2024年4月13日发(作者：袭识)
设备安装抗震加固螺栓的计算与选择
关于此次陕西西安联通数据中心用的底座采用冷轧板钢质材料焊接而
成，底座600宽，1200深，高760（单位：mm）单个底座与地面固定采用
M12膨胀螺丝，每个底座配置4个8公分长不锈钢膨胀螺丝与地面固定，底
座与底座配置6个螺丝固定，整体稳固性很强，底座有4个支角，现场可以
快速水平调节。
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：
F
H
其中：k
1
表示设备的重要度系数，
1.5 k (1 2
h
) a
G
（1）
1 max
H
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）
α
max
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。
N
γ
Eh
F
H
h
G
m h
e
（2）
其中：N 表示加固螺栓轴心力(N)；
h
G
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；
γ
Eh
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/T 3098.1-2000《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。
N
V
γ
Eh
F
H
(h
e
− h
G
)
(3)
n h
e
其中：
N
V
表示锚固螺的剪力(N)；
h
G
表示设备重心高度(mm)；
1
he 表示设备总高度(mm)；
n 表示锚固螺栓的数量，一般为 4 个；
γ
Eh
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 760mm；
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
F
H
（N）：(这是加固螺栓的计算与选择的重要参数
h
F
H
1.5 k
1
(1 2
H
) a
max
G
其中：k
1：
表示设备的重要度系数，按省级中心及以上考虑，取 1.1；
h
H
：h 表示设备所在楼面的地上高度、H 表示建筑物地上总
h
高度，假设设备安装在最恶劣环境、即机楼的顶层，即是
H
值近似
等于1；
α
max
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。
h
F
H
300
1.5 k
1
(1 2
H
) a
max
G 1.5 1.1 (1 2) 0.32 2940 4657
(N)
2
h
F
H
800
1.5 k
1
(1 2
H
) a
max
G 1.5 1.1 (1 2) 0.32 7840 12419
(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)：
N
Fh
γ
Eh H G
m h
e
其中：N 表示加固螺栓轴心力(N)；
h
G
表示设备重心高度(mm)，为 760mm；
he 表示设备总高度(mm)，为 2200mm；
M 表示连结螺栓的数量，为 2；
γ
Eh
表示地震作用分项系数，取
1.3。
N
300
γ
Eh
F
H
h
G
1.3 4657 1100
1514
(N)
m h
e
2 2200
N
800
γ
Eh
F
H
h
G
1.312419 1100
m h
e
2 2200
4036
(N)
根据 GB/T 3098.1-2000《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：
N
γ
300
Eh
F
H
(h
e
− h
G
)
1.3 4657 (2200 −1100)
757
(N)
800
n h
e
4 2200
2018
(N)
N
γ
Eh
F
H
(h
e
− h
G
)
n h
e
1.312419 (2200 −1100)
4 2200
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。
3
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
长度
公称长度
L
胀管尺寸
安装尺寸
钻孔尺寸
被连接件
允许静载荷
规格
a
d b
(常用规格)
直径 D 长度 L
1
(参考) 直径
深度 最大厚度 L2
抗拉力 抗剪力
（mm）
(N)
M6 35 65,75,85
10
35
3
10.5
40 L-50/-
2350 1770
M8 40 80,90,100
12
45
3
12.5
50 L-62/-
4310 3240
M10 50 95,110,125
14
55
3
14.5
60 L-75/L-83
6860 5100
M12 52 110,130,150
18
65
4
19
23
75 L-90/L-100 10100 7260
100 L-122/L-135 19020 14120
M16 70 150,175
22
90
4
4
2024年4月13日发(作者：袭识)
设备安装抗震加固螺栓的计算与选择
关于此次陕西西安联通数据中心用的底座采用冷轧板钢质材料焊接而
成，底座600宽，1200深，高760（单位：mm）单个底座与地面固定采用
M12膨胀螺丝，每个底座配置4个8公分长不锈钢膨胀螺丝与地面固定，底
座与底座配置6个螺丝固定，整体稳固性很强，底座有4个支角，现场可以
快速水平调节。
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：
F
H
其中：k
1
表示设备的重要度系数，
1.5 k (1 2
h
) a
G
（1）
1 max
H
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）
α
max
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。
N
γ
Eh
F
H
h
G
m h
e
（2）
其中：N 表示加固螺栓轴心力(N)；
h
G
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；
γ
Eh
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/T 3098.1-2000《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。
N
V
γ
Eh
F
H
(h
e
− h
G
)
(3)
n h
e
其中：
N
V
表示锚固螺的剪力(N)；
h
G
表示设备重心高度(mm)；
1
he 表示设备总高度(mm)；
n 表示锚固螺栓的数量，一般为 4 个；
γ
Eh
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 760mm；
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
F
H
（N）：(这是加固螺栓的计算与选择的重要参数
h
F
H
1.5 k
1
(1 2
H
) a
max
G
其中：k
1：
表示设备的重要度系数，按省级中心及以上考虑，取 1.1；
h
H
：h 表示设备所在楼面的地上高度、H 表示建筑物地上总
h
高度，假设设备安装在最恶劣环境、即机楼的顶层，即是
H
值近似
等于1；
α
max
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。
h
F
H
300
1.5 k
1
(1 2
H
) a
max
G 1.5 1.1 (1 2) 0.32 2940 4657
(N)
2
h
F
H
800
1.5 k
1
(1 2
H
) a
max
G 1.5 1.1 (1 2) 0.32 7840 12419
(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)：
N
Fh
γ
Eh H G
m h
e
其中：N 表示加固螺栓轴心力(N)；
h
G
表示设备重心高度(mm)，为 760mm；
he 表示设备总高度(mm)，为 2200mm；
M 表示连结螺栓的数量，为 2；
γ
Eh
表示地震作用分项系数，取
1.3。
N
300
γ
Eh
F
H
h
G
1.3 4657 1100
1514
(N)
m h
e
2 2200
N
800
γ
Eh
F
H
h
G
1.312419 1100
m h
e
2 2200
4036
(N)
根据 GB/T 3098.1-2000《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：
N
γ
300
Eh
F
H
(h
e
− h
G
)
1.3 4657 (2200 −1100)
757
(N)
800
n h
e
4 2200
2018
(N)
N
γ
Eh
F
H
(h
e
− h
G
)
n h
e
1.312419 (2200 −1100)
4 2200
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。
3
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
长度
公称长度
L
胀管尺寸
安装尺寸
钻孔尺寸
被连接件
允许静载荷
规格
a
d b
(常用规格)
直径 D 长度 L
1
(参考) 直径
深度 最大厚度 L2
抗拉力 抗剪力
（mm）
(N)
M6 35 65,75,85
10
35
3
10.5
40 L-50/-
2350 1770
M8 40 80,90,100
12
45
3
12.5
50 L-62/-
4310 3240
M10 50 95,110,125
14
55
3
14.5
60 L-75/L-83
6860 5100
M12 52 110,130,150
18
65
4
19
23
75 L-90/L-100 10100 7260
100 L-122/L-135 19020 14120
M16 70 150,175
22
90
4
4