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机房改造承重不够怎么办?艾恪斯伍机房承重加固方案

发布时间:2018-04-15 点击数:261

广州机房建设 广州IDC建设 机房改造 艾恪斯伍在很多项目当中、机房改造增加设备与新机房建设实际承重达不到造成的危险。机房是电子信息设备运行的场所,这些设备往往体积大、重量高,所以机房要有较高的承重能力,满足设备的承重要求,并具有一定抗震性。但现在很多建筑并非为机房所建,其承重达不到机房要求,此时,便要对机房所在建筑进行承重加固,在加固前,要按照现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB50023进行鉴定,再由专业公司进行加固处理。

由于机房和其他建筑不尽相同,机房在承载力加固时应向综合化、正规化、标准化的方向发展。

一、机房加固承重的重要性

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。

一般旧民用楼房二楼以上承重荷载设计都是250-500kg/m2的负荷,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,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。

由于机房和其他建筑不尽相同,机房在承载力加固时应向综合化、正规化、标准化的方向发展 在机房承载加固设计计算时,可参考一下计算原则,确定计算方法或进行研究。(1)原构件与新加部分协同工作,同时达到承载能力的极限状态;(2)原构件能充分发挥作用,后加部分的承载能力进行折减;(3)原构件承载能力折减,后加部分充分发挥作用;

二、机房承重加固设计要求

按照〖GB/T 2887-2000〗《电子计算机场地通用规范》,计算机机房设备用房的楼板荷重应依设备重量而定,一般应大于或等于800Kg/m2。所以要求机房内空调、UPS及电池组等相关设备都要满足机房楼地面承重的要求,根据设备具体情况进行设计。若需做钢架承重处理,则要求出详细的方案图及说明。配电柜及新风机等设备设计需采用角钢焊接制作安装固定支架。

三、机房承重加固内容

机房内设备密度较大,对建筑楼板承重有特殊要求,在机房选址和设计时应该核实机房位置的建筑承重。对于个别机房功能区间需考虑做楼板的承重加固,特别是UPS及电池、精密空调等大型设备,重量较大,应安装设备承重散力支架或加固处理达到功能要求。机房布局时要重点考虑大型设备的承重,尽量把重型设备放置在机房的承重梁上。

四、机房地面承重加固要求

计算机机房内部有许多很重的设备在放置时需要对地面进行加固处理。比如空调、小型机、存储机柜、网络机柜、服务器机柜等。这些设备需要制作机架底座,底座要求达到所承载设备的承重。

五、加固承重方法

现在加固方法可分为粘钢加固、碳纤维加固、结构改造、承重墙拆除加固和植筋等方法,机房内常用的方法为粘钢加固和碳纤维加固。机房承重加固工程经施工验收合格,方可安装机房设备,进行机房建设。

六、机房承重加固方案图

 

1 机柜加固设计平面图

从以上设计图可以看出最长距离20号槽钢为5.8米,以最长跨度槽钢作为计算承重重量,计算公式如下:

1、查查20b槽钢的一些基本参数(单位长度重g、截面模量W),查《机械设计手册》g=25.77kg/m=0.2577kg/cm,W=191.4cm⊃3;

2、查普通槽钢的容许应力b(即限制槽钢材料最大只能承受多大的力,这个是国家规定的),因为普通槽钢是Q235型号的碳素钢,结构容许应力[b]=1400kg/c㎡

3、列出承受弯矩最大计算公式:M=1/8GL⊃2;-1/8gL⊃2;,(L=580cm,G:计算最大均布荷载,g:同前)

4、因为M/W=b,所以:W×b=M=1/8L⊃2;(G-g)×b:则:G-g=191.4×1400×8/580⊃2;=6.3724kg/cm

G=6.3724-0.2577=6.1147kg/cm=611.47 kg/m

即在5.8米跨度内,上面可以放611.47×5.8=3.546吨

新增设备重量:计划新增加30台服务器(40KG/台),6台机柜(100KG/台)合计重量为1.8吨。考虑到一定的冗余,以上设计完全满足承重要求。

七、UPS室地板加固案例分析

1、UPS室项目背景

机房内设备密度较大,对建筑楼板承重有特殊要求,在机房选址和设计时应该核实机房位置的建筑承重。对于个别机房功能区间需考虑做楼板的承重加固,特别是UPS及电池、等大型设备,重量较大,应安装设备承重散力支架或加固处理达到功能要求。机房布局时要重点考虑大型设备的承重,尽量把重型设备放置在机房的承重梁上。

2、UPS室项目现状

UPS室目前位于办公楼6楼,设备未放置于承重梁上,且楼板未进行加固。现需按照批审计局要求进行加固。

3、楼板加固设计

UPS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。具体设计图如下:

 

1 楼板加固设计平视图

 

2 楼板加固设计俯视图

4、UPS室承重施工方案

1)、UPS室楼板加固应严格按照以下几个步骤:

1.1 UPS设备搬移

a. 所有接入UPS设备的用电器关机、断电,将用电设备转为市电供电。

b. UPS设备关机、切断供入UPS设备电源,按步骤拆除UPS设备并搬移。

1.2 楼板加固

a. 承重墙打孔。承重墙打孔应按照图纸设计,现场测量尺寸进行打孔。工形梁嵌入孔应紧贴地面。

b. 按图纸将工形梁进行安装并焊接。焊接完成后, 要按要求进行检验,外观检查焊缝尺寸,是否存在咬边、焊瘤、表面气孔、裂纹。

1.3 加固部件表层处理

加固部件表层应进行遮盖处理。常见方法:

铺设地板

碳纤维处理

其他美观处理方法

具体处理方法应根据实际情况进行选择。

1.4 UPS设备重新安装

楼板加固步骤完成后,将UPS设备搬移在加固层上面,并按照步骤进行UPS设备安装、调试。

5、部件选材

工形梁选材应选择钢轨或18#B以上规格槽钢。其他材料不做要求。

八、电池及UPS主机承重加固案例分析

1、电池及UPS主机承重力用户要求

现有电池,100CH,12V,40节电池,用铁架将40节电池平均存放,每节电池约重25KG。UPS柜为KITOZER 80KVA型号,净重约1吨要求进行配电整合。

UPS及电池组硬件设备目前已有,需在新方案中包括运输等情况进行整合。在电池机柜和UPS安装位置,要做承重力分散处理,在方案设计时应根据现有的UPS品牌、功率等考虑电池机柜和区域的承重问题。

2、电池及UPS主机承重力分散处理方法

在线式ups电源的摆放应使机器的进/出风道距离墙壁不小于30公分,以利机器散热。中、大型UPS长延时机型所配蓄电池,还需考虑楼层的承重压强(国际标准:写字楼每平方米不大于1000公斤,工业厂房不大于1400公斤),如超标则需采取加大载重面积减少压强的方式来加以解决,一般采用设置大面积钢板或增加电池柜数量的方式。

UPS蓄电池不要放在楼板中间(放在房中间位置会显著增加楼板的挠度,即下弯厉害,会引起楼板开裂,长期荷载作用的话会有危险),放角落处,挨着柱子和主梁,下面采用多个支点(支点位置尽量拉开),不要整个压着楼面,将均布荷转化为局部荷。

九、电池及UPS主机承重加固案例分析

1、机房地面承重加固总述

本公司所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。

2、地板的承重算法

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。

3、25楼机房的承重:

25楼机房面积为117平方米,所用承重槽钢98米。如果使6米的槽钢拆断的话需要12吨的重量。在本方案设计中,本机房共为117平方米,所用槽钢98米,根据公式所得结果为98*(12/6)/117=1.68吨。故本方案设计承重量为1.68吨。

4、二楼机房的承重:

二楼UPS机房面积为18平方米,所用承重槽钢18米。根据公式所得结果为18*(12/6)/18=2吨。故本方案二楼UPS房的承重为2吨。

5、十楼机房的承重:

十楼UPS机房面积为11平方米,所用承重槽钢12米。根据公式所得结果为12*(12/6)/11=2.1吨。故本方案十楼UPS房的承重为2.1吨。

十、机房承重加固补强的设计和施工,与新建工程不尽相同,主要有以下特点:

(一)设计、施工难度大、风险大

机房结构的补强加固设计不同于新结构的设计条件。新结构设计时有较大的选择范围,诸如:结构形式、构件所用材料、截面尺寸、连接方式等,设计者可较灵活选用;新结构的设计有章可循,规范齐全,参考资料多,成熟的经验也比较多,工作难度相对小。而结构加固补强工作往往会受到许多限制,如机房承重加固必须在原有结构上进行,构件的位置已确定,可利用空间有限,可参考的资料少,照搬设计规范不行、计算工作的准确性难掌握。而且机房承重加固补强工程往往在不停产或尽量少停产条件下施工:施工操作空间小等,因此机房承重加固补强工程比新结构在设计施工上,难度大而且风险也大。

(二)计算起校核作用,构建和连接是关键

机房承重加固补强设计包括原结构构件的验算及加固设计计算。此时,要求考虑新旧结构强度、刚度、使用寿命的均衡,以及新旧结构共同作用。由于荷载的长期作用,不均匀沉降,温度和收缩变形的作用,构件材料徐变、收缩、松弛量大,通常不能与原构件的承载能力。同时,由于构件后加部分与原构件的作用不同步,徐变、收缩、松弛量大,通常不能与原构件同时达到承载力的极限状态。因此,加固后构件抗力计算亦难完全符合实际情况,所以机房承重加固工程补强计算值仅起校核参考作用。结构连接成了保证安全的重要措施,实践工程中也证实了这一点。

(三)经济效益显著

虽然加固工程的费用比较高,但与整个结构、整栋房屋的投资相比,加固所用费用还是比较低的。单个构件加固补强后,房屋即可满足功能要求,所以经济效益十分显著。例如,结构整体竣工,发现基础反梁高度不够,采取加固措施的费用约5万元,而若折除重建,仅拆除费和渣土运输费,就高于此数。如果把重建费用以及由于工期延长所造成的营业额减少加上,其损失就更大了。

(四) 机房承重加固补强应向综合化、正规化、标准化的方向发展

加固扑强工程是针对具体情况而进行设计施工的,而将这项技术标职化较难,可向综合化、正规化、标准化等方面努力,推广加固补强技术。

所谓综合化是指通过各种有效的加固措施,形成新的混合型加间方法。如外包混泥土与外包钢形成外包劲性混凝土;外包钢与预应力法结合形成预加应力外包钢加固方法;外包钢与粘钢结合形成湿式外包钢加固方法等。

十一、其它承重加固方法及施工工序

(一)、主次梁采用粘钢技术处理

1、施工工序:

1)施工前须按施工图定位放样,将加固部位在现场上定出;

2)基层表面处理:将砼的粉刷层凿除,以露出需补强的砼面,用钢丝刷对裸露钢筋进行除锈处理,对砼表面进行清理、打磨,使表面平整;

3)膨胀螺丝安装固定:用冲击电钻钻孔,安装M12×90的膨胀螺丝;

4)钢板处理:将钢板裁剪成需要粘贴的形状,用钢丝刷、砂布或平砂轮清理表面、打磨,直至出现光泽。打磨粗糙度越大越好,打磨纹路应与钢板受力方向垂直;

5)粘贴钢板:将“爱牢达”XH111A/B按比例混合均匀(A:B=2:1),搅拌时应避免灰尘等杂物进入,容器内不得有抽污;将混合均匀的粘贴剂用抹刀涂抹到已处理好的钢板表面,厚度1~3㎜,中间厚边缘薄,然后将钢板贴于预定位置。粘贴好钢板后,用手锤沿粘贴面轻轻敲击钢板,如无空洞声,表示已粘贴密实,否则应剥下钢板,补胶,重新粘贴;钢板粘贴好后,立即收紧膨胀螺丝,以便夹紧钢板,以使胶液刚从钢板边缝挤出为度;粘胶固化,保持在20℃以上48小时可拆除支撑;

6)表面防护:在钢板表面粉刷1~2㎜水泥砂浆,作表面挂钢丝网抹平防护;

7)施工时应注意:配制粘贴剂用的原料应密封贮存,远离火源,避免阳光直接照射;配制和使用场所必须保持通风良好;操作人员应穿工作服,戴防护口罩和手套;工作场所应配备各种必要的灭火器以备救护;施工中应保持操作现场的清洁,及时清除无用的胶粘剂

(二)、新增梁钢筋处理方法

A、主筋采用植筋法处理

1、 植筋工序:

1)施工准备:在对植筋部位放线定位的基础上,开凿砼表面保护层,直至能分辨出原有钢筋分布,并作标记,以保证一次钻孔成功;

2)钻孔:对植筋定位。根据设计要求,将需要植筋部位钢筋的大致位置标注于原构件上。用冲击电钻钻孔,钻孔技术参数应符合设计要求或植筋规范,钻孔时应避开原构件钢筋以减少对原结构的损伤;

3)清孔:用钢刷或硬质尼龙刷清刷孔壁,然后用压缩气将孔内灰尘吹出,如此反复三次清孔;

4)注胶:将混合好的XH130A/B/C或XH131A/B/C加入注射枪内,然后开始对锚固孔进行逐一注射。采用专用注射器注胶,注射器的注射管应伸入孔底开始注胶,边注射边提升。注胶量应以插入钢筋后有少许溢出为准,一般为孔深的2/3;

5)插筋:将需植筋的钢筋(长度一般不超过2米)的插入部分用钢刷清刷干净,将清刷干净的钢筋慢慢旋转插入孔内,应一次插入,必要时用锤子敲击进入。

6)固化:插入钢筋后,应保持钢筋静止至植筋胶固化为止,在适当位置设置警示板,防止粘胶在固化前受到碰撞或移动。

7)植筋用的钢筋必须选用螺纹钢,并保证表面洁净,无严重锈蚀、油渍、钢筋应有足够的长度以便于植筋、检测及搭接;

8)在地下室、雨天等相似情况下植筋时,钻孔、清孔、植筋应连续进行,并有相应措施保证孔壁干燥、清洁;

9)植筋完毕后,应保证植入的钢筋在植筋胶固化前不受外力影响;

10)植筋完成48h后方可进行下一步钢筋安装;

11)施工中应保持操作现场的清洁,及时清除无用的胶粘剂。

(三)、装修改造工程中楼板加固处理方法

1、 连接工序:

1)钢筋直螺纹接头是钢筋机械连接的一种连接方法,原理是将两根待接钢筋端部镦粗加工成直螺纹,旋入带有直螺纹的套筒中,从而将两端的钢筋连接起来;

2)直螺纹接头连接套筒的材料一般为低合金钢,优质碳素结构钢。连接套筒的设计抗拉承载力标准值应不少于被连接钢筋相应值的1.2倍,套筒长为钢筋直径的2倍;

3)施工中要注意对切割下料、液压镦粗和螺纹加工的外观检查验收工作;

4)拧好后的钢筋接头要用油漆作标记,以防漏拧;普通接头外露的完整丝牙数控制在3牙内;

5)为避免运输过程中损坏钢筋连接部件,套筒和钢筋头分别用塑料螺纹头保护套和套筒内螺纹保护盖加以保护;

6)接头的检验:同一施工条件下,同等级、同形式、同规格接头以500个作为一验收批进行单向拉伸检验与验收,不足500个仍为一个验收批。对每个验收批,在现场进行随机抽取3个试件(连接后长600㎜)作轴向拉伸试验要求。若有一个强度不符合要求,应再取6个试件进行复检,复检中仍有一个不符合,则作该验收批为不合格处理。

(四)、楼板加固处理方法

由于房间改变用途,楼板的使用荷载增加,特别是荷载较大的档案室、机房、库房,楼板下面要进行吊顶,上面要铺木地板或地面砖,对楼板的刚度有较高的要求。如设计施工不当,楼板刚度不够,不仅楼上使用时对楼下发生干扰,严重的将出现吊顶开裂,地面砖与砼楼板脱离。为满足楼板的使用要求,提高楼板的承载力、刚度和抗裂性,就要对楼板进行加固处理。

1、板下加固法

1)在板下沿四角设置型钢

采用在板下沿四角设置型钢的加固方案,可变四边支承为八边支承,能较大地提高板的承载力,所用型钢短,跨度小,型钢截面尺寸及每个支点的受力也较小,对墙体局部受压有利。

2)在板下沿长跨方向设置型钢

在板下四角设置型钢,支点落在门洞的可能性较大,对支点将增加验算和加固的麻烦。此时,可采用仅沿长跨方向设置型钢的加固方案,使主要受力方向的板跨减少,也能较大地提高板承受荷载的能力,但所用型钢长,跨度大,型钢截面尺寸及每个支点的受力也较大,对墙体局部受压不利。

3)在板下沿短跨方向设置型钢

当沿长跨方向设置型钢,如支点落在门洞上时,可采用沿短跨方向设置承重型钢。此时为减少板主要受力的跨度,沿长边方向仍可设置次型钢,并让它支承在短跨方向的主型钢上。 以上加固方案中,可将型钢直接支承在墙上,并按计算或构造设置垫块。不论采用哪种加固方案,均应采用设临时支点顶紧的方法,使型钢与楼板紧密接触。临时支点应待垫块砼强度达到设计要求后方可拆除。

2、板上加固法

在既有建筑物,或在建建筑物当楼面吊顶等装饰已完成时,宜在板上进行加固。此时,如地面已装修,需将木地板或地面砖拆除,采用在板面上浇砼迭合层的方案进行加固。迭合层宜采用40㎜厚的细石砼骨料,最大粒径不宜大于20㎜,强度等级应比原楼板砼强度高一个等级。支座负筋按叠合板计算或构造要求确定,其中的一半在整个现浇层内配置,且不小于φ6@250的钢筋网;另一半可在离墙边1/4短跨处截断。为使细石砼现浇层与原砼楼板共同工作。在浇砼之前,除要求原砼板面凿毛外,宜沿板的四周边缘板带范围内,设置不小于φ6双向间距为500㎜的膨胀螺丝,并与钢筋网焊牢。砼应连续浇捣密实,不留施工缝。初凝后,及时覆盖草袋,浇水养护,保持湿润。待砼强度达到设计要求时,方可投入使用。

3、“夹板”加固法

1)砼楼板的“夹板”加固法,就是采取“上下夹攻”,综合治理的思路而开发出来的。在标的楼板的板面上按要求浇筑一层新的钢网细石砼,通过贯穿旧砼板的“吊筋”把板底的新加钢筋网拉紧,然后以“植皮法”浇制(喷射)一层板下新砼或砂浆,形成上下“夹板”来加固补强旧砼板。(如后附图示)

2)施工工序:铲除旧板面批荡凿毛旧板面清洗旧板面在旧板面扫一层新鲜石灰水(或水泥浆)按定位在旧砼板钻孔扎钢筋网栓旧板孔“吊筋”“吊筋”孔周灌水泥砂浆浇筑板面细石砼清铲板底剥落砼浮层刷净板底钢筋浮层绑扎和焊接板底钢筋弯起“吊筋”与板底新筋焊紧在板底喷射细石砼或环氧砂浆随手用磨板压平砂浆层。

 

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