机房承重标准及承重计算方法

前言：

众所周知，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，下面详解机房的承重标准，以及机房承重计算内容及计算方法。

民用楼房二楼以上承重荷载设计都是250－500kg/m2的负荷，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。

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， 这列位置承重可以达5000~7000N。

计算依据：

⑴《混凝土结构设计规范》 （GB 50010-2002）

⑵《建筑结构荷载规范》（GBJ9-87），《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）

⑶《预应力长向圆孔板图集》(京92G42),《预应力短向原孔板图集》(京92G41)

建筑楼面等效均布活荷载计算

筑楼面等铲均布活荷载的标准值，应根据工艺提供的电子设备的重量、底面尺寸、安装排列方式以及建筑结构梁板布置等条件，按内力等值的原则计算确定，根据当前有代表性电信设备的重量、排列方式及各种梁板布置计算确定的机房建筑楼面等效均布活荷载值：

注：

（1）表列荷载适用于按单向板配筋的现浇板及板跨方向与机架排列方向（荷载作用面的长边）相垂直的预制板等楼面结构，按双向板配筋的现浇板亦可参照 使用；

（2）表列荷载不包括隔墙、吊顶荷载；

（3）由于不间断电源设备较重，设计时也可按照该设备的重量、底面尺寸、排列方式等对设备作用处的楼面进行结构处理；

（4）设计墙、柱、基础时，楼面活荷载值可采用本表中主梁的荷载值；

（5）机房的荷载，没有考虑分散供电时蓄电池进入机房增加的荷重。

机房楼面等效均布活荷载     

机房建筑楼面等效均布活荷载值，系根据目前已有的有代表性的通信设备的重量、排列方式及建筑结构的不同梁板布置，按内力（弯矩、剪力）等值的原则计算确定，机房的数值，也适用于无线寻呼机房。

注：

（1）表列荷载适用于按单向板配筋的现浇板及板跨方向与机架排列方向[荷载作用面的长边]相垂直的预制板等楼面结构，按双向板配筋的现浇板亦可参照使用；

（2）表列荷载不包括隔墙、吊顶荷载；

（3）由于不间断电源设备的重量较重，设计时也可按照电源设备的重量、底面尺寸、排列方式等对设备作用处的楼面进行结构处理；

（4）搬运单件重量较重的机器时，应验算沿途的楼板结构强度；

（5）设计墙、柱、基础时，表列楼面活荷载可采用与设计主梁相同的荷载。

机房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.

理正工具箱计算参数

(1)预制板厚:短板(板长为1.8m-4.2m)板厚取130mm,长板(板长为4.5m-6.6m)板厚取185mm.

(2)预制楼板尺寸取值:预制楼板计算宽度=1200mm(宽板)或900mm(窄板),由现场查勘决定(判断结果直接影响计算结果),在没有确定板宽时取小值以保安全.

预制楼板长度=实际测量墙距+300mm,(当板长不为整数时,取值按规定板长为3的倍数)

(3)楼板的边界形式：短边采用简支方式,长边则采用自由方式.

(4)作用的荷载形式：局部均载.

计算所有设备荷载作用时机房楼板的跨中最大弯矩值参数说明(如有预留设备,则需先算原有设备荷载作用时机房楼板的跨中最大弯矩值,再算所有设备荷载作用时机房楼板的跨中最大弯矩值):

(1)均布恒载标准值取1.0 kN/m2

(2)均布活载标准值取 0.6 kN/m2

(3)短宽板(板宽为1200mm,板长为1.8m-4.2m)容重取1.97(查图集)/15.15kN/m3

短窄板(板宽为900mm,板长为1.8m-4.2m)容重取16.1kN/m3

长宽板 (板宽为1200mm,板长为4.5m-6.0m)容重取15.33kN/m3

长窄板 (板宽为900mm,板长为4.5m-6.0m)容重取15.46kN/m3

超长宽板 (板宽为1200mm,板长为6.3m-6.6m)容重取15.62kN/m3

超长窄板 (板宽为900mm,板长为6.3m-6.6m)容重取16.12kN/m3长度范围大于了6.6m的预制板长则需参考全国预制板图集,进行计算.

(4)恒活载分项系数均取1.2

(5)活荷载准永久值系数取0.5

结构可靠性评定标准

按以上步骤计算完毕后，按图集标准查得所计算预制板的允许弯矩设计值R(注意：R值必须是取板号尾数为.1的相应弯矩设计值),并将查得的设计值R与理正所计算的弯矩值进行γ0S进行对比.

根据《民用建筑可靠性鉴定标准》第3.3.3条的规定，结构构件可靠性鉴定的评定标准为：

a级  可靠性符合鉴定标准a级的要求，即R/γ0S≥1.0，不影响整体的承载功能和使用功能，可不采取措施；

b级  可靠性略低于鉴定标准a级的要求，即1>R/γ0S≥0.9，但尚不显著影响整体的承载功能和使用功能，可能有少数或极少数构件应采取措施；

c级  可靠性不符合鉴定标准a级的要求，即0.9>R/γ0S≥0.85，显著影响整体的承载功能和使用功能，应采取措施，且可能有个别构件必须立即采取措施；

d级  可靠性极不符合鉴定标准a级的要求，即0.85>R/γ0S，严重显著影响整体的承载功能和使用功能，必须立即采取措施，同时，不考虑新增设备。

设备参数表：(计算时直接输入)

网络机柜钢梁计算：    

钢梁两端置于框架梁上，网络机柜共7台重1500Kg，钢梁跨度3m和4m，选用冷弯薄壁型钢 2C160X70X20X3.0背对背截面。钢梁底面离楼板面高度40mm。几何数据及计算参数：

跨中弯矩调整系数:  1.00

支座弯矩调整系数:  1.00

由永久荷载控制时永久荷载分项系数G1:  1.35

由可变荷载控制时永久荷载分项系数G2:  1.20

可变荷载分项系数Q:  1.40

可变荷载组合值系数c:  0.70

可变荷载准永久值系数q:  0.40

荷载数据活载示意图：

内力及配筋，剪力包络图：

弯矩包络图：

钢梁计算：

钢材等级：235

构件长度(m)：3.000

构件截面：冷弯薄壁型钢 2C160X70X20X3.0背对背截面

肢背间距(mm): 0

平面外计算长度：3.000

强度计算净截面系数：1.000

是否进行抗震设计：不进行抗震设计

设计内力：

绕X轴弯矩设计值 Mx (kN.m)：5.400

绕Y轴弯矩设计值 My (kN.m)：0.000

剪力设计值 V (kN)：8.2800

构件验算： 

1、截面特性计算

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、纯弯构件抗弯强度验算结果

考虑冷弯效应强度设计值(N/mm2)：222.493

构件强度计算最大应力(N/mm2): 74.938 < f=222.493

构件强度验算满足。

3、纯弯构件抗剪强度验算结果

计算点(形心点)以上对中和轴面积矩(m3):Sx =5.7744e-005

梁构件计算最大剪应力(N/mm2):8.371 < fv=120.000

梁构件抗剪验算满足。

4、纯弯构件整体稳定验算结果

平面外计算长度(m)：3.000

平面外长细比λy：89

受弯整体稳定系数φb：0.977

构件整体稳定计算最大应力(N/mm2):76.733 < f=205.000

构件整体稳定验算满足。

电池组钢梁计算：    

钢梁两端置于框架梁上，，电池柜电池每台500Kg，钢梁跨度3m，选用冷弯薄壁型钢  2C160X70X20X3.0背对背截面。钢梁底面离楼板面高度40mm，几何数据及计算参数：

跨中弯矩调整系数:  1.00

支座弯矩调整系数:  1.00

由永久荷载控制时永久荷载分项系数G1:  1.35

由可变荷载控制时永久荷载分项系数G2:  1.20

可变荷载分项系数Q:  1.40

可变荷载组合值系数c:  0.70

可变荷载准永久值系数q:  0.40

荷载数据活载示意图

内力及配筋，剪力包络图：

弯矩包络图：

钢梁计算：

钢材等级：235

构件长度(m)：3.000

构件截面：冷弯薄壁型钢 2C160X70X20X3.0背对背截面

肢背间距(mm): 0

平面外计算长度：3.000

强度计算净截面系数：1.000

是否进行抗震设计：不进行抗震设计

设计内力：

绕X轴弯矩设计值 Mx (kN.m)：10.130

绕Y轴弯矩设计值 My (kN.m)：0.000

剪力设计值 V (kN)：7.500

构件验算

1、截面特性计算

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、纯弯构件抗弯强度验算结果

考虑冷弯效应强度设计值(N/mm2)：222.493

构件强度计算最大应力(N/mm2): 108.447 < f=222.493

构件强度验算满足。

3、纯弯构件抗剪强度验算结果

计算点(形心点)以上对中和轴面积矩(m3):Sx =5.7744e-005

梁构件计算最大剪应力(N/mm2):9.659 < fv=120.000

梁构件抗剪验算满足。

4、纯弯构件整体稳定验算结果

平面外计算长度(m)：3.000

平面外长细比λy：89

受弯整体稳定系数φb：0.977

构件整体稳定计算最大应力(N/mm2):111.043 < f=205.000

构件整体稳定验算满足。