本發(fā)明涉及太陽(yáng)能聚能設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碟式聚能支架及碟式聚能鏡。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中照射在地球上的太陽(yáng)能非常巨大，大約40分鐘照射在地球上的太陽(yáng)能，與全球人類(lèi)1年的能源消耗相當(dāng)。相對(duì)于煤炭、石油和天然氣等不可再生資源，太陽(yáng)能可視為一款真正的取之不盡、用之不竭的清潔能源。太陽(yáng)能熱力發(fā)電區(qū)別于光伏發(fā)電系統(tǒng)，是光能發(fā)電的一種全新的能源利用形式，是一種新型的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，具有非常廣闊的發(fā)展前景?，F(xiàn)有技術(shù)中的碟式太陽(yáng)能熱力發(fā)電是利用凹面鏡匯聚光線匯聚熱能，而后利用斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能輸出，最后通過(guò)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電設(shè)備達(dá)到產(chǎn)生電能的技術(shù)效果。現(xiàn)有技術(shù)中的太陽(yáng)能采集設(shè)備通常存在陽(yáng)光采集率低的技術(shù)問(wèn)題，太陽(yáng)能聚光鏡結(jié)構(gòu)不合理，陽(yáng)光光強(qiáng)追蹤響應(yīng)不靈敏等技術(shù)缺陷極大的降低了太陽(yáng)能的利用轉(zhuǎn)化效率。

因此研發(fā)一款碟式聚能支架及應(yīng)用該支架的碟式聚能鏡，以提高現(xiàn)有技術(shù)中太陽(yáng)能采集的有效利用率成為一種必需。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種碟式聚能支架及應(yīng)用該碟式聚能支架的碟式聚能鏡，具有陽(yáng)光追蹤精度高，光能捕捉效率高，光強(qiáng)相應(yīng)靈敏的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一方面，本發(fā)明提供一種碟式聚能支架，包括：支撐柱、碟式聚光鏡支撐架、仰角調(diào)節(jié)裝置和陽(yáng)光追蹤轉(zhuǎn)向裝置；所述支撐柱通過(guò)所述陽(yáng)光追蹤轉(zhuǎn)向裝置與所述仰角調(diào)節(jié)裝置連接，所述仰角調(diào)節(jié)裝置與所述碟式聚光鏡支撐架連接，還包括：陽(yáng)光跟蹤系統(tǒng)，所述陽(yáng)光跟蹤系統(tǒng)包括：室外光強(qiáng)采集傳感器和與所述室外光強(qiáng)采集傳感器連接的控制器；所述仰角調(diào)節(jié)裝置和陽(yáng)光追蹤轉(zhuǎn)向裝置分別與所述控制器連接。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述碟式聚光鏡支撐架的軸截面弧線為雙曲線。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述室外光強(qiáng)采集傳感器設(shè)置在所述碟式聚光鏡支撐架的實(shí)軸所在的直線上，所述控制器用于根據(jù)所述室外光強(qiáng)采集傳感器反饋的光強(qiáng)信息控制所述仰角調(diào)節(jié)裝置和陽(yáng)光追蹤轉(zhuǎn)向裝置動(dòng)作；當(dāng)所述仰角調(diào)節(jié)裝置和陽(yáng)光追蹤轉(zhuǎn)向裝置動(dòng)作停止時(shí)，太陽(yáng)的中心位于所述碟式聚光鏡支撐架的實(shí)軸所在的直線上。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述仰角調(diào)節(jié)裝置和陽(yáng)光追蹤轉(zhuǎn)向裝置的驅(qū)動(dòng)裝置均分別為步進(jìn)電機(jī)。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，還包括加熱裝置，所述加熱裝置固設(shè)在所述碟式聚光鏡支撐架上，當(dāng)所述加熱裝置開(kāi)啟時(shí)，所述碟式聚光鏡支撐架位于所述加熱裝置產(chǎn)生的溫度場(chǎng)范圍內(nèi)。

另一方面，本發(fā)明還提供一種碟式聚能鏡，包括碟式聚能支架，所述碟式聚能鏡由若干片碟式聚光鏡拼接而成，所述碟式聚光鏡的外形與所述碟式聚能支架的外形相適配；所述碟式聚能支架為如前所述的碟式聚能支架。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述碟式聚光鏡由鍍膜玻璃鏡和貼附在所述鍍膜玻璃鏡上的玻璃鋼組成。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述玻璃鋼由熱固性塑料的模壓料在模具中加壓固化后形成。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述模壓料包括：預(yù)浸膠布、纖維預(yù)混料、BMC、DMC、HMC、SMC、XMC、TMC及ZMC中的至少一種。

本發(fā)明的有益效果為：

一方面，本發(fā)明通過(guò)提供一種碟式聚能支架，通過(guò)為碟式聚光鏡支撐架設(shè)置仰角調(diào)節(jié)裝置和陽(yáng)光追蹤轉(zhuǎn)向裝置，為調(diào)節(jié)碟式聚光鏡支撐架的俯仰角及以重力方向?yàn)檩S，東西朝向旋轉(zhuǎn)碟式聚光鏡支撐架提供了有力的結(jié)構(gòu)支持；本發(fā)明進(jìn)一步通過(guò)為碟式聚能支架設(shè)置陽(yáng)光跟蹤系統(tǒng)，能夠充分利用室外光強(qiáng)采集傳感器的反饋信號(hào)，高效的追蹤太陽(yáng)光，為提升太陽(yáng)能的利用率提供了更進(jìn)一步的技術(shù)支持。

進(jìn)一步的，本發(fā)明通過(guò)將碟式聚光鏡支撐架的軸截面弧線設(shè)置為雙曲線，有助于達(dá)到更好的弧面聚光的技術(shù)效果，相比拋物線及圓弧，其聚光性更為突出，更有利于實(shí)現(xiàn)光線匯聚，能夠讓匯聚光線更好的包裹在聚光區(qū)域，而非僅集聚在一點(diǎn)，避免由光線匯聚形成的聚能區(qū)域具備溫度過(guò)高灼傷集熱設(shè)備。

進(jìn)一步的，本發(fā)明通過(guò)將室外光強(qiáng)采集傳感器設(shè)置在碟式聚光鏡支撐架的實(shí)軸所在的直線上，有助于達(dá)到精確追蹤光強(qiáng)的技術(shù)效果。

進(jìn)一步的，本發(fā)明通過(guò)為碟式聚光鏡支撐架設(shè)置加熱裝置，有助于達(dá)到冬季融化殘余積雪的技術(shù)效果，有助于及時(shí)提高反光效率，提高太陽(yáng)能的利用率；此外，加熱裝置的設(shè)置還能額外取得在清潔反射鏡面后快速烘干鏡面上殘余水霧的技術(shù)效果。

另一方面，本發(fā)明通過(guò)提供一種碟式聚能鏡，通過(guò)采用上述碟式聚能支架能夠達(dá)到高效匯聚光線，快速響應(yīng)光強(qiáng)變化，及時(shí)調(diào)整對(duì)光角度的技術(shù)效果，時(shí)刻保持碟式聚能鏡處于最佳匯聚光線的工作狀態(tài)，為提升太陽(yáng)能的利用效率提供了有力的結(jié)構(gòu)支持。

進(jìn)一步的，本發(fā)明通過(guò)為鍍膜玻璃鏡貼附玻璃鋼，有助于提升碟式聚光鏡的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并進(jìn)一步提升其抗老化，耐沖擊的技術(shù)效果，有助于延長(zhǎng)由碟式聚光鏡拼接后形成的碟式聚能鏡的使用壽命。

進(jìn)一步的，本發(fā)明通過(guò)采用熱固性塑料的模壓料在模具中加壓固化后制成的玻璃鋼，為提升鍍膜玻璃鏡的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，延長(zhǎng)其使用壽命提供有力的結(jié)構(gòu)支持。

進(jìn)一步的，本發(fā)明通過(guò)采用預(yù)浸膠布、纖維預(yù)混料、BMC、DMC、HMC、SMC、XMC、TMC及ZMC中的至少一種作為模壓料為制備玻璃鋼提供了有力的材料支持，形成的玻璃鋼能夠取得更好的透光率及更為良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

附圖說(shuō)明

下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中碟式聚能支架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例2中碟式聚能支架的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例3中碟式聚能鏡結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例3中碟式聚光鏡弧線計(jì)算方法示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例3中碟式聚能支架的局部單位的構(gòu)造圖。

圖中：

100、支撐柱；200、碟式聚光鏡支撐架；300、仰角調(diào)節(jié)裝置；400、陽(yáng)光追蹤轉(zhuǎn)向裝置；500、陽(yáng)光跟蹤系統(tǒng)；510、室外光強(qiáng)采集傳感器；520、控制器；600、加熱裝置；700、碟式聚光鏡；D、碟式聚能鏡的直徑；d、聚焦點(diǎn)直徑；L、聚焦點(diǎn)離弧底鏡面高度；a、半實(shí)軸；c、半焦距；m、與聚焦點(diǎn)圓面距離最近的雙曲線焦點(diǎn)據(jù)聚焦點(diǎn)圓面的距離；F、40*40*4的方形管；G、40*30*4的U形管。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

如圖1所示，本發(fā)明提供一種碟式聚能支架，包括：支撐柱100、碟式聚光鏡支撐架200、仰角調(diào)節(jié)裝置300和陽(yáng)光追蹤轉(zhuǎn)向裝置400；所述支撐柱100通過(guò)所述陽(yáng)光追蹤轉(zhuǎn)向裝置400與所述仰角調(diào)節(jié)裝置300連接，所述仰角調(diào)節(jié)裝置300與所述碟式聚光鏡支撐架200連接，還包括：陽(yáng)光跟蹤系統(tǒng)500，所述陽(yáng)光跟蹤系統(tǒng)包括：室外光強(qiáng)采集傳感器510和與所述室外光強(qiáng)采集傳感器連接的控制器520；所述仰角調(diào)節(jié)裝置300和陽(yáng)光追蹤轉(zhuǎn)向裝置400分別與所述控制器520連接。

優(yōu)選的，在本實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案中，所述碟式聚光鏡支撐架的軸截面弧線為雙曲線。本發(fā)明通過(guò)將碟式聚光鏡支撐架的軸截面弧線設(shè)置為雙曲線，有助于達(dá)到更好的弧面聚光的技術(shù)效果，相比拋物線及圓弧，其聚光性更為突出，更有利于實(shí)現(xiàn)光線匯聚，能夠讓匯聚光線更好的包裹在聚光區(qū)域，而非僅集聚在一點(diǎn)，避免由光線匯聚形成的聚能區(qū)域具備溫度過(guò)高灼傷集熱設(shè)備。

優(yōu)選的，在本實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案中，所述室外光強(qiáng)采集傳感器設(shè)置在所述碟式聚光鏡支撐架的實(shí)軸所在的直線上，所述控制器用于根據(jù)所述室外光強(qiáng)采集傳感器反饋的光強(qiáng)信息控制所述仰角調(diào)節(jié)裝置和陽(yáng)光追蹤轉(zhuǎn)向裝置動(dòng)作；當(dāng)所述仰角調(diào)節(jié)裝置和陽(yáng)光追蹤轉(zhuǎn)向裝置動(dòng)作停止時(shí)，太陽(yáng)的中心位于所述碟式聚光鏡支撐架的實(shí)軸所在的直線上。本發(fā)明通過(guò)將室外光強(qiáng)采集傳感器設(shè)置在碟式聚光鏡支撐架的實(shí)軸所在的直線上，有助于達(dá)到精確追蹤光強(qiáng)的技術(shù)效果。

優(yōu)選的，在本實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案中，所述仰角調(diào)節(jié)裝置和陽(yáng)光追蹤轉(zhuǎn)向裝置的驅(qū)動(dòng)裝置均分別為步進(jìn)電機(jī)。

優(yōu)選的，在本實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案中，支撐柱和碟式聚光鏡支撐架采用表面陽(yáng)極氧化處理的鋁合金外殼作為外層表面防護(hù)，能夠更進(jìn)一步耐老化，并擁有更長(zhǎng)的使用壽命。

優(yōu)選的，在本實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案中，支撐柱和碟式聚光鏡支撐架在制作時(shí)采用全自動(dòng)無(wú)鉛焊接，符合國(guó)家規(guī)范。

使用時(shí)，可利用控制器控制仰角調(diào)節(jié)裝置和陽(yáng)光追蹤轉(zhuǎn)向裝置動(dòng)作，自動(dòng)精確捕捉每一絲光線，讓太陽(yáng)光利用率最大化，系統(tǒng)簡(jiǎn)約，跟蹤精度高，整個(gè)碟式聚光鏡支撐架的工作姿態(tài)不受天氣、季節(jié)、和地理位置影響，適合廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能光伏發(fā)電、光熱發(fā)電，及熱利用設(shè)施自動(dòng)跟蹤中，為太陽(yáng)能跟蹤工程提供配套和系統(tǒng)的解決方案提供強(qiáng)有力的結(jié)構(gòu)支持。

優(yōu)選的，本實(shí)施例中上述控制器具備下述功能：

1.晴天光控跟蹤，陰天時(shí)控運(yùn)行，雨雪天休眠，傍晚復(fù)位東方豎直狀態(tài)或水平狀態(tài)。

2.大風(fēng)保護(hù)模式、大雪模式。風(fēng)天或雪天，主動(dòng)調(diào)整碟式聚光鏡支撐架的姿態(tài)，以便整碟式聚光鏡支撐架承受當(dāng)前最小的風(fēng)壓及盡可能覆蓋最少量的積雪。

3.過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)、瞬間干擾信號(hào)抑制功能。當(dāng)室外光強(qiáng)采集傳感器瞬間被強(qiáng)光照射時(shí)，控制器能夠做出智能識(shí)別，不會(huì)發(fā)出調(diào)整仰角調(diào)節(jié)裝置和陽(yáng)光追蹤轉(zhuǎn)向裝置動(dòng)作的指令。

4.工作狀態(tài)顯示，即使顯示當(dāng)前的光照強(qiáng)度。

本發(fā)明通過(guò)提供一種碟式聚能支架，通過(guò)為碟式聚光鏡支撐架設(shè)置仰角調(diào)節(jié)裝置和陽(yáng)光追蹤轉(zhuǎn)向裝置，為調(diào)節(jié)碟式聚光鏡支撐架的俯仰角及以重力方向?yàn)檩S，東西朝向旋轉(zhuǎn)碟式聚光鏡支撐架提供了有力的結(jié)構(gòu)支持；本發(fā)明進(jìn)一步通過(guò)為碟式聚能支架設(shè)置陽(yáng)光跟蹤系統(tǒng)，能夠充分利用室外光強(qiáng)采集傳感器的反饋信號(hào)，高效的追蹤太陽(yáng)光，為提升太陽(yáng)能的利用率提供了更進(jìn)一步的技術(shù)支持。

實(shí)施例2：

如圖2所示，本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，還包括加熱裝置600，所述加熱裝置600固設(shè)在所述碟式聚光鏡支撐架200上，當(dāng)所述加熱裝置600開(kāi)啟時(shí)，所述碟式聚光鏡支撐架位于所述加熱裝置產(chǎn)生的溫度場(chǎng)范圍內(nèi)。本發(fā)明通過(guò)為碟式聚光鏡支撐架設(shè)置加熱裝置，有助于達(dá)到冬季融化殘余積雪的技術(shù)效果，有助于及時(shí)提高反光效率，提高太陽(yáng)能的利用率；此外，加熱裝置的設(shè)置還能額外取得在清潔反射鏡面后快速烘干鏡面上殘余水霧的技術(shù)效果，為雨后快速讓鏡面投入聚能工作提供有力的結(jié)構(gòu)支持。

實(shí)施例3：

圖3所示，本實(shí)施例在上述實(shí)施例基礎(chǔ)上提供一種碟式聚能鏡，包括碟式聚能支架200，所述碟式聚能鏡由若干片碟式聚光鏡700拼接而成，所述碟式聚光鏡700的外形與所述碟式聚能支架200的外形相適配；所述碟式聚能支架為上述實(shí)施例中的碟式聚能支架。

優(yōu)選的，在本實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案中，所述碟式聚光鏡由鍍膜玻璃鏡和貼附在所述鍍膜玻璃鏡上的玻璃鋼組成。本發(fā)明通過(guò)為鍍膜玻璃鏡貼附玻璃鋼，有助于提升碟式聚光鏡的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并進(jìn)一步提升其抗老化，耐沖擊的技術(shù)效果，有助于延長(zhǎng)由碟式聚光鏡拼接后形成的碟式聚能鏡的使用壽命。

其中，在本實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案中，碟式聚光鏡弧線計(jì)算過(guò)程如下：碟式聚光鏡弧線為雙曲線，遵循雙曲線反射幾何關(guān)系將太陽(yáng)光聚焦到焦點(diǎn)處，圖4所示，碟式聚能鏡的直徑D為12米，展開(kāi)面積約107平方米，聚焦點(diǎn)直徑d為0.3米，聚焦點(diǎn)離弧底鏡面高度L為9.27米，設(shè)定碟式聚光鏡弧線的半實(shí)軸a長(zhǎng)10米，依據(jù)雙曲線方程算得虛軸長(zhǎng)即可得到雙曲線截面的弧線方程中半焦距c為10米，虛軸長(zhǎng)為33.462米，并進(jìn)一步通過(guò)幾何關(guān)系算得與聚焦點(diǎn)圓面距離最近的雙曲線焦點(diǎn)據(jù)聚焦點(diǎn)圓面的距離m為0.2217米。

依據(jù)上述尺寸制作單片碟式聚光鏡，碟式聚光鏡由鍍膜玻璃鏡和貼附在所述鍍膜玻璃鏡上的玻璃鋼組成，玻璃鋼表面碟體板厚度優(yōu)選為4.5mm，鍍膜玻璃鏡厚度為1.2mm。碟式聚能支架優(yōu)選采用軍用雷達(dá)片式鋼梁結(jié)構(gòu)，材料選擇為Q235，鋼梁截面形狀以方形和U形為主。圖5所示，碟式聚能支架的局部單位的構(gòu)造圖，兩側(cè)選用40*40*4的方形管F，中間選用40*30*4的U形管G作為支撐，進(jìn)而為裝配單片碟式聚光鏡提供穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)支撐。

本發(fā)明通過(guò)提供一種碟式聚能鏡，通過(guò)采用上述碟式聚能支架能夠達(dá)到高效匯聚光線，快速響應(yīng)光強(qiáng)變化，及時(shí)調(diào)整對(duì)光角度的技術(shù)效果，時(shí)刻保持碟式聚能鏡處于最佳匯聚光線的工作狀態(tài)，為提升太陽(yáng)能的利用效率提供了有力的結(jié)構(gòu)支持。

優(yōu)選的，在本實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案中，所述玻璃鋼由熱固性塑料的模壓料在模具中加壓固化后形成。本發(fā)明通過(guò)采用熱固性塑料的模壓料在模具中加壓固化后制成的玻璃鋼，為提升鍍膜玻璃鏡的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，延長(zhǎng)其使用壽命提供有力的結(jié)構(gòu)支持。

優(yōu)選的，在本實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案中，所述模壓料包括：預(yù)浸膠布、纖維預(yù)混料、BMC、DMC、HMC、SMC、XMC、TMC及ZMC中的至少一種。本發(fā)明通過(guò)采用預(yù)浸膠布、纖維預(yù)混料、BMC、DMC、HMC、SMC、XMC、TMC及ZMC中的至少一種作為模壓料為制備玻璃鋼提供了有力的材料支持，形成的玻璃鋼能夠取得更好的透光率及更為良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

實(shí)施例4：

本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，提供制作碟式聚能支架的計(jì)算過(guò)程如下：

載荷計(jì)算：

(1)橫向作用風(fēng)載

ω_k——任意高度處的風(fēng)載荷標(biāo)準(zhǔn)值KN/m²；

ω₀——基本風(fēng)壓KN/m²，取0.5；

μ_z——風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取1.0；

μ_s——風(fēng)荷載體型系數(shù)，取1.3；

β_z——順風(fēng)向Z高度處的風(fēng)振系數(shù)，計(jì)算得2.6128；

計(jì)算得ω_k＝1.69832KN/m²。

(2)豎向風(fēng)載，荷載標(biāo)準(zhǔn)值取0.3KN/m²。

(3)雪荷載，取0.40KN/m²。

(4)玻璃荷載，按自重25.6KN/m³計(jì)算，1.2mm厚鍍膜玻璃自重荷載0.03072KN/m²。

(5)玻璃鋼荷載，按按自重22KN/m³計(jì)算，4.5mm厚鍍膜玻璃自重荷載0.099KN/m²。

(6)施工時(shí)活荷載取2.0KN/m²。

(7)由可變荷載效應(yīng)控制的組合，計(jì)算S＝3.376KN/m²。

托架單個(gè)扇面計(jì)算：

托架單個(gè)扇面長(zhǎng)5.422m；外弧長(zhǎng)2.837m；單塊玻璃鋼尺寸約1.1×0.55m；最大跨度5塊連續(xù)，總長(zhǎng)度2.87m。

(1)U形管計(jì)算

鋼材材質(zhì)Q235，材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值215N/m m²。外邊最大跨縱肋跨中彎矩組合設(shè)計(jì)值計(jì)算：

q＝3.376×0.55/2＝0.928KN/m；

$M=\frac{1}{8}{\mathrm{ql}}^2=0.955KN\·m;$

抵抗矩W＝55×5×2/6＝91.66cm³；

選25U，W＝81.68cm³，不滿(mǎn)足要求；

選29U，W＝106cm³，滿(mǎn)足要求；滿(mǎn)足要求。29U詳細(xì)參數(shù)參見(jiàn)U型鋼參數(shù)表。

(2)外框40方鋼管計(jì)算：

如果選用40×40×3.5方鋼管，計(jì)算如下：

臨界軸力

不滿(mǎn)足要求。

如果選用40×40×4的方鋼管，E＝2×105Mpa，I＝14.37cm⁴，截面面積A＝5.49cm²，臨界軸力344Mpa，滿(mǎn)足要求，故選用40×40×4的方鋼管。

(3)托架鋼支架梁方管計(jì)算：

鋼材材質(zhì)Q235，材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值215N/mm²；受彎構(gòu)件撓度容許值1/1000＝5.422mm；簡(jiǎn)化后的線荷載q＝3.376×(114/12)/(2×5.422)＝2.958KN/m；計(jì)算長(zhǎng)度l按規(guī)范取懸臂長(zhǎng)度的2倍＝5.422×2＝1084.4cm。

懸臂材料選擇：如果選用40×40×4的方鋼管，E＝2×105Mpa，I＝14.37cm⁴，方形管b＝4cm，拼裝的梁高104cm，支架梁的截面慣性彎曲變形驗(yàn)算，懸臂遠(yuǎn)端部最大位移：計(jì)算后f＝6.82mm＞5.422mm，不滿(mǎn)足要求。改選用50×50×6的方鋼管，E＝2×105Mpa，I＝33.35cm⁴，方鋼管b＝5cm，拼裝的梁高105cm，支架梁的截面慣性彎曲變形驗(yàn)算，懸臂遠(yuǎn)端部最大位移計(jì)算后f＝5.30mm<5.422mm，滿(mǎn)足要求，因此懸臂管材料選擇選用50×50×6的方鋼管。

(4)立柱計(jì)算：

荷載計(jì)算：增加橫向作用風(fēng)載，增加轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備重量1200公斤，增加上部結(jié)構(gòu)自重。均布活荷載不與雪荷載及施工荷載同時(shí)組合計(jì)算，

S＝1.2×0.12972+1.4×1.69832+1.4×0.3＝2.953kN/m²?；詈奢d重：2.953×114＝336.642kN；上部鋼架結(jié)構(gòu)自重：方管40×40×4長(zhǎng)約為269m，重1226公斤；鋼支架管約360m長(zhǎng)，重2811公斤，小計(jì)4037公斤。最大偏心距，在聚光鏡完全與支撐立柱垂直時(shí)最大偏心距為3m，則附加彎矩

M＝3×(336.42+4.037×9.8)＝1127.95kN/m；

P＝336.42+1.2×9.8+4.037×9.8＝387.74kN。

鋼材材質(zhì)Q235，材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值215N/mm²，E＝2×105Mpa；圓管截面積如果選用600mm壁厚4mm的圓鋼管，A＝2825.8744cm²，如果選用600mm壁厚4mm的圓鋼管，I＝635850cm⁴；受彎構(gòu)件撓度容許值＝8mm；簡(jiǎn)化后的線荷載q＝336.42/8＝42.05kN/m；計(jì)算長(zhǎng)度＝8m。彎曲變形驗(yàn)算：懸臂遠(yuǎn)端部最大位移：計(jì)算后不滿(mǎn)足要求。改選用760mm×壁厚8mm的圓鋼管，I＝1636831.74cm⁴，計(jì)算后滿(mǎn)足要求。強(qiáng)度驗(yàn)算：760mm×壁厚8mm的圓鋼管，A＝4533.66cm²，

強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。因此選擇760mm×壁厚8mm的圓鋼管。

(5)拉鉚釘計(jì)算：

單塊承受外力設(shè)計(jì)值：N＝(3.376+1.69832)×(1.1×0.55)＝3.07kN；

方管壁厚t＝4mm；鍍膜玻璃厚度1.2mm選取直徑2.5mm，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的拉鉚釘，計(jì)算：

$N_v^b=n_v\frac{{\mathrm{\&pi;d}}_c^2}{4}{f}_v^b=2\&times;\frac{3.14\&times;{2.5}^2}{4}\&times;140\&times;{10}^{-3}=1.37kN;$

$N_C^b=d\&Sigma;{\mathrm{tf}}_c^b=2.5\&times;1.2\&times;215\&times;=0.645kN;$

N取兩者中小值

需要錨栓個(gè)數(shù)

錨栓距離：L＝3d＝7.5mm，取5mm的整數(shù)，選擇為10mm；優(yōu)選梅花型布置。

本發(fā)明不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請(qǐng)相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。