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1、机房承重评估,前 言 随着移动通信的发展，需要建设大量的移动基站，目前城区移动基站基本采用租用的方式，租用房的设计活荷载标准值，能否满足移动基站设备的安装，由此产生的租用房的安全性和可靠性，成为工程建设者十分关心的问题。,移动基站的现状,1、新建的移动通信基站专用机房；,2、租用民用房屋（住宅、办工楼、宾馆、厂房、仓库等）改造的基站机房；,3、在现有建筑物屋面搭建的简易机房。,移动基站机房承重评估的范围,1、主要针对第2类机房；,租用机房的原楼面设计活荷载标准值一般较低，比通信类房屋的标准要低很多。,根据国家对建筑工程质量的规范GB50010-2002中的强制性条文“未经技术鉴定或设计许可、不
2、得改变结构的用途和使用环境”的规定。,确保建筑结构的安全使用。,相关文件,建筑工程质量管理条例 第十五条 涉及建筑主体和承重结构变动的装修工程，建设单位应当在施工前委托原设计单位或者具有相应资质等级的设计单位提出设计方案；没有设计方案的，不得施工。房屋建筑使用者在装修过程中，不得擅自变动房屋建筑主体和承重结构。,杭州市城镇住宅装修管理办法 变动建筑主体、承重结构，或超过设计标准规范增加荷载的，应提交原设计单位或者具有相应资质等级设计单位的设计加固方案、设计单位资质证书复印件，同时设计加固方案必须注意以下五个事项：（1）必须加盖发图负责人章、结构工程师章以及设计单位出图专用章；（2）厨房、卫生间
3、墙体变动后必须注明“做好防水处理”字样，或提出具体处理措施；（3）新增墙体必须采用轻质材料；（4）凡变动墙体的，设计说明必须注明墙体拆除方式；（5）墙体变动后无须加固的，必须明确注明“无须加固”等字样。,相关文件,建筑工程勘察设计管理条例 第二十八条 建设单位、施工单位、监理单位不得修改建设工程勘察、设计文件；确需修改建设工程勘察、设计文件的，应当由原建设工程勘察、设计单位修改。经原建设工程勘察、设计单位书面同意，建设单位也可以委托其他具有相应资质的建设工程勘察、设计单位修改。修改单位对修改的勘察、设计文件承担相应责任。建设工程勘察、设计文件内容需作重大修改的，建设单位应当报经原审批机关批准后
4、，方可修改。,相关文件,浙江省建设厅文件，建设发2001143号关于进一步加强勘察设计质量管理的通知中的规定：勘察设计单位应严格按照单位资质等级和业务范围承揽勘察设计业务，不得参加违法工程、“三无”工程的咨询、鉴定、加固等勘察设计服务工作。,承重评估应达到的目的,对基站机房现有使用状况进行评估，查找安全隐患，完成机房可靠性评价，必要时提出加固改造方案。,优化设计方案，指导工程建设工作。,承重评估的工作范围,以基站机房所处区域的楼板结构可靠性评估为主，而并不包括机房结构的抗震鉴定和房屋整体结构安全鉴定。,承重评估的工作流程,现场查勘,结构现状调查,结构形式，楼板做法，有无裂缝、变形过大现象等现象
5、。如楼板有局部裂缝存在，应进行原因分析，必要时应委托有资质的鉴定机构进行质量鉴定。,机房荷载调查,楼地面做法，设备尺寸、重量及分布,现场测绘,-（1）,-（2）,计算简图,以钢筋混凝土楼板的正截面受弯承载力分析为例：,楼板的承载力，主要取决于以下几个因素：,楼板厚度,楼板中钢筋的保护层厚度,楼板中混凝土的强度,楼板中钢筋的强度,楼板中钢筋的面积,结构信息的调查,原有建筑的使用功能,建筑物的建造年代,分析验算（详见“分析验算方法”一章）,根据实际设备布置计算其对所在房屋的影响（荷载效应计算）,初步结论,根据计算结果进行初步评定。,方案优化与改造（详见“改造、加固方案”一章）,对可靠性不符合要求的
6、机房提出调整加固方案,最终评估结论,根据计算结果，给出评定结论及建议,分析验算的方法（对比法）,等效均布荷载计算,移动基站设备引起的局部荷载，可以用等效均布活荷载来代替，以利于结构分析。,等效均布荷载确定的原则。,二个力学概念,剪切破坏,弯矩：,剪力：,等效均布荷载确定,qd=qe+qcqd楼面等效均布活荷载（KN/m2）qe集中（或局部）荷载作用下的等效均布活荷载（KN/m2）qc无设备区操作均布活荷载（考虑人和小型维修工具的重量），一般取0.5KN/m2（KN/m2）,楼面(板、次梁及主梁)的等效均布活荷载（qe），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
7、求来确定。在一般情况下，可仅按内力的等值来确定。,单向板上局部荷载(包括集中荷载)的等效均布活荷载qe，可按下式计算：,式中:L板的跨度b板上荷载的有效分布宽度Mmax简支单向板的绝对最大弯矩，按设备的布置确定,qe的确定原则：,b（有效分布宽度）的计算：,b（有效分布宽度）的计算：,b（有效分布宽度）的计算：,b（有效分布宽度）的计算：,例题1:,计算简图,例题2:,例题3:,例题4:,b=1.8m,预制板楼面应注意的事项:,1）设备排列方向宜与板跨方向垂直。,2）由于预制板的整体性差，不能将荷载扩散到相邻的预制板上，应根据实际情况对单块板进行验算。,3）等效宽度不能按前面现浇板的计算方法计
8、算。,例题5:(条件同例题1)仅楼板采用预制板,b=1m(现浇板时为2.15m）,(而现浇板时为2.2KN/m2),双向板的等效均布活荷载,1）3LxLy 单向板,2）2LxLy 3Lx 受力接近单向板,3）Ly 2Lx 典型的双向板,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（采用有限元计算），或简化为单向板来计算。由于双向板使设备荷载由两个方向的板来共同负担，故Mmax值小于单向板的Mmax值，而仍按单向板来计算等效均布活荷载，偏于安全。,算例：,有限元分析结果,单位均布荷载作用下的弯矩：跨中:水平竖向 0.5 0.7按水平向等效：qe=1.01/0.
9、5=2.02KN/m2按竖向等效：qe=1.59/0.7=2.27KN/m2 取qe=2.27KN/m2该双向板的等效均布活荷载 qd=qe+qc=2.27+0.5=2.77KN/m2,将等效均布荷载与其他均布荷载（如楼板自重、地面装修荷载、板底粉刷荷载）进行组合后，计算在楼板中产生的内力A。,根据房屋的建设年代、原有使用功能，查相应的建筑结构荷载规范，得到原有建筑的楼面均布活荷载标准值。,将楼面均布活荷载标准值与其他均布荷载（如楼板自重、地面装修荷载、板底粉刷荷载）进行组合后，计算在楼板中产生的内力B。,将内力A与内力B进行比较，根据比较结果确定移动机房的可靠性等级。,当然，采用该方法时有一
10、个必备的条件，就是原有房屋质量应有保证，原有房屋的施工质量应符合施工、验收规范的要求，应符合原设计要求。,承重评估的依据,标准：民用建筑可靠性鉴定标准GB50292-1999,根据民用建筑可靠性鉴定标准建筑的安全性和正常使用性的鉴定评级，应按构件、子单元和鉴定单元各分三个层次。每个层次分为四个安全性等级和三个使用性等级。,构件等级,子单元等级,鉴定单元等级,各层次可靠性鉴定评级，应以该层次安全性和正常使用性的评定结果为依据综合确定。每一层次的可靠性等级分为四级。,混凝土结构构件的安全性鉴定，应按承载能力、构造以及不适于继续承载的位移（或变形）和裂缝等四个检查项目，分别评定每一受检构件的等级，并
11、取其中最低一级作为该构件安全性等级。,混凝土结构构件的正常使用性鉴定，应按位移和裂缝等两个检查项目，分别评定每一受检构件的等级，并取其中较低一级作为该构件使用等级。,安全性鉴定分级标准（GB50292-1999）,使用性鉴定分级标准（GB50292-1999）,混凝土结构构件承载能力等级的评定（GB50292-1999）,评估结论和建议,对于可靠性评定等级为a级的基站，如果机房内还有扩容空间，给出可扩容设备的位置、尺寸、重量限制值。,对于可靠性评定等级为b级的基站，其设备布置应维持现状。,对于可靠性评定等级为c级的基站，应按调整、改造方案进行处理，进行处理后方可符合标准要求。,对于可靠性评定等
12、级为d级的基站，应立即按调整、改造方案进行处理，或停站移建。,改造、加固方案,调整设备布置,根据等效荷载的计算原理，以及楼板以弯曲破坏为主的受力特点，在设备布置时，应将设备尽可能靠近楼板的受力支承边放置。,算例介绍,2）蓄电池组贴另一楼板支承边并尽可能靠近角部放置。,1）主设备距楼板支承边800400mm布置。,注：按恒载标准值3.5KN/m2，原有活载标准值1.5KN/m2计算。,=4800,=3900,有蓄电池,15：800400mm,1.5KN/m2时:Mx=4.284 My=5.88,2KN/m2时:Mx=4.76 My=6.534,无蓄电池,15：800400mm,1.5KN/m2时
13、:Mx=4.284 My=5.88,2KN/m2时:Mx=4.76 My=6.534,将较重的设备，在其下布置型钢，将其荷载直接传递到承重墙、梁上，减轻楼面等效均布荷载。,在楼板下表面粘贴碳纤维进行加固。,如果基站条件允许，对现浇楼板可采用在楼板下表面粘贴碳纤维的加固方法，该方法粘贴的片材薄、轻，几乎不增加重量，对原有建筑的影响小，加固时不影响机房内的设备正常运行，是该方案的最大优点。由于该加固施工的专业性要求高，应由有经验的专业加固公司负责施工。,碳纤维布一般每卷长100m，宽度有0.3、0.6、1.2m等，施工时可以很容易裁剪成任意的宽度和长度。,碳纤维布的规格有很多种，一般常用的有：,重
14、量200g/m2 厚度为0.111mm重量300g/m2 厚度为0.167mm,碳纤维的施工进度快，与粘钢补强加固相比，工作效率可提高45倍。,碳纤维片材加固混凝土结构技术规程CECS146：2003,混凝土结构加固设计规范GB503672006,机房承重改造、优化的案例,机房查勘细则介绍,1、查勘细则2、查勘照片3、裂缝的分析,楼板的局部承压和抗冲切承载力,1、楼板的局部承压承载力,如果楼板厚度为100mm，混凝土强度等级为C20，局部受压面积为5050mm，则楼板的局部承压承载力为,楼板的局部承压和抗冲切承载力,2、楼板的抗冲切承载力,如果楼板厚度为100mm，混凝土强度等级为C20，局部
15、落地面积为5050mm，则楼板的抗冲切承载力为,为何实际工作中的基站承重评估虽然不合格却没有出现安全问题？,我国的结构设计体系中，采用了“失效概率”和“可靠度”的概念，荷载超过了设计标准，意味这“失效概率”的提高，“可靠度”的降低。并非意味着马上出现安全问题等“失效”的情况。,荷载效应S随机性,计算简图与实际结构有差异,可变荷载随时间、地点变化,弹性内力分析方法与实际结构的非弹性性质之间存在一定的差异。,抗力R随机性,施工误差（尺寸偏差、钢筋位置偏差）,材料强度的离散性,施工质量的局部缺陷。,R结构抗力,S荷载效应,:可靠度指标Ps：可靠概率Pf：失效概率,标准：PfPf,租用机房的选择与设备布置注意事项,租用机房的建筑结构应无裂缝、变形过大等结构缺陷。楼板应尽量选用现浇楼板。,租用的房屋最好能进入下一层，便于加固。,尽量选用2003年以后竣工的房屋。,设备布置不宜过密，对预制楼板设备应垂直于板跨布置，避免设备布置在一块板上。,设备应避免布置在楼板的中央，尽量靠近楼板支承边布置。,蓄电池和机柜等较重设备应尽量布置在梁、柱、承重墙位置。,谢 谢！,
