку

Рейка — найпомітніший елемент, але ферма може зламатися в ригелі чи підкосі. Тому потрібна модель усієї ферми: вузли, стрижні, опори, а в ній — зусилля в кожному елементі.

Далі кожен стрижень перевіряють за нормою свого перерізу:

• холодногнуті C-профілі — за EN 1993-1-3: ефективний переріз, дисторсійна форма втрати стійкості, згинально-крутильна форма;
• труби — за ДБН В.2.6-198.

Для гнучких стрижнів вирішує стійкість, а не міцність. Перевіряйте обидві площини, кожну з її розрахунковою довжиною: стрижень втрачає стійкість там, де він найслабший.

4. Вузли — окрема перевірка

Ферма тримається на болтах. Для болтового вузла тонкостінного профілю EN 1993-1-3 вимагає перевірити болт на зминання стінки і на зріз.

Окрема історія — перфорований профіль. Таблична формула норми (EN 1993-1-3, табл. 8.4) написана для круглих отворів, а перфорація — це овали. Тоді вузол виходить за межі застосування формули, і його несучу здатність підтверджують даними виробника профілю або випробуваннями. Інший шлях — змінити рішення: вузлова пластина або неперфорований профіль у фермі.

5. Геометрія: нічого крізь ніщо

Ферма, яка проходить усі розрахунки, може не зібратися на майданчику. Два правила, яких ми тримаємося:

• жоден профіль не проходить крізь інший — ні через сусідній стрижень, ні через опору;
• один отвір — один болт.

Solispec перевіряє кожну пару елементів на перетин і показує, які саме елементи заважають один одному.

6. Опори: палі чи баласт

Паля тримає ґрунтом, тож її утримання залежить від ґрунту — підтверджуйте його на ділянці пробним закручуванням. Баласт на землі чи даху перевіряють по кожній лінії опор на три речі:

1. відрив вітром;
2. перекидання — з урахуванням зміщеної рівнодійної вітру;
3. зсув — тут вирішує тертя між блоком і основою. Якщо значення тертя не підтверджене для Вашої основи, перевірте його.

7. Якщо не проходить

Червоний результат — не привід «трохи підкрутити запас». Реальні варіанти:

• товща стінка профілю;
• коротший проліт ригеля або додаткова стійка;
• труба замість C-профілю;
• менше панелей у ряду на одній фермі.

У Solispec проєкт, який не пройшов перевірку, не дає згенерувати PDF і КП. Звіт починається з червоного блоку з усіма критичними пунктами, тож одразу видно, що саме змінити.

Коротко

• Спершу навантаження за ДБН В.1.2-2, обидва сполучення.
• Вітер — зміщеною рівнодійною, в обох напрямках.
• Модель усієї ферми, кожен стрижень — за нормою свого перерізу.
• Болтові вузли окремо; перфорація — з обережністю.
• Геометрія без перетинів, один отвір — один болт.
• Опори: відрив, перекидання, зсув.

Розрахунок попередній. Перед монтажем має перевірити кваліфікований інженер.

КонструкціїНорми