紫丰工程设计
老厂房想装光伏?先算算加固要花多少钱

一座已经投入使用多年的钢结构厂房,如果想在屋面加装光伏,需要花多少钱?

很多业主认为,光伏板重量并不大,每平方米增加的荷载通常也就十几到二十公斤,原有钢结构厂房应该能够承受。

但实际情况可能没有想象中那么简单。

最近,紫丰工程设计就遇到了一个真实项目:一座2018年建成、建筑面积约10800平方米的钢结构厂房,准备在屋面加装光伏。

经过专业机构检测和结构复核,发现原有钢梁及屋面檩条的承载能力不足,需要进行加固。

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厂房现状:檩条、钢梁需加固

最终,仅钢结构加固一项,测算造价就达到了70.67万元,折合每平方米约65元。

这笔钱是怎么花出去的?

一、为什么增加一点光伏荷载,钢结构就需要加固?

钢结构厂房在设计时,通常已经考虑了屋面恒荷载、活荷载、风荷载和雪荷载等作用。

但这并不意味着建成后的厂房,还能随意增加新的荷载。

尤其是一些原本按照经济性原则优化设计的厂房,钢梁和檩条的承载能力可能没有太多富余。

加装光伏以后,不仅增加了光伏组件、支架等恒荷载,还需要重新考虑相关风荷载、雪荷载及荷载组合的影响。

除了新增荷载,还有一个容易被业主忽略的原因:规范的要求提高了。

2021年发布、2022年1月1日起实施的《工程结构通用规范》(GB 55001—2021)、《钢结构通用规范》(GB 55006—2021)等全文强制性规范,对荷载取值、风荷载放大系数等提出了更高要求。

而不少早年建成的厂房,是按当时的老规范设计的。用现行规范重新复核,原本“够用”的钢梁和檩条,就可能变成“不满足”。

本项目经过结构复核发现:

原有主钢梁和屋面檩条均存在承载能力不足的问题,需要针对性加固。

二、主钢梁怎么加固?

本项目厂房一榀钢架总跨度达到96米。

根据结构计算结果,钢架划分的12个梁段中,有2段能够满足承载要求,其余10段需要进行加固。

考虑到厂房已经建成并投入使用,整体更换钢梁显然不现实。

因此,采用增加钢梁截面的方式,提高原有构件的承载能力。

具体做法

在需要加固的钢梁下翼缘增设钢板,采用双排高强螺栓将新增钢板与原钢梁可靠连接。

通过新增钢板与原钢梁共同受力,提高钢梁的截面承载能力和刚度。

与整体更换钢梁相比,这种方式可以保留原有主体结构,减少拆除和重建工程量。

不过,新增钢板的厚度、长度、螺栓规格和间距等,都需要根据结构计算确定,并对连接滑移、螺栓孔削弱及施工阶段受力进行验算。

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钢梁局部钢板补强

三、屋面檩条怎么加固?

除了主钢梁,屋面檩条也是此次加固的重点。

本项目计划在屋面大面积铺设光伏板,经过复核,原有檩条承载能力不足,需要进行加固。

如果直接更换全部檩条,不仅工程量大,还可能涉及屋面板拆除,施工成本较高。

因此,采用增设C型钢的加固方式。

具体做法

在原有檩条支承体系中增设C型钢,通过可靠的结构连接,改善原有檩条的受力条件,使原有简支受力体系向连续受力体系转变,从而降低部分控制截面的弯矩,提高整体承载能力。

这种方式能够尽量利用原有构件,减少拆除和更换工作量。

需要注意的是,简支变连续并不是简单增加一根C型钢就能实现,还必须保证新增构件的连续性、节点连接及支座负弯矩承载能力满足设计要求。

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檩条加固原理

四、10800平方米厂房,加固到底花多少钱?

根据本项目施工图工程量,施工单位报价如下:

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钢结构加固造价明细(施工单位报价)

▌折算每平方米造价

厂房建筑面积约10800平方米。

706700元 ÷ 10800平方米 ≈ 65.44元/平方米

也就是说:

这座厂房后期加装光伏,仅钢结构加固一项,平均每平方米就需要投入约65元。

这里的65元/平方米仅为钢结构加固成本,不包含光伏组件、支架、逆变器及光伏系统安装等费用。

相比新建钢结构厂房的常规钢结构制作安装,既有厂房的加固成本通常更高。

原因并不复杂。

新建厂房可以在工厂批量加工、现场集中安装。

而既有厂房加固,往往需要现场测量、局部加工、分散安装,还要考虑高空作业、原有结构保护和施工空间限制。

这些都会增加施工成本。

▌给业主的建议

老厂房准备上光伏,建议在签光伏合同之前,先请专业设计单位对原结构做一次检测复核,把加固费用提前算进投资账里,再判断这个项目到底划不划算。

紫丰工程设计长期专注工业厂房设计、钢结构设计与既有建筑改造设计,可为业主提供既有厂房光伏荷载复核、加固方案设计和造价测算,帮助您在投资决策前,先把结构这笔账算清楚。

对于既有钢结构厂房而言,后期加装光伏,真正需要考虑的不只是光伏系统本身的价格,还有原有结构能否承受新增荷载,以及由此产生的加固费用。
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