JP4940324B2 - サーバ室床耐荷重診断システム - Google Patents

Description

本発明は、サーバ室の床面の積載物に対する応力計算を行い部材強度の安全性の確認を容易に実現でき、併せて安全性確保のためのアドバイスを行うことが可能なサーバ室床耐荷重診断システムに関する。

近年、サーバラックはサーバなどの機器の実装効率が向上している。従って、機器を実装したサーバラックの重量は大きくなる傾向にある。

他方、これらのサーバラックを収容するサーバ室は、一般の事務所を改修して利用されることが多い。サーバ室の床の耐荷重を考慮せずにサーバラックをこれらのサーバ室に据え付けると床が破損し、人命、財産、保有情報に多大な損失が生じる場合がある。

従って、サーバ室として利用しようとする建造物の床の耐荷重を簡易かつ迅速に計算することができるシステムが求められてきた。

この点に関し、ＣＡＤに入力されたデータを利用して建造物の壁面を設計するシステム（例えば、特許文献１）、荷重を加味した基礎構造の構造計算システム（例えば、特許文献２）のように、これから建築しようとする建造物持体の構造計算を行うシステムが現存する。

しかし、これらのシステムでは既に出来上がっている建造物の積載物に対する積載位置を加味した床耐荷重計算を、簡易かつ迅速に行うことはできないという問題点がある。

特開２００４−３６２９４号公報 特開２００３−２３３６４０号公報

本発明は、建造物の床に関する情報と積載物の数、積載位置に基づいて、簡易かつ迅速に床に作用する応力を算出し、この算出結果と積載物の積載計画とから床の強度から耐荷重性能の確認を行い、加えて耐荷重を超える場合には耐荷重以内に抑える代替案の提供を行うことが可能な、サーバ室床耐荷重診断システムを提供することを目的とする。

本発明は、顧客のサーバ室の仕様に関する情報、サーバ室に積載する積載物に関する情報、及びサーバ室のレイアウトデータと、を格納する顧客サーバ室情報データファイルと、サーバ室のスラブ床の仕様に関するデータを格納するサーバ室床仕様データファイルと、汎用弾性応力解析システムごとの入力用フォーマットを格納するフォーマットデータファイルと、強度算定基準式データ、及び材質諸元強度データを格納する算定基準式データファイルと、顧客サーバ室情報データファイルからサーバ室の仕様に関する情報と積載物品に関する情報とレイアウトデータとを読み込み、フォーマットデータファイルに格納された入力用フォーマットに従って変換する変換手段と、変換された入力データを、汎用弾性応力解析システムに投入して弾性応力を計算させる投入手段と、汎用弾性応力解析システムによる入力データの解析結果である弾性応力を取り込む取込手段と、サーバ室床仕様データファイルに格納されたサーバ室のスラブ床の仕様に関するデータと、算定基準式データファイルに格納された強度算定基準式データ、材質諸元強度データとから許容耐力を計算し、取込手段によって得られた弾性応力と許容耐力からサーバ室のスラブ床の節点ごとの安全率を計算し、この安全率に基づいて床板各部位の安全検証結果を出力する検証手段と、を備えるサーバ室床耐荷重診断システムを提供する。

本発明によれば、建造物の床に関する情報と積載物の数、積載位置に基づいて、簡易かつ迅速に床の耐荷重性能を算出し、この算出結果と積載物の積載計画とから床の強度の確認を行い、加えて耐荷重を超える場合には耐荷重以内に抑える代替案の提供を行うことが可能となるという効果がある。

本発明のサーバ室耐荷重診断システムのシステム構成を示す図である。 本発明のサーバ室耐荷重診断システムの動作を示すフローチャートである。 本発明のサーバ室耐荷重診断システムの動作を示すフローチャートの続きである。 本発明のサーバ室仕様概要、形状の入力画面の例を示す図である。 本発明のサーバ室の積載物配置の入力画面の例を示す図である。 本発明のサーバ室の積載物配置の入力画面の入力完了状態の例を示す図である。 本発明のサーバ室床仕様情報の入力画面の例を示す図である。 本発明のサーバ室構造仕様の入力画面の例を示す図である。 本発明の躯体床仕様情報の入力画面を示す図である。 本発明の躯体床構造仕様情報の入力画面を示す図である。 本発明の応力解析モデルの応力解析用部材配位置図の例を示す図である。 本発明の応力解析モデルの応力解析用荷重分布図の例を示す図である。 フォーマット変換後の入力データの例を示す図である。 汎用弾性応力解析システムの出力結果を示す図である。 本発明のサーバ室耐荷重診断システムが出力する床板各部位の応力図表の例を示す図である。 本発明の床板各部位の許容応力計算の出力画面の例を示す図である。 本発明の床板各部位の安全検証結果の出力画面の例を示す図である。 本発明の安全率判定のＮＧ部位への対応策検討画面の例を示す図である。 本発明のサーバ室の積載物位置の移動提案、荷重軽減措置提案画面の例を示す図である。 本発明の「床強度検証報告書」の出力構成例を示す図である。

以下に、本発明の一実施形態に係るサーバ室耐荷重診断システムを、図面を参照して詳細に説明する。図１は、サーバ室耐荷重診断システムのシステム構成を示す図である。図１に示すように、サーバ室耐荷重診断システムは、入出力装置１１と、顧客のサーバ室に関する情報、サーバ室に積載する積載物に関する情報、及びレイアウトデータとを格納する顧客サーバ室情報データファイル１２と、サーバ室の床の仕様に関するデータを格納するサーバ室床仕様データファイル１３と、汎用弾性応力解析システムごとの入力用フォーマットを格納するフォーマットデータファイル１４と、弾性応力を計算する公知の汎用弾性応力解析システム１５と、法律乃至学会の基準に準拠した強度算定基準式データ、材質諸元強度データを格納する算定基準式データファイル１６と、出力用データファイル１７と、制御部１０と、を備える。

制御部１０は、サーバ乃至パーソナルコンピュータを用いることができる。サーバ及びパーソナルコンピュータは、演算装置であるＣＰＵと、記憶装置であるメモリと、大容量記憶装置であるハードディスクドライブと、を備える。

入出力装置１１は、入力装置としてキーボード、マウス、出力装置としてディスプレイを備える。

顧客サーバ室情報データファイル１２は、顧客サーバ室情報と顧客サーバ室積載物情報とレイアウトデータとを格納する。

顧客サーバ室情報は、例えば、顧客名、サーバ室名、所在地、建物の階数とサーバ室の設置階、建物の構造種別、床面積、天井高さ、ＯＡフロアの有無、ＯＡフロアの高さ、寸法、床仕様、柱・梁仕様及び配置を含む。

顧客サーバ室積載物情報は、例えば、積載物品ごとに積載物品名、重量、寸法、積載位置、支持部材種類、を含む。ここで、積載位置は、サーバ室の平面図左下を原点とし、ＸＹ方向のＯＡフロアパネルの枚数により表わされる。また、ベタ置き、支持脚置きの別も格納される。支持部材種類は支持脚置きの場合に格納され、筺体外面からのＸ，Ｙ方向の位置も格納される。

レイアウトデータは、ＯＡフロアパネルやタイルカーペット、Ｐタイルなどの升目を単位にして、グリッドとして格納される。

サーバ室床仕様データファイル１３は、例えば、床仕上げ仕様、ＯＡフロア仕様、柱・梁配置、床スラブ仕様と、を含むサーバ室床仕様情報を格納する。

床仕上げ仕様は、タイルカーペット、Ｐタイル、フローリングの種別が格納される。ＯＡフロア仕様は、パネルの材質・厚さ、支持柱の材質・径、ベースプレートの材質、寸法、厚さ、ストリンガーの有無とサイズ、根がらみ材の有無とサイズ、斜め補強材の有無と種類及びサイズが格納される。

柱・梁配置は、柱及び梁の配置、モジュール、断面寸法、及び鉄鋼梁の場合は形状と孔材厚が格納される。

床スラブ仕様は、鉄筋コンクリートスラブ、デッキプレート・コンクリート合成スラブ、型枠デッキプレート鉄筋コンクリートスラブ、等の種別、スラブ厚、デッキ形状・厚、使用材料の材質規格が格納される。

フォーマットデータファイル１４は、公知の汎用弾性応力解析システム１５ごとのテキストファイル作成用のフォーマットデータを格納する。

汎用弾性応力解析システム１５は、市販されている公知の汎用弾性応力解析システムの中から選択されたシステムである。

図２は、サーバ室耐荷重診断システムの動作を示すフローチャートである。図２に示すように、ステップ２０１において、サーバ室耐荷重診断システムはサーバ室情報の入力を受け入れ、顧客サーバ室情報データファイル１２に格納する。ステップ２０２において、サーバ室耐荷重診断システムは顧客サーバ室積載物情報の入力を受け入れ、顧客サーバ室情報データファイル１２に格納する。

ステップ２０３において、サーバ室耐荷重診断システムはレイアウトデータの入力を受け入れ、顧客サーバ室情報データファイル１２に格納する。ステップ２０４において、サーバ室耐荷重診断システムはサーバ室床仕様情報の入力を受け入れ、顧客サーバ室情報データファイル１２に格納する。

ステップ２０５において、サーバ室耐荷重診断システムは、顧客サーバ室情報と顧客サーバ室積載物情報とレイアウトデータとを読み出し、床板を格子状解析モデル化（ＦＥＭ解析法）を行う。このとき、格子線材間隔はレイアウトデータのグリッド間隔を基準とする。

ステップ２０６において、サーバ室耐荷重診断システムは入出力装置１１から指定された汎用弾性応力解析システム１５に対応するフォーマットデータをフォーマットデータファイルから読み込み、汎用弾性応力解析システム１５に計算させるための入力フォーマットに顧客サーバ室情報と顧客サーバ室積載物情報とレイアウトデータとを変換して入力データを生成する。

ステップ２０７において、サーバ室耐荷重診断システムは汎用弾性応力解析システム１５を起動し、変換された入力データを汎用弾性応力解析システム１５に投入して計算させる。

ステップ２０８において、サーバ室耐荷重診断システムは汎用弾性応力解析システム１５から解析結果を取り込む。

ステップ２０９において、サーバ室耐荷重診断システムは汎用弾性応力解析システム１５から受け取った解析結果に基づいて床板各部の応力図表を作成する。

ステップ２１０において、サーバ室耐荷重診断システムは床板各部位の許容耐力図表を作成する。すなわち、サーバ室耐荷重診断システムは、サーバ室床仕様データファイル１３を顧客サーバ室情報データファイル１２に格納されている床仕様に基づいて検索し、床仕様の材質などの具体的内容を読み込む。さらに、サーバ室耐荷重診断システムは、床仕様の具体的内容に基づいて算定基準式データファイル１６を検索し、対応する材質の諸元データと、強度算定基準式データとを読み込む。そして、サーバ室耐荷重診断システムは、床板各部の許容耐力図表を作成する。

図３は、サーバ室耐荷重診断システムの動作を示すフローチャートの続きである。図３に示すように、ステップ３０１において、サーバ室耐荷重診断システムは、床板各部の応力値と対応する床板各部の許容耐力値とをそれぞれ比較する。サーバ室耐荷重診断システムは、応力値≧許容耐力値となる部位があるかを判定し、ない場合はステップ３１０に進み、ある場合はステップ３０２に進む。ステップ３０２において、サーバ室耐荷重診断システムは応力値≧許容耐力値となる部位を入出力装置１１に表示する。

ステップ３０３において、サーバ室耐荷重診断システムは積載物品の位置を変更するかという質問を入出力装置１１に表示する。サーバ室耐荷重診断システムは積載物品の位置を変更する旨の入力があった場合ステップ３０４に進み、位置を変更しない旨の入力があった場合ステップ３０６に進む。

ステップ３０４において、サーバ室耐荷重診断システムは応力値≧許容耐力値となる部位にある積載物品に対し、該当物品寸法を上回る空きスペースで歩行スペースでないエリアのうち、積載物品による応力値を許容できる節点部位を検索する。サーバ室耐荷重診断システムは検索して得られた節点部位を変更移動距離の短い順に表示する。

ステップ３０５において、サーバ室耐荷重診断システムは入出力装置１１から入力した位置に積載物を変更した旨の情報を顧客サーバ室情報データファイル１２に登録する。

ステップ３０６において、サーバ室耐荷重診断システムは積載物品の荷重分布を低減するかという質問を入出力装置１１に表示する。サーバ室耐荷重診断システムは積載物品の荷重分布を低減する旨の入力があった場合ステップ３０７に進み、位置を変更しない旨の入力があった場合ステップ３０９に進む。

ステップ３０７において、サーバ室耐荷重診断システムは積載物品の荷重分布を低減するための鋼板の寸法、厚さ、及び敷設位置の入力を入出力装置１１から受け入れる。ステップ３０７において、入力された鋼板の寸法、厚さ、及び敷設位置を顧客サーバ室情報データファイル１２に登録する。

ステップ３０９において、サーバ室耐荷重診断システムは入出力装置１１に再計算を実行するかの質問を表示する。サーバ室耐荷重診断システムは、再計算する旨の入力があった場合ステップ２０５に進み、再計算しない旨の入力があった場合ステップ３１０に進む。

ステップ３１０において、サーバ室耐荷重診断システムは顧客提出用の床強度検証報告書を作成し、出力用データファイル１７に出力する。

図４は、サーバ室仕様概要、形状の入力画面の例を示す図である。図４に示すように、サーバ室の形状は縦横の格子であるグリッドに従って入力される。この画面においては、形状の他に、占有面積、床仕上げ仕様、外壁仕上げ仕様、内壁仕様、天井仕様、建具仕様・配置などが入力される。他の入力画面では、グリッドに従ってサーバ室の他の仕様が入力される。

具体的には、床形状と面積は、床材の升目寸法を基準としたグリット数で入力される。床仕上げ仕様は、タイルカーペット，Ｐタイル，フローリングなど、リストボックスから選択される。

外壁仕上げ仕様（外側）は，吹付けタイル，モザイクタイル貼り，押出し成形版貼りなど、リストボックスから選択される。

外壁仕上げ仕様（内側）は，軽鉄下地プラスターボード＋クロス貼り，モルタル均し樹脂系塗装仕上げ，軽鉄下地化粧鋼板パネル貼りなど、リストボックスから選択される。

内壁仕上げ仕様 軽鉄下地プラスターボード＋クロス貼り，鉄筋コンクリート壁モルタル均し樹脂系塗装仕上げ，軽鉄下地化粧鋼板パネル貼りなど、リストボックスから選択される。

天井仕上げ仕様を、軽鉄下地化粧石膏ボード貼り，軽鉄下地押出し成形鋼板貼り，鉄下地プラスターボード＋クロス貼りなど、リストボックスから選択される。

建具仕様は、両開きスチールドア，片開きスチールドア，両開きアルミドア，片開きアルミドアなど、リストボックスから選択される。

図５は、サーバ室の積載物配置の入力画面の例を示す図である。図５に示すように、サーバ機器収納ラック，什器，空調機，簡易間仕切（パーティション），その他積載物品ごとに、積載物品の種類に応じた入力フォームにより、積載物の名称、平面形状、高さ、重量、支持脚の有無、配置位置、等が入力される。

図６は、サーバ室の積載物配置の入力画面の入力完了状態の例を示す図である。図６に示すように、サーバ室内の積載物が、積載物ごとに入力され、入出力装置１１に視覚的に表示される。

図７は、サーバ室床仕様情報の入力画面の例を示す図である。図７に示すように、床仕上げ材、ＯＡフロアの有無が入力される。ＯＡフロアが使用されている場合には、ＯＡフロアの仕様を入力することにより、自重が自動計算される。

具体的には、サーバ室耐荷重診断システムは床仕上げ仕様を、タイルカーペット，Ｐタイル，フローリングなどリストボックスから選択入力され、この入力値に基づいてサーバ室床仕様データファイル１３からデータを読み込み、自重を計算する。

ＯＡフロア有の場合は、パネル材質仕様が、スチール中空パネル，スチール繊維セメント系パネル，アルミニウムダイカストパネルなどリストボックスから選択される。

パネル寸法と厚さの入力値と材質仕様データにより、サーバ室床仕様データファイル１３から自重データを呼び込まれる。

支柱材質・形状は、分離型耐震支柱，分離型一般支柱（全ネジタイプ），パネル一体型全ネジ支柱などリストボックスから選択される。

サーバ室耐荷重診断システムは支柱のサイズと材質仕様データに基づいて、サーバ室床仕様データファイル１３から自重データを読み込む。

ベースプレートについては、一般規格品のリストボックスから寸法，厚さが選択され、サーバ室床仕様データファイル１３から自重データが読み込まれる。

ストリンガー，根がらみ材，斜め補強材などの付加材料のある場合は、一般規格品のリストボックスから寸法，厚さが選択され、サーバ室耐荷重診断システムはサーバ室床仕様データファイル１３から自重データを読み込む。

サーバ室耐荷重診断システムは上記のサーバ室床仕様情報の入力画面からの入力値と読み込んだ自重データからＯＡフロア自重を算出する。

図８は、サーバ室構造仕様の入力画面の例を示す図である。図８に示すように、柱，梁，サイズと、柱配置、大梁配置、小梁配置が入力フォームに従って入力される。

図９Ａは、躯体床仕様情報の入力画面を示す図である。図９Ａに示すように、各種のスラブがラジオボタンにて選択される。

図９Ｂは、躯体床構造仕様の入力画面の例を示す図である。図９Ｂに示すように、床板厚と、鉄筋の配列がリストボックスから選択される。

サーバ室耐荷重診断システムは鉄筋の配列を、建設時の室用途と床板厚と床板支持間隔により、サーバ室床仕様データファイル１３から鉄筋の配列パターンデータを読み込み、自動設定するように構成することもできる。

図１０は、応力解析モデルの応力解析用部材配位置図の例を示す図である。図１０に示すように、部材の配置がモデル化されるとともにグリッドに固有の数値が割り当てられ、表示される。

図１１は、応力解析モデルの応力解析用荷重分布図の例を示す図である。図１１に示すように、集中荷重の加わる部位が矢印により示され、加えて荷重が数値により示される。また、分布荷重は荷重が加わる範囲が表示される。

図１２は、フォーマット変換後の入力データの例を示す図である。図１２に示すように、各汎用弾性応力解析システム１５に対応するフォーマットにて解析用のデータが変換される。

図１３は、汎用弾性応力解析システム１５の出力結果を示す図である。図１３に示すように、汎用弾性応力解析システム１５は節点、すなわちグリッドごとに応力を計算して応力値を出力する。

図１４は、サーバ室耐荷重診断システムが出力する床板各部位の応力図表の例を示す図である。図１４に示すように、サーバ室耐荷重診断システムは、汎用弾性応力解析システム１５の出力から各節点に発生する応力値を、大きさに応じたグラフを用いて出力する。

図１５は、床板各部位の許容応力計算の出力画面の例を示す図である。図１５に示すように、サーバ室耐荷重診断システムは、指定された節点間ごとの許容応力をサーバ室床仕様データファイル１３と、算定基準式データファイル１４により算出し、表形式により表示する。

図１６は、床板各部位の安全検証結果の出力画面の例を示す図である。図１６に示すように、安全率が次の（１）式により計算され、この安全率が１より小さい場合には判定欄に「ＯＫ」が表示され、１以上の場合は「ＮＧ」が表示される。

安全率＝発生応力／許容応力 ・・・ （１）
図１７は、安全率判定のＮＧ部位への対応策検討画面の例を示す図である。図１７に示すように、サーバ室耐荷重診断システムは、積載物品耐荷重検討による危険箇所指摘表により、危険な節点順に出力する。

ＮＧ部位への対応策検討画面においてはさらに、サーバ室耐荷重診断システムは積載物を移動および荷重軽減措置を行う優先順位番号が入力される。

サーバ室耐荷重診断システムは再計算の実施が指示された場合、発生応力を再計算する。

図１８は、サーバ室の積載物位置の移動提案、荷重軽減処置提案画面の例を示す図である。図１８に示すように、サーバ室耐荷重診断システムは、図１７のＮＧ部位の積載物移動および荷重軽減措置の項目で入力した優先順位番号に対応する節点に位置する積載物品をグリッド上に表示する。さらにサーバ室耐荷重診断システムは、積載物品のない該当物品寸法を上回るスペースを有し、かつ歩行スペース以外のエリアの中にあり、グリットの各節点の安全率に該当ＮＧ部位の安全率を乗じても、安全率１．０以上とならないエリアを移動候補とし点線にて図示し、変更移動距離の短い順に番号を表示する。

さらにサーバ室耐荷重診断システムは、敷設鋼板による荷重分散化を図る荷重軽減措置を行うか否かの入力を受け入れる。

「荷重軽減措置を行う」が選択された場合は、サーバ室耐荷重診断システムは敷設鋼板のサイズおよび厚さの入力を受け入れ、敷設鋼板重量を算出し積載物品との和を敷設鋼板面積によって除した分布荷重を計算し、発生応力の再計算を行う。

図１９は、「床強度検証報告書」の出力構成例を示す図である。図１９に示すように、サーバ室耐荷重診断システムは、予め定められた顧客に提出するフォーマットに従って「床強度検証報告書」を作成して出力する。

以上述べたように、本実施形態のサーバ室耐荷重診断システムは、顧客サーバ室情報データファイル１２に顧客のサーバ室の仕様に関する情報と積載物品に関する情報とレイアウトデータとを格納し、このサーバ室に関する情報と積載物品に関する情報とをフォーマットデータファイルに格納された入力用フォーマットに従って変換し、変換された入力データを、弾性応力を計算する公知の汎用弾性応力解析システム１５に投入して計算させ、サーバ室床仕様データファイル１３に格納されたサーバ室の床の仕様に関するデータと、算定基準式データファイル１６に格納された強度算定基準式データ、材質諸元強度データとから許容耐力を計算し、得られた弾性応力と許容耐力から節点ごとの安全率を計算し、この安全率に基づいて床板各部位の安全検証結果を出力するとともに、危険回避策を提案する。

従って、建造物の床に関する情報と積載物の数、積載位置に基づいて、簡易かつ迅速に床の耐荷重性能を算出し、この算出結果と積載物の積載計画とから床の強度の確認を行い、加えて耐荷重を超える場合には耐荷重以内に抑える代替案の提供を行うことが可能となるという効果がある。

１１：入出力装置、
１２：顧客サーバ室情報データファイル、
１３：サーバ室床仕様データファイル、
１４：フォーマットデータファイル、
１５：汎用弾性応力解析システム、
１６：算定基準式データファイル。

Claims (3)

1. 顧客のサーバ室の仕様に関する情報、前記サーバ室に積載する積載物に関する情報、及び前記サーバ室のレイアウトデータと、を格納する顧客サーバ室情報データファイルと、
   前記サーバ室のスラブ床の仕様に関するデータを格納するサーバ室床仕様データファイルと、
   汎用弾性応力解析システムごとの入力用フォーマットを格納するフォーマットデータファイルと、
   強度算定基準式データ、及び材質諸元強度データを格納する算定基準式データファイルと、
   顧客サーバ室情報データファイルから前記サーバ室の仕様に関する情報と積載物品に関する情報とレイアウトデータとを読み込み、前記フォーマットデータファイルに格納された入力用フォーマットに従って変換する変換手段と、
   変換された入力データを、前記汎用弾性応力解析システムに投入して弾性応力を計算させる投入手段と、
   前記汎用弾性応力解析システムによる前記入力データの解析結果である前記弾性応力を取り込む取込手段と、
   前記サーバ室床仕様データファイルに格納されたサーバ室のスラブ床の仕様に関するデータと、前記算定基準式データファイルに格納された強度算定基準式データ、材質諸元強度データとから許容耐力を計算し、前記取込手段によって得られた前記弾性応力と前記許容耐力からサーバ室のスラブ床の節点ごとの安全率を計算し、この安全率に基づいて床板各部位の安全検証結果を出力する検証手段と、
   を備えるサーバ室床耐荷重診断システム。
2. 前記検証手段は、
   前記安全率に基づいて前記積載物を移動すべき候補位置を出力することを特徴とする請求項１記載のサーバ室床耐荷重診断システム。
3. 前記検証手段は、
   前記安全率に基づいて敷設鋼板による荷重分散をすべきことを出力することを特徴とする請求項１記載のサーバ室床耐荷重診断システム。

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