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    前言:


    眾所周知,機房是電子設備運行的場所,而電子設備體積較大,并且非常厚重,所以機房要有較高的承重能力,滿足設備的承重要求,但現在很多建筑并非為機房所建,其承重達不到機房要求,所以在建設機房之前就要考慮到承重問題,下面詳解機房的承重標準,以及機房承重計算內容及計算方法。

    民用樓房二樓以上承重荷載設計都是250-500kg/m2的負荷,辦公用樓在建設時樓板承重在300-500kg每平米,機房由于機柜和設備,以及UPS的重量往往比較大,通常標準己方的樓板承重在800-1000kg每平米。


    當設計成機房時,如果要符合機房規范,就要考慮在機柜下做散列承重支架,把承重支架底面接觸面積增大一倍的方式來實現分散樓板承重力,當由于機柜、空調、UPS等設備重量較大,超過樓板荷載時,為了保證建筑物本身結構安全和出于一般機房抗震要求時,這時你需要對機柜、空調、UPS電池柜及精密空調制作承重散力架了,散力承重支架能分散樓板承重力滿足樓板地面承載力設計值要求。


    機房承重散力架加固一般用鋼梁,根據設備位置加。比如槽鋼,角鋼,支撐在兩端承重結構梁(墻)上,具體要看實際需要承重情況了。比如在機列位置貼地加兩根橫向貫通的50*50角鋼,或者100*50槽鋼, 這列位置承重可以達5000~7000N。

    計算依據:

    ⑴《混凝土結構設計規范》 (GB 50010-2002)

    ⑵《建筑結構荷載規范》(GBJ9-87),《建筑結構荷載規范》(GB50009-2001)

    ⑶《預應力長向圓孔板圖集》(京92G42),《預應力短向原孔板圖集》(京92G41)

    建筑樓面等效均布活荷載計算

    筑樓面等鏟均布活荷載的標準值,應根據工藝提供的電子設備的重量、底面尺寸、安裝排列方式以及建筑結構梁板布置等條件,按內力等值的原則計算確定,根據當前有代表性電信設備的重量、排列方式及各種梁板布置計算確定的機房建筑樓面等效均布活荷載值:


    注:

    (1)表列荷載適用于按單向板配筋的現澆板及板跨方向與機架排列方向(荷載作用面的長邊)相垂直的預制板等樓面結構,按雙向板配筋的現澆板亦可參照 使用;     

    (2)表列荷載不包括隔墻、吊頂荷載;     

    (3)由于不間斷電源設備較重,設計時也可按照該設備的重量、底面尺寸、排列方式等對設備作用處的樓面進行結構處理;     

    (4)設計墻、柱、基礎時,樓面活荷載值可采用本表中主梁的荷載值;    

    (5)機房的荷載,沒有考慮分散供電時蓄電池進入機房增加的荷重。


    機房樓面等效均布活荷載     

    機房建筑樓面等效均布活荷載值,系根據目前已有的有代表性的通信設備的重量、排列方式及建筑結構的不同梁板布置,按內力(彎矩、剪力)等值的原則計算確定,機房的數值,也適用于無線尋呼機房。





    注:

    (1)表列荷載適用于按單向板配筋的現澆板及板跨方向與機架排列方向[荷載作用面的長邊]相垂直的預制板等樓面結構,按雙向板配筋的現澆板亦可參照使用;     

    (2)表列荷載不包括隔墻、吊頂荷載;     

    (3)由于不間斷電源設備的重量較重,設計時也可按照電源設備的重量、底面尺寸、排列方式等對設備作用處的樓面進行結構處理;     

    (4)搬運單件重量較重的機器時,應驗算沿途的樓板結構強度;    

    (5)設計墻、柱、基礎時,表列樓面活荷載可采用與設計主梁相同的荷載。

    機房預制板承重計算標準

    1、計算內容

    (1)機房在原有設備荷載作用下的機房樓板跨中最大彎矩值;(理正工具箱計算)

    (2)機房新增設備后,在所有設備荷載作用下的機房樓板跨中最大彎矩值;(理正工具箱計算)

    (3)以上數據計算完畢后,相關數據代入 《六所提供的理正異形板程序計算基站樓板承重傻瓜書》進行承重結論分析.


    2、計算步驟:

    預制板承重計算相對于現澆板承重計算要復雜許多,在計算時必須嚴格遵守以下步驟,以保證預制板能達到承重的安全要求.

    (1)預制板計算前先需判明板長及板寬.

    (2)預制板承重計算時,選擇最危險板進行計算(基本為主要設備較多的單塊預制板).如有多塊單板上主要設備個數相同時,多塊板都需進行承重計算.

    (3)計算完畢后如果機房可靠等級為b級及b級以上級別,則此機房承重滿足要求;如小于b級,則需更換設備位置,并在更換位置后對預制樓板再次進行核算,如還是達不到可靠等級,則需進行加固處理.

    (4)無法判定板的方向及板寬時,一般建議將電池進行“L”型擺放,板的尺寸按最不利來取值,通常是板長取最短邊,板寬取900mm,再進行計算,如計算結果不滿足承重要求,則需進行加固.

    理正工具箱計算參數

    (1)預制板厚:短板(板長為1.8m-4.2m)板厚取130mm,長板(板長為4.5m-6.6m)板厚取185mm.

    (2)預制樓板尺寸取值:預制樓板計算寬度=1200mm(寬板)或900mm(窄板),由現場查勘決定(判斷結果直接影響計算結果),在沒有確定板寬時取小值以保安全.

    預制樓板長度=實際測量墻距+300mm,(當板長不為整數時,取值按規定板長為3的倍數)

    (3)樓板的邊界形式:短邊采用簡支方式,長邊則采用自由方式.

    (4)作用的荷載形式:局部均載.

    計算所有設備荷載作用時機房樓板的跨中最大彎矩值參數說明(如有預留設備,則需先算原有設備荷載作用時機房樓板的跨中最大彎矩值,再算所有設備荷載作用時機房樓板的跨中最大彎矩值):


    (1)均布恒載標準值取1.0 kN/m2

    (2)均布活載標準值取 0.6 kN/m2

    (3)短寬板(板寬為1200mm,板長為1.8m-4.2m)容重取1.97(查圖集)/15.15kN/m3

       短窄板(板寬為900mm,板長為1.8m-4.2m)容重取16.1kN/m3

       長寬板 (板寬為1200mm,板長為4.5m-6.0m)容重取15.33kN/m3

       長窄板 (板寬為900mm,板長為4.5m-6.0m)容重取15.46kN/m3

       超長寬板 (板寬為1200mm,板長為6.3m-6.6m)容重取15.62kN/m3 

       超長窄板 (板寬為900mm,板長為6.3m-6.6m)容重取16.12kN/m3長度范圍大于了6.6m的預制板長則需參考全國預制板圖集,進行計算.

    (4)恒活載分項系數均取1.2

    (5)活荷載準永久值系數取0.5

    結構可靠性評定標準

    按以上步驟計算完畢后,按圖集標準查得所計算預制板的允許彎矩設計值R(注意:R值必須是取板號尾數為.1的相應彎矩設計值),并將查得的設計值R與理正所計算的彎矩值進行γ0S進行對比.

    根據《民用建筑可靠性鑒定標準》第3.3.3條的規定,結構構件可靠性鑒定的評定標準為:

    a級  可靠性符合鑒定標準a級的要求,即R/γ0S≥1.0,不影響整體的承載功能和使用功能,可不采取措施;

    b級  可靠性略低于鑒定標準a級的要求,即1>R/γ0S≥0.9,但尚不顯著影響整體的承載功能和使用功能,可能有少數或極少數構件應采取措施;

    c級  可靠性不符合鑒定標準a級的要求,即0.9>R/γ0S≥0.85,顯著影響整體的承載功能和使用功能,應采取措施,且可能有個別構件必須立即采取措施;

    d級  可靠性極不符合鑒定標準a級的要求,即0.85>R/γ0S,嚴重顯著影響整體的承載功能和使用功能,必須立即采取措施,同時,不考慮新增設備。


    設備參數表:(計算時直接輸入)

    網絡機柜鋼梁計算:    

    鋼梁兩端置于框架梁上,網絡機柜共7臺重1500Kg,鋼梁跨度3m和4m,選用冷彎薄壁型鋼 2C160X70X20X3.0背對背截面。鋼梁底面離樓板面高度40mm。幾何數據及計算參數:

    跨中彎矩調整系數:  1.00  

    支座彎矩調整系數:  1.00  

    由永久荷載控制時永久荷載分項系數?G1:  1.35  

    由可變荷載控制時永久荷載分項系數?G2:  1.20  

    可變荷載分項系數?Q:  1.40  

    可變荷載組合值系數?c:  0.70  

    可變荷載準永久值系數?q:  0.40 


    荷載數據活載示意圖:

    內力及配筋,剪力包絡圖:

    彎矩包絡圖:

    鋼梁計算:

    鋼材等級:235    

    構件長度(m):3.000    

    構件截面:冷彎薄壁型鋼 2C160X70X20X3.0背對背截面       

    肢背間距(mm): 0   

    平面外計算長度:3.000   

    強度計算凈截面系數:1.000    

    是否進行抗震設計:不進行抗震設計   

    設計內力:      

    繞X軸彎矩設計值 Mx (kN.m):5.400     

    繞Y軸彎矩設計值 My (kN.m):0.000     

    剪力設計值 V (kN):8.2800


    構件驗算: 

    1、截面特性計算 

    全截面特性      

    A =1.8900e-003; Xc =7.0000e-002;  Yc =8.0000e-002;  Ix =7.4728e-006; 

    Iy =2.1432e-006;    ix =6.2880e-002;iy=3.3675e-002; W1x=9.3420e-005; 

    W2x=9.3420e-005;    W1y=3.0618e-005;  W2y=3.0618e-005;   


    有效截面特:

    2、純彎構件抗彎強度驗算結果    

    考慮冷彎效應強度設計值(N/mm2):222.493    

    構件強度計算最大應力(N/mm2): 74.938 < f=222.493   

    構件強度驗算滿足。  


    3、純彎構件抗剪強度驗算結果    

    計算點(形心點)以上對中和軸面積矩(m3):Sx =5.7744e-005   

    梁構件計算最大剪應力(N/mm2):8.371 < fv=120.000   

    梁構件抗剪驗算滿足。  


    4、純彎構件整體穩定驗算結果   

    平面外計算長度(m):3.000   

    平面外長細比λy:89    

    受彎整體穩定系數φb:0.977    

    構件整體穩定計算最大應力(N/mm2):76.733 < f=205.000   

    構件整體穩定驗算滿足。


    電池組鋼梁計算:    

    鋼梁兩端置于框架梁上,,電池柜電池每臺500Kg,鋼梁跨度3m,選用冷彎薄壁型鋼  2C160X70X20X3.0背對背截面。鋼梁底面離樓板面高度40mm,幾何數據及計算參數:

    跨中彎矩調整系數:  1.00  

    支座彎矩調整系數:  1.00  

    由永久荷載控制時永久荷載分項系數?G1:  1.35  

    由可變荷載控制時永久荷載分項系數?G2:  1.20  

    可變荷載分項系數?Q:  1.40  

    可變荷載組合值系數?c:  0.70  

    可變荷載準永久值系數?q:  0.40


    荷載數據活載示意圖

    內力及配筋,剪力包絡圖:

    彎矩包絡圖:

    鋼梁計算:

    鋼材等級:235    

    構件長度(m):3.000    

    構件截面:冷彎薄壁型鋼 2C160X70X20X3.0背對背截面             

    肢背間距(mm): 0   

    平面外計算長度:3.000   

    強度計算凈截面系數:1.000     

    是否進行抗震設計:不進行抗震設計   

    設計內力:      

    繞X軸彎矩設計值 Mx (kN.m):10.130     

    繞Y軸彎矩設計值 My (kN.m):0.000     

    剪力設計值 V (kN):7.500

    構件驗算

    1、截面特性計算   

    全截面特性      

    A  =1.8900e-003;  Xc =7.0000e-002;  Yc =8.0000e-002;     

    Ix =7.4728e-006;  Iy =2.1432e-006;     ix =6.2880e-002;  

    iy =3.3675e-002;     W1x=9.3420e-005;  W2x=9.3420e-005;     

    W1y=3.0618e-005;  W2y=3.0618e-005;   


    有效截面特性     

    2、純彎構件抗彎強度驗算結果    

    考慮冷彎效應強度設計值(N/mm2):222.493    

    構件強度計算最大應力(N/mm2): 108.447 < f=222.493   

    構件強度驗算滿足。  


    3、純彎構件抗剪強度驗算結果    

    計算點(形心點)以上對中和軸面積矩(m3):Sx =5.7744e-005   

    梁構件計算最大剪應力(N/mm2):9.659 < fv=120.000   

    梁構件抗剪驗算滿足。  


    4、純彎構件整體穩定驗算結果   

    平面外計算長度(m):3.000   

    平面外長細比λy:89    

    受彎整體穩定系數φb:0.977   

     構件整體穩定計算最大應力(N/mm2):111.043 < f=205.000   

    構件整體穩定驗算滿足。



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