设备安装抗震加固螺栓的计算及选择

1设备安装抗震加固螺栓的计算与选择一、计算与选择的步骤及要点：1计算安装在建筑物楼面上通信设备的水平地震作用；一般我们无法得到建筑物自振周期与通信设备自振周期，当缺乏上述参数时，水平地震作用按公式（1）计算：水平地震作用计算公式：GaHhkFH××+××=max1)21(5.1（1）其中：k1表示设备的重要度系数，h表示设备所在楼面的地上高度，（mm）H表示建筑物地上总高度，（mm）maxα表示相应于建造物基本自振周期的最大水平地震影响系数，G表示设备的重力荷载，（N）2计算设备顶部与上梁锚固螺栓的轴向力，当每个连连构件采用一个锚固螺栓时，与上梁锚固螺栓的轴向力按公式（2）计算。eGHEhhmhFN×××=γ（2）其中：N表示加固螺栓轴心力(N)；hG表示设备重心高度(mm)；he表示设备总高度(mm)；M表示连结螺栓的数量，一般为2个；Ehγ表示地震作用分项系数，取1.3。3根据上述计算结果、对照GB/T3098.1-2000《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》的保证荷载表，选择适当等级的螺栓规格。4计算设备对地面加固的地脚螺栓的剪刀，按公式(3)计算。eGeHEhVhnhhFN×−××=)(γ(3)其中：VN表示锚固螺的剪力(N)；hG表示设备重心高度(mm)；2he表示设备总高度(mm)；n表示锚固螺栓的数量，一般为4个；Ehγ表示地震作用分项系数，取1.3。5根据上述计算结果、对照厂家提供的金属膨胀螺栓抗剪刀表，选择适当规格的金属膨胀螺栓。二计算举例：1以机架高度为2200mm，重心高度为1100mm；2设备(满容配置、含机架上部电缆及电缆架的重量)重量为300kg(2940N)和800kg(7840N)两种设备为例。3安装环境以抗震设防列度为9度的地区，设备安装在机楼的最顶层(假设为最恶劣环境)，设备的重要度按省中心机(最重要等级)考虑。下面以上述举例进行抗震加固螺栓的计算与选择：A、计算安装在建筑物楼面上的通信设备其抗震设计的水平地震作用HF（N）：(这是加固螺栓的计算与选择的重要参数GaHhkFH××+××=max1)21(5.1其中：k1：表示设备的重要度系数，按省级中心及以上考虑，取1.1；Hh：h表示设备所在楼面的地上高度、H表示建筑物地上总高度，假设设备安装在最恶劣环境、即机楼的顶层，即是Hh值近似等于1；maxα表示相应于建造物基本自振周期的最大水平地震影响系数，按列度为9度考虑，为0.32；G表示设备的重力荷载，按举例选定为为300kg(2940N)和800kg(7840N)两种设备为例。4657294032.0)21(1.15.1)21(5.1max1300=××+××=××+××=GaHhkFH(N)312419784032.0)21(1.15.1)21(5.1max1800=××+××=××+××=GaHhkFH(N)B、设备顶部加固螺栓的计算与选择：设备机面顶部左右两处、每处采取一个螺栓与列架上梁加固。按下式计算加固螺栓轴心力(N)：eGHEhhmhFN×××=γ其中：N表示加固螺栓轴心力(N)；hG表示设备重心高度(mm)，为1100mm；he表示设备总高度(mm)，为2200mm；M表示连结螺栓的数量，为2；Ehγ表示地震作用分项系数，取1.3。151422002110046573.1300=×××=×××=eGHEhhmhFNγ(N)4036220021100124193.1800=×××=×××=eGHEhhmhFNγ(N)根据GB/T3098.1-2000《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》相关的表8：3.6级M8粗牙螺栓的保证荷载为6590(N)，因此，选用普通的3.6级及以上的M8×25mm粗牙螺纹的螺栓都可以满足需求。C、设备底部加固的地脚螺栓的计算与选择：设备底部采取四个金属膨胀螺栓与地面加固，即n=4。设备对地面加固的地脚螺栓的剪刀按下式计算：75722004)11002200(46573.1)(300=×−××=×−××=eGeHEhhnhhFNγ(N)201822004)11002200(124193.1)(800=×−××=×−××=eGeHEhhnhhFNγ(N)根据厂家提供的金属膨胀螺栓抗剪刀(下表)，M8金属膨胀螺栓抗剪刀为3240(N)，800kg重的设备对地面加固的地脚螺栓的剪刀也只有2018N/个，选用M8mm×100mm及以上规格的金属膨胀螺栓可满足传输设备抗震加固需求。4如果设备对地面加固的地脚螺栓只有两个，每个螺栓所受的剪力将增加一倍、即4036(N)，那么必须选用M10mm地脚螺栓。螺纹规格长度公称长度L胀管尺寸安装尺寸a钻孔尺寸被连接件允许静载荷db(常用规格)直径D长度L1(参考)直径深度最大厚度L2抗拉力抗剪力（mm）(N)M63565,75,851035310.540L-50/-23501770M84080,90,1001245312.550L-62/-43103240M105095,110,1251455314.560L-75/L-8368605100M1252110,130,150186541975L-90/L-100101007260M1670150,1752290423100L-122/L-1351902014120