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    機房是電子信息設備運行的場所，這些設備往往體積大、重量高，所以機房要有較高的承重能力，滿足設備的承重要求，并具有一定抗震性。但現在很多建筑并非為機房所建，其承重達不到機房要求，此時，便要對機房所在建筑進行承重加固，在加固前，要按照現行國家標準《建筑抗震鑒定標準》GB50023進行鑒定，再由專業(yè)公司進行加固處理。由于機房和其他建筑不盡相同，機房在承載力加固時應向綜合化、正規(guī)化、標準化的方向發(fā)展。

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    一、機房加固承重的重要性


    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。


    一般舊民用樓房二樓以上承重荷載設計都是250-500kg/m2的負荷，當設計成機房時，如果要符合機房規(guī)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,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。


    由于機房和其他建筑不盡相同，機房在承載力加固時應向綜合化、正規(guī)化、標準化的方向發(fā)展 在機房承載加固設計計算時，可參考一下計算原則，確定計算方法或進行研究。(1)原構件與新加部分協(xié)同工作，同時達到承載能力的極限狀態(tài);(2)原構件能充分發(fā)揮作用，后加部分的承載能力進行折減;(3)原構件承載能力折減，后加部分充分發(fā)揮作用。

    二、機房承重加固設計要求


    按照〖GB/T 2887-2000〗《電子計算機場地通用規(guī)范》，計算機機房設備用房的樓板荷重應依設備重量而定，一般應大于或等于800Kg/m2。所以要求機房內空調、UPS及電池組等相關設備都要滿足機房樓地面承重的要求，根據設備具體情況進行設計。若需做鋼架承重處理，則要求出詳細的方案圖及說明。配電柜及新風機等設備設計需采用角鋼焊接制作安裝固定支架。

    三、機房承重加固內容


    機房內設備密度較大，對建筑樓板承重有特殊要求，在機房選址和設計時應該核實機房位置的建筑承重。對于個別機房功能區(qū)間需考慮做樓板的承重加固，特別是UPS及電池、精密空調等大型設備，重量較大，應安裝設備承重散力支架或加固處理達到功能要求。機房布局時要重點考慮大型設備的承重，盡量把重型設備放置在機房的承重梁上。
    四、機房地面承重加固要求


    計算機機房內部有許多很重的設備在放置時需要對地面進行加固處理。比如空調、小型機、存儲機柜、網絡機柜、服務器機柜等。這些設備需要制作機架底座，底座要求達到所承載設備的承重。

    五、加固承重方法

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    現在加固方法可分為粘鋼加固、碳纖維加固、結構改造、承重墻拆除加固和植筋等方法，機房內常用的方法為粘鋼加固和碳纖維加固。機房承重加固工程經施工驗收合格，方可安裝機房設備，進行機房建設。


    示例：


    最長距離20號槽鋼為5.8米，以最長跨度槽鋼作為計算承重重量，計算公式如下：


    1、查查20b槽鋼的一些基本參數(單位長度重g、截面模量W)，查《機械設計手冊》g=25.77kg/m=0.2577kg/cm，W=191.4cm


    2、查普通槽鋼的容許應力b(即限制槽鋼材料最大只能承受多大的力，這個是國家規(guī)定的)，因為普通槽鋼是Q235型號的碳素鋼，結構容許應力[b]=1400kg/c㎡


    3、列出承受彎矩最大計算公式：M=1/8GL-1/8gL，(L=580cm，G：計算最大均布荷載，g：同前)


    4、因為M/W=b，所以：W×b=M=1/8L(G-g)×b：則：G-g=191.4×1400×8/580=6.3724kg/cm;G=6.3724-0.2577=6.1147kg/cm=611.47 kg/m


    即在5.8米跨度內，上面可以放611.47×5.8=3.546噸


    新增設備重量：計劃新增加30臺服務器(40KG/臺)，6臺機柜(100KG/臺)合計重量為1.8噸?？紤]到一定的冗余，以上設計完全滿足承重要求。


    六、UPS室地板加固案例分析


    1、UPS室項目背景


    機房內設備密度較大，對建筑樓板承重有特殊要求，在機房選址和設計時應該核實機房位置的建筑承重。對于個別機房功能區(qū)間需考慮做樓板的承重加固，特別是UPS及電池、等大型設備，重量較大，應安裝設備承重散力支架或加固處理達到功能要求。機房布局時要重點考慮大型設備的承重，盡量把重型設備放置在機房的承重梁上。


    2、UPS室項目現狀


    UPS室目前位于辦公樓6樓，設備未放置于承重梁上，且樓板未進行加固?，F需按照批審計局要求進行加固。


    3、樓板加固設計


    UPS室樓板加固應采用工形鋼作為工形梁嵌入設備兩側承重墻內分擔樓板承重。具體設計圖如下：


    4、UPS室承重施工方案


    (1)、UPS室樓板加固應嚴格按照以下幾個步驟：


    1.1 UPS設備搬移


    a. 所有接入UPS設備的用電器關機、斷電，將用電設備轉為市電供電。


    b. UPS設備關機、切斷供入UPS設備電源，按步驟拆除UPS設備并搬移。


    1.2 樓板加固


    a. 承重墻打孔。承重墻打孔應按照圖紙設計，現場測量尺寸進行打孔。工形梁嵌入孔應緊貼地面。


    b. 按圖紙將工形梁進行安裝并焊接。焊接完成后， 要按要求進行檢驗，外觀檢查焊縫尺寸，是否存在咬邊、焊瘤、表面氣孔、裂紋。


    1.3 加固部件表層處理


    加固部件表層應進行遮蓋處理。常見方法：

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    鋪設地板


    碳纖維處理


    其他美觀處理方法


    具體處理方法應根據實際情況進行選擇。


    1.4 UPS設備重新安裝


    樓板加固步驟完成后，將UPS設備搬移在加固層上面，并按照步驟進行UPS設備安裝、調試。


    5、部件選材


    工形梁選材應選擇鋼軌或18#B以上規(guī)格槽鋼。其他材料不做要求。

    七、電池及UPS主機承重加固案例分析


    1、電池及UPS主機承重力用戶要求


    現有電池，100CH，12V，40節(jié)電池，用鐵架將40節(jié)電池平均存放，每節(jié)電池約重25KG。UPS柜為KITOZER 80KVA型號，凈重約1噸要求進行配電整合。


    UPS及電池組硬件設備目前已有，需在新方案中包括運輸等情況進行整合。在電池機柜和UPS安裝位置，要做承重力分散處理，在方案設計時應根據現有的UPS品牌、功率等考慮電池機柜和區(qū)域的承重問題。


    2、電池及UPS主機承重力分散處理方法


    在線式ups電源的擺放應使機器的進/出風道距離墻壁不小于30公分，以利機器散熱。中、大型UPS長延時機型所配蓄電池，還需考慮樓層的承重壓強(國際標準：寫字樓每平方米不大于1000公斤，工業(yè)廠房不大于1400公斤)，如超標則需采取加大載重面積減少壓強的方式來加以解決，一般采用設置大面積鋼板或增加電池柜數量的方式。


    UPS蓄電池不要放在樓板中間(放在房中間位置會顯著增加樓板的撓度，即下彎厲害，會引起樓板開裂，長期荷載作用的話會有危險)，放角落處，挨著柱子和主梁，下面采用多個支點(支點位置盡量拉開)，不要整個壓著樓面，將均布荷轉化為局部荷。

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    八、電池及UPS主機承重加固案例分析


    1、機房地面承重加固總述


    如：地面承重加固系統(tǒng)采用國標120MM*50*5MM的槽鋼做為加固主材。槽鋼的主要承重部分是位于本機房內的主要承重梁及承重柱內的槽鋼。并在承重梁的槽鋼部分加承重支柱。地板的橫向支盤與承重槽鋼平衡。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


    對于地板的承重算法即是地面的承重算法：根據國標鋼材120*50*5MM的槽鋼承重數據得知：120*50*5MM的槽剛在每平方厘米的拆斷承重量為400千帕，換算公斤重量公式：每公斤=9.8牛頓(每牛頓=平方厘米*千帕)。每條槽鋼長度為6米。按公式得知，如果使6米槽鋼拆斷所需的重量至少為(600厘米*0.5厘米*400*9.8)=12.244噸。


    3、25樓機房的承重：


    25樓機房面積為117平方米，所用承重槽鋼98米。如果使6米的槽鋼拆斷的話需要12噸的重量。在本方案設計中，本機房共為117平方米，所用槽鋼98米，根據公式所得結果為98*(12/6)/117=1.68噸。故本方案設計承重量為1.68噸。


    4、二樓機房的承重：


    二樓UPS機房面積為18平方米，所用承重槽鋼18米。根據公式所得結果為18*(12/6)/18=2噸。故本方案二樓UPS房的承重為2噸。


    5、十樓機房的承重：


    十樓UPS機房面積為11平方米，所用承重槽鋼12米。根據公式所得結果為12*(12/6)/11=2.1噸。故本方案十樓UPS房的承重為2.1噸。

    九、機房承重加固補強的設計和施工，與新建工程不盡相同，主要有以下特點


    (一)設計、施工難度大、風險大


    機房結構的補強加固設計不同于新結構的設計條件。新結構設計時有較大的選擇范圍，諸如：結構形式、構件所用材料、截面尺寸、連接方式等，設計者可較靈活選用;新結構的設計有章可循，規(guī)范齊全，參考資料多，成熟的經驗也比較多，工作難度相對小。而結構加固補強工作往往會受到許多限制，如機房承重加固必須在原有結構上進行，構件的位置已確定，可利用空間有限，可參考的資料少，照搬設計規(guī)范不行、計算工作的準確性難掌握。而且機房承重加固補強工程往往在不停產或盡量少停產條件下施工：施工操作空間小等，因此機房承重加固補強工程比新結構在設計施工上，難度大而且風險也大。


    (二)計算起校核作用，構建和連接是關鍵


    機房承重加固補強設計包括原結構構件的驗算及加固設計計算。此時，要求考慮新舊結構強度、剛度、使用壽命的均衡，以及新舊結構共同作用。由于荷載的長期作用，不均勻沉降，溫度和收縮變形的作用，構件材料徐變、收縮、松弛量大，通常不能與原構件的承載能力。同時，由于構件后加部分與原構件的作用不同步，徐變、收縮、松弛量大，通常不能與原構件同時達到承載力的極限狀態(tài)。因此，加固后構件抗力計算亦難完全符合實際情況，所以機房承重加固工程補強計算值僅起校核參考作用。結構連接成了保證安全的重要措施，實踐工程中也證實了這一點。


    (三)經濟效益顯著


    雖然加固工程的費用比較高，但與整個結構、整棟房屋的投資相比，加固所用費用還是比較低的。單個構件加固補強后，房屋即可滿足功能要求，所以經濟效益十分顯著。例如，結構整體竣工，發(fā)現基礎反梁高度不夠，采取加固措施的費用約5萬元，而若折除重建，僅拆除費和渣土運輸費，就高于此數。如果把重建費用以及由于工期延長所造成的營業(yè)額減少加上，其損失就更大了。


    (四) 機房承重加固補強應向綜合化、正規(guī)化、標準化的方向發(fā)展


    加固撲強工程是針對具體情況而進行設計施工的，而將這項技術標職化較難，可向綜合化、正規(guī)化、標準化等方面努力，推廣加固補強技術。


    所謂綜合化是指通過各種有效的加固措施，形成新的混合型加間方法。如外包混泥土與外包鋼形成外包勁性混凝土;外包鋼與預應力法結合形成預加應力外包鋼加固方法;外包鋼與粘鋼結合形成濕式外包鋼加固方法等。

    十、其它承重加固方法及施工工

    (一)、主次梁采用粘鋼技術處理
    1、施工工序：


    (1)施工前須按施工圖定位放樣，將加固部位在現場上定出;


    (2)基層表面處理：將砼的粉刷層鑿除，以露出需補強的砼面，用鋼絲刷對裸露鋼筋進行除銹處理，對砼表面進行清理、打磨，使表面平整;


    (3)膨脹螺絲安裝固定：用沖擊電鉆鉆孔，安裝膨脹螺絲;


    (4)鋼板處理：將鋼板裁剪成需要粘貼的形狀，用鋼絲刷、砂布或平砂輪清理表面、打磨，直至出現光澤。打磨粗糙度越大越好，打磨紋路應與鋼板受力方向垂直;


    (5)粘貼鋼板：將結構膠A/B按比例混合均勻(A：B=2：1)，攪拌時應避免灰塵等雜物進入，容器內不得有抽污;將混合均勻的粘貼劑用抹刀涂抹到已處理好的鋼板表面，厚度1~3㎜，中間厚邊緣薄，然后將鋼板貼于預定位置。粘貼好鋼板后，用手錘沿粘貼面輕輕敲擊鋼板，如無空洞聲，表示已粘貼密實，否則應剝下鋼板，補膠，重新粘貼;鋼板粘貼好后，立即收緊膨脹螺絲，以便夾緊鋼板，以使膠液剛從鋼板邊縫擠出為度;粘膠固化，保持在20℃以上48小時可拆除支撐;


    (6)表面防護：在鋼板表面粉刷1~2㎜水泥砂漿，作表面掛鋼絲網抹平防護;


    (7)施工時應注意：配制粘貼劑用的原料應密封貯存，遠離火源，避免陽光直接照射;配制和使用場所必須保持通風良好;操作人員應穿工作服，戴防護口罩和手套;工作場所應配備各種必要的滅火器以備救護;施工中應保持操作現場的清潔，及時清除無用的膠粘劑。


    (二)、新增梁鋼筋處理方法


    A、主筋采用植筋法處理


    1、 植筋工序：


    (1)施工準備：在對植筋部位放線定位的基礎上，開鑿砼表面保護層，直至能分辨出原有鋼筋分布，并作標記，以保證一次鉆孔成功;


    (2)鉆孔：對植筋定位。根據設計要求，將需要植筋部位鋼筋的大致位置標注于原構件上。用沖擊電鉆鉆孔，鉆孔技術參數應符合設計要求或植筋規(guī)范，鉆孔時應避開原構件鋼筋以減少對原結構的損傷;


    (3)清孔：用鋼刷或硬質尼龍刷清刷孔壁，然后用壓縮氣將孔內灰塵吹出，如此反復三次清孔;


    (4)注膠：將混合好的植筋膠加入注射槍內，然后開始對錨固孔進行逐一注射。采用專用注射器注膠，注射器的注射管應伸入孔底開始注膠，邊注射邊提升。注膠量應以插入鋼筋后有少許溢出為準，一般為孔深的2/3;


    (5)插筋：將需植筋的鋼筋(長度一般不超過2米)的插入部分用鋼刷清刷干凈，將清刷干凈的鋼筋慢慢旋轉插入孔內，應一次插入，必要時用錘子敲擊進入。


    (6)固化：插入鋼筋后，應保持鋼筋靜止至植筋膠固化為止，在適當位置設置警示板，防止粘膠在固化前受到碰撞或移動。


    (7)植筋用的鋼筋必須選用螺紋鋼，并保證表面潔凈，無嚴重銹蝕、油漬、鋼筋應有足夠的長度以便于植筋、檢測及搭接;


    (8)在地下室、雨天等相似情況下植筋時，鉆孔、清孔、植筋應連續(xù)進行，并有相應措施保證孔壁干燥、清潔;


    (9)植筋完畢后，應保證植入的鋼筋在植筋膠固化前不受外力影響;


    (10)植筋完成48h后方可進行下一步鋼筋安裝;


    (11)施工中應保持操作現場的清潔，及時清除無用的膠粘劑。

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    (三)、裝修改造工程中樓板加固處理方法


    1、 連接工序：


    (1)鋼筋直螺紋接頭是鋼筋機械連接的一種連接方法，原理是將兩根待接鋼筋端部鐓粗加工成直螺紋，旋入帶有直螺紋的套筒中，從而將兩端的鋼筋連接起來;


    (2)直螺紋接頭連接套筒的材料一般為低合金鋼，優(yōu)質碳素結構鋼。連接套筒的設計抗拉承載力標準值應不少于被連接鋼筋相應值的1.2倍，套筒長為鋼筋直徑的2倍;


    (3)施工中要注意對切割下料、液壓鐓粗和螺紋加工的外觀檢查驗收工作;


    (4)擰好后的鋼筋接頭要用油漆作標記，以防漏擰;普通接頭外露的完整絲牙數控制在3牙內;


    (5)為避免運輸過程中損壞鋼筋連接部件，套筒和鋼筋頭分別用塑料螺紋頭保護套和套筒內螺紋保護蓋加以保護;


    (6)接頭的檢驗：同一施工條件下，同等級、同形式、同規(guī)格接頭以500個作為一驗收批進行單向拉伸檢驗與驗收，不足500個仍為一個驗收批。對每個驗收批，在現場進行隨機抽取3個試件(連接后長600㎜)作軸向拉伸試驗要求。若有一個強度不符合要求，應再取6個試件進行復檢，復檢中仍有一個不符合，則作該驗收批為不合格處理。


    (四)、樓板加固處理方法


    由于房間改變用途，樓板的使用荷載增加，特別是荷載較大的檔案室、機房、庫房，樓板下面要進行吊頂，上面要鋪木地板或地面磚，對樓板的剛度有較高的要求。如設計施工不當，樓板剛度不夠，不僅樓上使用時對樓下發(fā)生干擾，嚴重的將出現吊頂開裂，地面磚與砼樓板脫離。為滿足樓板的使用要求，提高樓板的承載力、剛度和抗裂性，就要對樓板進行加固處理。


    1、板下加固法


    (1)在板下沿四角設置型鋼


    采用在板下沿四角設置型鋼的加固方案，可變四邊支承為八邊支承，能較大地提高板的承載力，所用型鋼短，跨度小，型鋼截面尺寸及每個支點的受力也較小，對墻體局部受壓有利。


    (2)在板下沿長跨方向設置型鋼


    在板下四角設置型鋼，支點落在門洞的可能性較大，對支點將增加驗算和加固的麻煩。此時，可采用僅沿長跨方向設置型鋼的加固方案，使主要受力方向的板跨減少，也能較大地提高板承受荷載的能力，但所用型鋼長，跨度大，型鋼截面尺寸及每個支點的受力也較大，對墻體局部受壓不利。


    (3)在板下沿短跨方向設置型鋼


    當沿長跨方向設置型鋼，如支點落在門洞上時，可采用沿短跨方向設置承重型鋼。此時為減少板主要受力的跨度，沿長邊方向仍可設置次型鋼，并讓它支承在短跨方向的主型鋼上。 　　以上加固方案中，可將型鋼直接支承在墻上，并按計算或構造設置墊塊。不論采用哪種加固方案，均應采用設臨時支點頂緊的方法，使型鋼與樓板緊密接觸。臨時支點應待墊塊砼強度達到設計要求后方可拆除。


    2、板上加固法


    在既有建筑物，或在建建筑物當樓面吊頂等裝飾已完成時，宜在板上進行加固。此時，如地面已裝修，需將木地板或地面磚拆除，采用在板面上澆砼迭合層的方案進行加固。迭合層宜采用40㎜厚的細石砼骨料，最大粒徑不宜大于20㎜，強度等級應比原樓板砼強度高一個等級。支座負筋按疊合板計算或構造要求確定，其中的一半在整個現澆層內配置，且不小于φ6@250的鋼筋網;另一半可在離墻邊1/4短跨處截斷。為使細石砼現澆層與原砼樓板共同工作。在澆砼之前，除要求原砼板面鑿毛外，宜沿板的四周邊緣板帶范圍內，設置不小于φ6雙向間距為500㎜的膨脹螺絲，并與鋼筋網焊牢。砼應連續(xù)澆搗密實，不留施工縫。初凝后，及時覆蓋草袋，澆水養(yǎng)護，保持濕潤。待砼強度達到設計要求時，方可投入使用。


    3、“夾板”加固法


    (1)砼樓板的“夾板”加固法，就是采取“上下夾攻”，綜合治理的思路而開發(fā)出來的。在標的樓板的板面上按要求澆筑一層新的鋼網細石砼，通過貫穿舊砼板的“吊筋”把板底的新加鋼筋網拉緊，然后以“植皮法”澆制(噴射)一層板下新砼或砂漿，形成上下“夾板”來加固補強舊砼板。


    (2)施工工序：鏟除舊板面批蕩→鑿毛舊板面→清洗舊板面→在舊板面掃一層新鮮石灰水(或水泥漿)→按定位在舊砼板鉆孔→扎鋼筋網→栓舊板孔“吊筋”→“吊筋”孔周灌水泥砂漿→澆筑板面細石砼→清鏟板底剝落砼浮層→刷凈板底鋼筋浮層→綁扎和焊接板底鋼筋→彎起“吊筋”與板底新筋焊緊→在板底噴射細石砼或環(huán)氧砂漿→隨手用磨板壓平砂漿層。

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