你真的了解弱电机房承重标准和计算方法吗?

一般办公用楼在建设时楼板承重在300-500kg每平米;机房由于机柜和设备,以及UPS的重量往往比较大,通常标准己方的楼板承重在800-1000kg每平米。

机房承重

一、机房承重简介

机房是电子设备运行的场所,而电子设备体积较大,并且非常厚重,所以机房要有较高的承重能力,满足设备的承重要求,但现在很多建筑并非为机房所建,其承重达不到机房要求,所以在建设机房之前就要考虑到承重问题。

机房承重要符合机房规范,就要考虑在机柜下做散列承重支架,把承重支架底面接触面积增大一倍的方式来实现分散楼板承重力,当由于机柜、空调、UPS等设备重量较大,超过楼板荷载时,为了保证建筑物本身结构安全和出于一般机房抗震要求时,这时你需要对机柜、空调、UPS电池柜及精密空调制作承重散力架了,散力承重支架能分散楼板承重力满足楼板地面承载力设计值要求。

机房承重散力架加固一般用钢梁,根据设备位置加。比如槽钢,角钢,支撑在两端承重结构梁(墙)上,具体要看实际需要承重情况了。比如在机列位置贴地加两根横向贯通的50*50角钢,或者100*50槽钢, 这列位置承重可以达5000~7000N。

二、承重评估方法

建筑结构的正常使用性可以通过现场观测确定,安全性可通过简化等效均布荷载法、有限单元计算法、荷载试验法、现场设备检测法等方法进行分析计算并得出结论。

1、简化等效均布荷载法

(a)楼面(板、次梁及主梁)的等效均布活荷载,应在其设计控制部位上,根据需要按内力(如弯矩、剪力等)、变形及裂缝的等值要求来确定。在一般情况下,可仅按内力的等值来确定。

(b)连续梁、板,等效均布活荷载可按单跨简支计算。但计算内力时,仍应按连续考虑。由于生产、检修、安装工艺以及结构布置的不同,楼面活荷载差别较大时,应划分区域分别确定等效均布活荷载。

(c)双向板的等效均布荷载可按与单向板相同的原则,按四边简支板的绝对最大弯矩等值来确定。

(d)次梁(包括 槽形板的纵肋)上的局部荷载,应按下列公式分别计算弯矩和剪力的等效均布活荷载,且取其中较大者。

(e)当荷载分布比较均匀时,主梁上的等效均布活荷载可由全部荷载总和除以全部受荷面积求得。

单向板上局部荷载(包括集中荷载)的等效均布活荷载q,可按下式计算:

机房承重公式

其中: 1表示板的跨度,b表示板上荷载的有效分布宽度,Mmax表示简支单向板的绝对最大弯矩,按设备的最不利布置确定。计算时Mmax设备荷载应乘以动力系数,并扣除设备在该板跨内所占面积上由操作荷载引起的弯矩。

2、有限单元计算法

简化等效均布荷载计算法在局部荷载较多的时候计算起来较为繁琐不便,此时,可以考虑采用有限单元计算法来进行分析。

有限单元计算法是借助计算机软件进行分析,能模拟楼板的实际边界条件,不仅可以考虑结构构件的实际情况(截面、材料),还可以按各种设备的实际尺寸、重量及布置计算结构内力,计算结果更接近实际受力情况,也更加精确。

通过有限单元计算法,能够准确的地计算出通信设备在结构构件中产生的荷载效应,再结合可靠性评定标准就可对建筑物承重问题作出评价。

3、荷载试验法

按照一定的操作程序和观测步骤,直接对建筑结构施加荷载,以量测建筑物在荷载下的变形等反应情况,从而获知其承载能力,为荷载试验法。

采用荷载试验法一般要遵循严格的加载、卸载程序,需要一定时间;同时,施加在建筑物上的荷载多数是采用重物堆载的方法,如铁块、沙袋等,需要占用较大的场地,也需要一定程度的材料准备和人力协调工作。

4、现场设备检测法

使用简化等效均布荷载法和有限单元计算法,都是对建筑物上放置的设备等物体对结构产生的荷载效应进行分析。除此之外,还可以通过测试设备进行现场检测,对建筑结构的实际承载能力加以检测、判断。

三、承重的做法

机房加固一般用钢梁,根据设备位置加。比如槽钢,角钢,支撑在两端承重结构梁(墙)上,具体要看实际需要承重情况了。比如在机列位置贴地加两根横向贯通的50*50角钢,或者100*50槽钢,这列位置承重可以达5000~7000N。

1、槽钢加固

根据机房面积情况和已有设备布置,采用槽钢分担新增设备的方案,既能够满足新增设备的需求,又避免了对现有设备的运行造成影响。

设计的地面承重加固系统采用国标120MM*50*5MM的槽钢做为加固主材。槽钢的主要承重部分是位于本机房内的主要承重梁及承重柱内的槽钢。并在承重梁的槽钢部分加承重支柱。地板的横向支盘与承重槽钢平衡。所以地板的加固承重部分就是地面的加固承重部分。

机房承重槽钢加固

对于地板的承重算法即是地面的承重算法:根据国标钢材120*50*5MM的槽钢承重数据得知:120*50*5MM的槽刚在每平方厘米的拆断承重量为400千帕,换算公斤重量公式:每公斤=9.8牛顿(每牛顿=平方厘米*千帕)。每条槽钢长度为6米。按公式得知,如果使6米槽钢拆断所需的重量至少为600厘米*0.5厘米*400*9.8)=12.244吨。

在活动地板下加装槽钢架,伸入到承载梁上,将蓄电池箱等固定在槽钢上,从而减轻地板的载荷已达到扩大机房承重目的。承重加固基本施工流程:撤除活动地板部分一把多组16#槽钢嵌入两边承载梁上,两端固定一将蓄电池柜架焊在槽钢上一重新铺设活动地板,这样电池柜重量由槽钢架承担。

承重架剖面图

2、工字钢与角铁

工字钢与角铁

角铁焊接在工字钢上方,设备放置在角铁上固定,通过工字钢进行分压,达到承重的要求。第一层采用10号工字钢,采用纵向焊接,第二次利用5*4角铁竖向和横向结合,焊制四个脚与底层焊接(110mm高的角铁)。

机房设备承重架示意图

3、楼板加固

楼板加固

室楼板加固应采用工形钢作为工形梁嵌入设备两侧承重墙内分担楼板承重。

楼板加固

四、预制板承重计算标准

1、计算内容

(1)机房在原有设备荷载作用下的机房楼板跨中最大弯矩值;(理正工具箱计算)。

(2)机房新增设备后,在所有设备荷载作用下的机房楼板跨中最大弯矩值;(理正工具箱计算)。

(3)以上数据计算完毕后,相关数据代入 《六所提供的理正异形板程序计算基站楼板承重傻瓜书》进行承重结论分析。

2、计算步骤

预制板承重计算相对于现浇板承重计算要复杂许多,在计算时必须严格遵守以下步骤,以保证预制板能达到承重的安全要求。

(1)预制板计算前先需判明板长及板宽。

(2)预制板承重计算时,选择最危险板进行计算(基本为主要设备较多的单块预制板).如有多块单板上主要设备个数相同时,多块板都需进行承重计算。

(3)计算完毕后如果机房可靠等级为b级及b级以上级别,则此机房承重满足要求;如小于b级,则需更换设备位置,并在更换位置后对预制楼板再次进行核算,如还是达不到可靠等级,则需进行加固处理。

(4)无法判定板的方向及板宽时,一般建议将电池进行“L”型摆放,板的尺寸按最不利来取值,通常是板长取最短边,板宽取900mm,再进行计算,如计算结果不满足承重要求,则需进行加固。

五、承重需注意的问题

当设计成机房时,如果要符合机房规范,就要考虑在机柜下做散列承重支架,把承重支架底面接触面积增大一倍的方式来实现分散楼板承重力,当由于机柜、空调、UPS等设备重量较大,超过楼板荷载时,为了保证建筑物本身结构安全和出于一般机房抗震要求时,这时你需要对机柜、空调、UPS 电池柜及精密空调制作承重散力架了,散力承重支架能分散楼板承重力满足楼板地面承载力设计值要求。机房承重散力架加固一般用钢梁,根据设备位置加。比如槽钢,角钢,支撑在两端承重结构梁(墙)上,具体要看实际需要承重情况了。比如在机列位置贴地加两根横向贯通的50*50角钢,或者100*50槽钢,这列位置承重可达5000到7000N。

电池柜

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题图来自 Unsplash,基于 CC0 协议

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