CN104818872A - 一种抗震组合搭建型通信支撑架结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗震组合搭建型通信支撑架结构，包括机柜底座和通信支撑架，通信支撑架与机柜底座分体组合搭建连接成纵向抗震体系，机柜底座上设置有斜向抗震结构，通信支撑架是由若干单榀通信支撑架通过抗震连接件组合成多榀通信支撑架而形成的横向抗震体系，横向抗震体系、纵向抗震体系和斜向抗震结构有效连接成由通信支撑架结构约束的具有大倾覆点作用距离的整体抗震单元。该通信支撑架结构，通过设置特殊的机柜底座和单榀通信支撑架结构，使得水平地震力作用下，倾覆点作用的距离大大增大，从而可以使得采用通信支撑架结构约束的整体单元具有较大的倾覆点作用距离，既减少了对楼板的破坏，提高了抗震能力，又解决了现有设计中的矛盾。

Description

一种抗震组合搭建型通信支撑架结构

技术领域

本发明涉及通信设施技术领域，尤其是涉及一种抗震组合搭建型通信支撑架结构。

背景技术

传统机房建设搭建的内部系统主要采用机柜设置在地板上部，走线架吊挂在天花板底部的方式，该种方式在低烈度地区建设时可以满足建设要求，但对于高烈度抗震地区，将机柜直接摆放于静电地板上部的方式存在风险，当地震力作用于机柜时，机柜在水平地震力的作用下容易发生倾覆造成通信设备破坏，从而导致通信网络中断发生事故。因而在高烈度地区建设的机柜有必要穿过静电地板，将机柜的抗倾覆受力承载体直接与楼板进行连接。根据实际建设经验，通常云计算机房采用的大型通信机柜尺寸约为600mm×1200mm，地板高度通常为1000mm，机柜高度为2400mm，通过计算楼面带来的地震力响应分析可知，在单个机柜下部设置单个机墩时，如果满足机柜的抗倾覆要求，机柜底部需要与楼面采用多个化学锚栓连接。通常由于空调末端设置等原因，在机房内部楼板上需要控制化学锚栓的数量，如何减少化学锚栓数量成为机墩设计的重点。

在云计算大型机房建设中，通常会采用板底保温板，此时走线架吊挂在楼板底部的方案受到板底保温板的限制导致不能按照传统建设方案直接在板底设置走线架吊杆，此时可采用综合支架的设计方法进行解决，详见一种可调型综合支架（CN204099722 U）。但对于需要在通信机柜上部挂置设备的情况来说，需要采用通信支撑架结构搭建框架挂置通信机柜上部设备。如果此类通信机柜的走线架重量比较大时仍应采用一种可调型综合支架，但对于比较轻便的走线架（通常不大于100kg）来说，可采用搭建的通信支撑架结构统一支撑。考虑上部的全部支撑体后，通信支撑架结构将承担吊挂通信设备，轻便走线架以及冷通道封闭版等重量。该种建设方式在低烈度地区通常只需要考虑竖向承载力，而在高烈度地区，楼板传递的地震力带来的水平作用将使的通信支撑架结构承受巨大的水平推力。由于通信支撑架结构承担的吊挂通信设备，轻便走线架以及冷通道封闭版等重量均位于通信支撑架结顶部，形成不利的抗震体系类型。将水平地震力传递到楼板的结构只有通信支撑架立柱，通信支撑架顶部到楼板面高度约3800mm，通过有限元分析计算可知，立柱的长度直接影响到立柱的尺寸选择，当立柱直接作用在楼板面时，立柱与楼板面的连接通常采用4个化学锚栓，此类连接方案经过简化可认为连接点为铰接体系，通过计算发现3800mm的立柱高度需要的立柱尺寸约为100mm×100mm×5mm的方钢管。在通信机房内部机柜的排列中，通过需要将排列做到最优化设计，需要排列最多的机柜数量，对于立柱有着严格的控制，建设尺寸应该不大于60mm×60mm，因而在立柱尺寸选择上存在矛盾。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的通信机房内部机柜数量与立柱尺寸选择存在矛盾，不能实现纵向、横向整体抗震体系的问题，而提供一种能够即保证机柜设置数量，又能够保证立柱设计尺寸，实现纵向、横向整体抗震体系的抗震组合搭建型通信支撑结构。

本发明实现其技术目的所采用的技术方案是：一种抗震组合搭建型通信支撑架结构，包括机柜底座和通信支撑架，所述的通信支撑架与机柜底座分体组合搭建连接成纵向抗震体系，所述的机柜底座上设置有斜向抗震结构，所述的通信支撑架是由若干单榀通信支撑架通过抗震连接件组合成多榀通信支撑架而形成的横向抗震体系，横向抗震体系、纵向抗震体系和斜向抗震结构有效连接成由通信支撑架结构约束的具有大倾覆点作用距离的整体抗震单元。该抗震组合搭型通信支撑架结构，通过设置特殊的机柜底座和由若干单榀通信支撑架组合而成的通信支撑架，而通信支撑架与机柜底座组合搭建形式，通过拆分，可得到小区域的构件方便运输和现场搬运。局部构件到达机房指定区域后可以通过抗震连接件等构件连接成为整体。将多榀通信支撑架与多个机柜底座进行连接，形成纵向的整体结构，从而在纵向上形成有效的纵向抗震体系，而同时，在机柜底座上设置有斜向抗震结构，可以有效提高机柜底座侧向抗地震能力，与封闭的通信支撑架结构共同组成地板下部侧向抗地震力体系。横向通过单榀通信支撑架对冷通道两侧的机柜底座进行整体性设计，从而在横向上形成有效的横向抗震体系。通过横向与纵向的有效连接，使得水平地震力作用下，倾覆点作用的距离大大增大，从而可以使得采用该通信支撑架结构约束的整体单元具有较大的倾覆点作用距离，使整体单元与楼板连接的化学锚栓数量大大降低，从而减少了对楼板的破坏，有效提高了整体抗震能力。

作为优选，所述的单榀通信支撑架包括连接底架、立柱和顶部架，所述的连接底架设置在静电地板下方与机柜底座刚性连接，所述的立柱下端与楼板和连接底架连接，立柱上端与顶部架连接，所述的顶部架与横梁通过抗震连接件连接。单榀通信支撑架包括连接底架、立柱和顶部架，将若干单榀通信支撑架通过抗震连接件连接成多榀通信支撑架，将多榀通信支撑架结构与多个机柜底座进行连接后，整体单元在静电地板下部可以形成稳定约束的整体，从而静电地板下部形成一个刚体，对上部通信支撑架结构可形成有效的固定端约束。

作为优选，每个单榀通信支撑架的纵向剖面呈工字型结构，所述的连接底架为封闭的方框型框架体系，所述的连接底架包括纵向连接架、水平连接架和内部连接架，所述的水平连接架与纵向连接架固定连接，所述的内部连接架与纵向连接架连接并为空调供回水管提供支撑，所述的顶部架的下方设置有吊挂通信设备的挂置结构，所述的挂置结构通过钢梁形成环形封闭结构，所述的顶部架的上部设置有走线架。单榀通信支撑架设计为上述结构，使单榀通信支撑架顶部通过抗震连接件与横梁进行连接，形成多榀通信支撑架结构，顶部架的下部可以用来挂置吊挂类型的通信设备，顶部架的上部可以用来放置走线架，抗震连接件可有效降低连接处的应力集中，将控制钢材型号控制到要求范围内。而连接底架设置为封闭的方框型框架体系，不仅可以为空调供回水管提供支撑，还可以使得通信支撑架结构形成封闭的框架体系，有助于提高抗震承载力。

作为优选，所述的立柱下端与楼板通过化学锚栓连接，所述的连接底架与机柜底座通过抗剪切连接件刚性连接。立柱下端与档板通过较少的化学锚栓连接，既实现了刚性连接又减少了对楼板的破坏，最大限度的增强了抗震能力，而连接底架与机柜底座则通过抗剪切连接件连接，抗剪切连接件能够有效防止地震产生时的水平剪切力的产生，增强抗震能力。

作为优选，所述的抗剪切连接件包括紧固件、抗剪切件和衬件，所述的衬件分别设置在连接底架和机柜底座上，所述的衬件上设置有连接孔和变形孔，所述的连接底架和机柜底座上分别为有安装孔，所述的抗剪切件为弹性构件，所述的抗剪切件设置在安装孔内部并对应变形孔设置，所述的紧固件穿过抗剪切件的中心上下连接衬件、连接底架和机柜底座。抗剪切连接件设置为上述结构，可以使得通信支撑架和机柜底座在地震发生时，通过对抗剪切件的挤压变形，使抗剪切件变形到变形孔内部，使通信支撑架和机柜底座连接处产生一定量的相对位移，从而消除在水平方向剪切力，提高抗震能力。

作为优选，所述的抗震连接件包括四体连接件、三体连接件和两体连接件。抗震连接件概括连接位置的不同，而设置为四体连接件、三体连接件和两体连接件，通过抗震连接件从上方插接连接并固定，可有效降低连接处的应力集中。

作为优选，机柜底座呈方框型结构，机框底座包括水平钢板、L型支架和横向底架，所述的水平钢板设置在L型支架上，所述的横向底架水平设置在L型支架的内部并与L型支架内侧固定连接，所述的斜向抗震结构为多组斜向设置的斜向连接件，所述的斜向连接件的下端与横向底架与L型支架固定连接并与横向底架呈倾斜设置，所述的斜向构件的上端与水平钢板连接。机柜底座设置为上述结构，与通信支撑架底部形成封闭的框架体系，有助于提高抗震承载力，机柜底座通过设置斜向构件可以有效提高机柜底座侧向抗地震能力，与封闭的通信支撑架结构共同组成地板下部侧向抗地震力体系。

作为优选，所述的斜向连接件的下端与横向底架呈30度至45度倾斜角设置，所述的斜向抗震结构与单榀通信支撑架的连接底架组成地板下部侧向抗震体系。斜向连接件的上述结构是为了有效提高抗震承载力。

作为优选，立柱的尺寸规格小于等于60mm×60mm。通过该设计方案设计的通信支撑架结构，使得计算出的立柱尺寸可以控制到要求的不大于60mm×60mm的范围，有效解决了现有技术中的设计矛盾。

本发明的有益效果是：该抗震组合搭建型通信支撑架结构，通过设置特殊的机柜底座和单榀通信支撑架结构，采用抗剪切连接件将多榀通信支撑架结构与多个机柜底座进行连接，形成纵向的整体抗震体系，横向通过单榀通信支撑架对冷通道两侧的机柜底座进行整体性设计，从而在横向上形成有效的横向抗震体系。通过横向与纵向的有效连接，使得水平地震力作用下，倾覆点作用的距离大大增大，从而可以使得采用通信支撑架结构约束的整体单元具有较大的倾覆点作用距离，使整体单元与楼板连接的化学锚栓数量大大降低，使得的立柱尺寸可以控制到要求的不大于60mm×60mm，既减少了对楼板的破坏，提高了抗震能力，又解决了现有设计中的矛盾。

附图说明

图1是本发明抗震组合搭建型通信支撑架结构的顶面结构示意图；

图2是本发明抗震组合搭建型通信支撑架结构的地板面结构示意图；

图3是本发明中多榀通信支撑架底部与机柜底座的连接结构示意图；

图4是本发明中单榀通信支撑架的纵剖图；

图5是本发明中多榀通信支撑架的顶部连接示意图；

图6是图5中抗震连接件的一种结构示意图；

图7是图6中的A-A剖视图；

图8是图5中抗震连接件的另一种结构示意图；

图9是图8中的B-B剖视图；

图10是图5中抗震连接件的第三种结构示意图；

图11是本发明中机柜底座的一种结构示意图；

图12是图11中的C-C剖视图；

图13是图11中的D-D剖视图；

图14是本发明中抗剪切连接件的一种结构示意图；

图中：1、机柜底座，2、通信支撑架，3、斜向抗震结构，4、单榀通信支撑架，5、抗震连接件，6、多榀通信支撑架，7、连接底架，8、立柱，9、顶部架，10、横梁，11、纵向连接架，12、水平连接架，13、内部连接架，14、挂置结构，15、走线架，16、抗剪切连接件，17、紧固件，18、抗剪切件，19、衬件，20、连接孔，21、变形孔，22、安装孔，23、四体连接件，24、三体连接件，25、两体连接件，26、水平钢板，27、L型支架，28、横向底架，29、静电地板，30、楼板。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。

实施例1：

在图1、图2所示的实施例中，一种抗震组合搭建型通信支撑架结构，包括机柜底座1和通信支撑架2，通信支撑架2与机柜底座1分体组合搭建连接成纵向抗震体系，机柜底座1上设置有斜向抗震结构3（见图11），通信支撑架2是由若干单榀通信支撑架4通过抗震连接件5组合成多榀通信支撑架6而形成的横向抗震体系，横向抗震体系、纵向抗震体系和斜向抗震结构有效连接成由通信支撑架结构约束的具有大倾覆点作用距离的整体抗震单元。

单榀通信支撑架4包括连接底架7、立柱8和顶部架9，连接底架7设置在静电地板29下方与机柜底座1刚性连接（见图4），立柱8的尺寸规格小于等于60mm×60mm，立柱8下端与楼板30和连接底架7连接，立柱8上端与顶部架9连接，顶部架9与横梁10通过抗震连接件5连接。

每个单榀通信支撑架4的纵向剖面呈工字型结构，连接底架7为封闭的方框型框架体系，连接底架7包括纵向连接架11、水平连接架12和内部连接架13，水平连接架12与纵向连接架11固定连接，内部连接架13与纵向连接架11连接并为空调供回水管提供支撑，顶部架9的下方设置有吊挂通信设备的挂置结构14，挂置结构14通过钢梁形成环形封闭结构，顶部架9的上部设置有走线架15。

立柱8下端与楼板通过化学锚栓连接，连接底架7与机柜底座1通过抗剪切连接件16刚性连接。

抗剪切连接件16包括紧固件17、抗剪切件18和衬件19，衬件19分别设置在连接底架7和机柜底座1上，衬件19上设置有连接孔20和变形孔21，连接底架7和机柜底座1上分别为有安装孔22，抗剪切件18为弹性构件，抗剪切件18设置在安装孔22内部并对应变形孔21设置，紧固件17穿过抗剪切件18的中心上下连接衬件19、连接底架7和机柜底座1（见图14）。

抗震连接件5包括四体连接件23、三体连接件24和两体连接件25（见图6、7、8、9、10），抗震连接件5将单榀通信支撑架4与横梁10连接形成多榀通信支撑架6（见图5）。

机柜底座1呈方框型结构，机框底座1包括水平钢板26、L型支架27和横向底架28（见图13），水平钢板26设置在L型支架27上，横向底架28水平设置在L型支架27的内部并与L型支架27内侧固定连接，斜向抗震结构3为多组斜向设置的斜向连接件，斜向连接件的下端与横向底架28与L型支架27固定连接并与横向底架28呈倾斜设置，斜向构件的上端与水平钢板26连接。斜向连接件的下端与横向底架28呈45度倾斜角设置（见图12），斜向抗震结构3与单榀通信支撑架4的连接底架7组成地板下部侧向抗震体系。

该抗震组合搭建型通信支撑架结构，通过设置特殊的机柜底座和单榀通信支撑架结构，采用抗剪切连接件将多榀通信支撑架结构与多个机柜底座进行连接，形成纵向的整体结构，从而在纵向上形成有效的纵向抗震体系。横向通过单榀通信支撑架对冷通道两侧的机柜底座进行整体性设计，从而在横向上形成有效的横向抗震体系。通过横向与纵向的有效连接，使得水平地震力作用下，倾覆点作用的距离大大增大，从而可以使得采用通信支撑架结构约束的整体单元具有较大的倾覆点作用距离，使整体单元与楼板连接的化学锚栓数量大大降低，从而减少了对楼板的破坏。

采用抗剪切连接件将多榀通信支撑架结构与多个机柜底座进行连接后，整体单元在静电地板下部可以形成稳定约束的整体，从而静电地板下部可以看作是刚体，对上部通信支撑架可形成有效的固定端约束。在固定端约束的情况下，上部立柱的高度为2800mm，根部约束的条件由铰接变为固接，计算长度大大减小，使得计算出的立柱尺寸可以控制到要求的不大于60mm×60mm。

单榀通信支撑架顶部通过抗震连接件与横梁进行连接，形成多榀通信支撑架结构，横梁下部可以用来挂置吊挂类型的通信设备，横梁上部可以用来放置走线架，抗震连接件可有效降低连接处的应力集中，将控制钢材型号控制到要求范围内。

通信支撑架结构为组合搭建形式，通过拆分，可得到小区域的构件方便运输和现场搬运。局部构件到达机房指定区域后可以通过抗震型连接件、抗剪切连接件等构件连接成为整体，形成抗震组合搭建型通信支撑架结构，适用于高烈度地区通信机房建设需求。

搭建好的通信支撑架结构除可以满足静电地板上部通信工艺的吊挂要求，还可以利用静电地板下部的空间设置空调供回水管。通信支撑架结构地板以下部分设置成方框型，形成的内部连接架不仅可以为空调供回水管提供支撑，还可以使得通信支撑架结构形成封闭的框架体系，有助于提高抗震承载力。机柜底座通过设置斜向连接件可以有效提高机柜底座侧向抗地震能力，与封闭的通信支撑架结构共同组成地板下部侧向抗地震力体系。此外通信支撑架结构顶部吊挂设备范围通过设置钢梁形成环形封闭结构，有助于提高通信支撑架结构的抗震承载力。

Claims (9)

1.一种抗震组合搭建型通信支撑架结构，包括机柜底座（1）和通信支撑架（2），其特征在于：所述的通信支撑架（2）与机柜底座（1）分体组合搭建连接成纵向抗震体系，所述的机柜底座（1）上设置有斜向抗震结构（3），所述的通信支撑架（2）是由若干单榀通信支撑架（4）通过抗震连接件（5）组合成多榀通信支撑架（6）而形成的横向抗震体系，横向抗震体系、纵向抗震体系和斜向抗震结构有效连接成由通信支撑架结构约束的具有大倾覆点作用距离的整体抗震单元。

2.根据权利要求1所述的一种抗震组合搭建型通信支撑架结构，其特征在于：所述的单榀通信支撑架（4）包括连接底架（7）、立柱（8）和顶部架（9），所述的连接底架（7）设置在静电地板下方与机柜底座（1）刚性连接，所述的立柱（8）下端与楼板和连接底架（7）连接，立柱（8）上端与顶部架（9）连接，所述的顶部架（9）与横梁（10）通过抗震连接件（5）连接。

3.根据权利要求2所述的一种抗震组合搭建型通信支撑架结构，其特征在于：每个单榀通信支撑架（4）的纵向剖面呈工字型结构，所述的连接底架（7）为封闭的方框型框架体系，所述的连接底架（7）包括纵向连接架（11）、水平连接架（12）和内部连接架（13），所述的水平连接架（12）与纵向连接架（11）固定连接，所述的内部连接架（13）与纵向连接架（11）连接并为空调供回水管提供支撑，所述的顶部架（9）的下方设置有吊挂通信设备的挂置结构（14），所述的挂置结构（14）通过钢梁形成环形封闭结构，所述的顶部架（9）的上部设置有走线架（15）。

4.根据权利要求2所述的一种抗震组合搭建型通信支撑架结构，其特征在于：所述的立柱（8）下端与楼板通过化学锚栓连接，所述的连接底架（7）与机柜底座（1）通过抗剪切连接件（16）刚性连接。

5.根据权利要求4所述的一种抗震组合搭建型通信支撑架结构，其特征在于：所述的抗剪切连接件（16）包括紧固件（17）、抗剪切件（18）和衬件（19），所述的衬件（19）分别设置在连接底架（7）和机柜底座（1）上，所述的衬件（19）上设置有连接孔（20）和变形孔（21），所述的连接底架（7）和机柜底座（1）上分别为有安装孔（22），所述的抗剪切件（18）为弹性构件，所述的抗剪切件（18）设置在安装孔（22）内部并对应变形孔（21）设置，所述的紧固件（17）穿过抗剪切件（18）的中心上下连接衬件（19）、连接底架（7）和机柜底座（1）。

6.根据权利要求1所述的一种抗震组合搭建型通信支撑架结构，其特征在于：所述的抗震连接件（5）包括四体连接件（23）、三体连接件（24）和两体连接件（25）。

7.根据权利要求2所述的一种抗震组合搭建型通信支撑架结构，其特征在于：机柜底座（1）呈方框型结构，机框底座（1）包括水平钢板（26）、L型支架（27）和横向底架（28），所述的水平钢板（26）设置在L型支架（27）上，所述的横向底架（28）水平设置在L型支架（27）的内部并与L型支架（27）内侧固定连接，所述的斜向抗震结构（3）为多组斜向设置的斜向连接件，所述的斜向连接件的下端与横向底架（28）与L型支架（27）固定连接并与横向底架（28）呈倾斜设置，所述的斜向构件的上端与水平钢板（26）连接。

8.根据权利要求6所述的一种抗震组合搭建型通信支撑架结构，其特征在于：所述的斜向连接件的下端与横向底架（28）呈30度至45度倾斜角设置，所述的斜向抗震结构（3）与单榀通信支撑架（4）的连接底架（7）组成地板下部侧向抗震体系。

9.根据权利要求2或3或4或5或6或7所述的一种抗震组合搭建型通信支撑架结构，其特征在于：立柱（8）的尺寸规格小于等于60mm×60mm。