第七届全国铅酸蓄电池学术年会论文论文编号（36）VRLA蓄电池的承重设计及分析DesignandAnalysisofBeartheWeightforVRLABattery许卫疆张宾肖奕晖刘业东深圳华达电源系统有限公司(518067)摘要VRLA蓄电池系统质量较大，当其安装于楼层上时，其安装与布局方式的正确与否对建筑物的安全有着极大的影响。本文应用结构力学和材料力学原理，对在蓄电池作用下，楼板的受力，破坏形式进行了分析及计算，给出了等效均布荷载的计算方法，为蓄电池系统的安全安装与布局提供了理论依据。关键词VRLA蓄电池等效均布荷载承载能力AbstractWhenasetofbatterysystemisinstalledonsecondandupperfloor,it’slayoutisveryimportanttothesafetyofbuildingbecauseofit’sweight.Inthispaper,structuralmechanicsandmaterialmechanicsareappliedtoanalyzetheloadandthedemolishconditionoffloor.Themethodofcalculatingequivalentaverageloadisalsoobtainedinthispaper.Someprinciplesoflayoutareprovidedattheendofthispaper.KeywordsValveregulatedleadacidbatteryuniformlydistributedloadcarryingcapacity1.前言VRLA电池由于其优良的性能及便于安装维护的特点，得到了越来越广泛的应用。就目前而言，用作通信设备的后备电源占了它使用量的绝大多数，如今几乎所有的交换机房和GSM基站使用的都是VRLA电池。但VRLA电池也有一个无法克服的不足之处，它质量太大，一方面在无法使用机械的地方，会给它的搬运安装带来一些困难，另一方面对交换机房和用作GSM基站的楼房安全也是一个考验。交换机房和GSM基站都应是专门设计的建筑，但绝大多数的GSM基站做不到这一点，从金钱及时间上考虑，GSM基站多是租用位置适当的现有民房，在楼上安装所需设备，建成GSM基站。但一般的民用建筑承载能力都比较小，质量较大的蓄电池安装方式的正确与否对基站的安全就有着很大的影响。因此，对蓄电池进行楼板承重的设计和分析，一方面可以校核楼板的安全性，一方面还可以指导蓄电池的安装方式以降低楼板的负荷，提高其承载能力，这对于目前基站的建设具有重要意义，并将进一步推动VRLA电池的应用。2.楼板的受力及破坏形式要对蓄电池安装于楼板上时的承重问题进行分析，应先对楼房、楼板的结构作一简要分析。现代楼房多为框架结构，这种结构以钢筋混凝土浇注的柱和梁构成整幢楼房的基本框架，在梁上铺设（或浇注）楼板，楼板或梁上建隔墙，从而完成整个楼房的建造。楼房内所受的力一般经过楼板→（次梁）→主梁→柱的路线传至地面。2.1楼板的结构1第七届全国铅酸蓄电池学术年会论文论文编号（36）板和梁是工程结构中最常见的受弯构件，基本上都是用钢筋混凝土制成，分预制与现浇两种，其基本结构如图2-1、图2-2所示。从材料力学的观点来看，可将楼板看成一比较宽的梁，其受力如图2-3所示。楼板（或梁）在荷载作用下将发生弯曲，受弯以后，受拉区的的拉力主要由钢筋承受，受压区的压力主要由混凝土承受。2.2楼板的破坏设计合理的楼板，其破坏过程为塑性破坏，基本过程如下：当荷载逐步增大时，楼板所受弯矩也不断增大，楼板底部的混凝土达到抗拉极限而开裂，此时拉区的的拉力全部由钢筋承担，而压区的混凝土由于压力的增加表现出塑性性能；荷载进一步增大，钢筋应力达到其屈服极限，变形急剧增加，裂缝迅速向上扩展，受压区高度迅速减小，混凝土压应力迅速增大，直至被压碎，构件破坏。3.蓄电池安装于楼板上时的承重计算3.1等效均布荷载建筑物中楼板和梁的承载能力，在设计时一般都是按均布荷载来计算的，即假定楼板上每一块面积相等的地方都承受了大小相等的力，其工程单位是kg/m2，1但在实际当中，楼板上受到的设备的压力多为集中荷载或局部荷载，不少人在计算楼板的承载能力时，一般是将设备重量与设备底面积的比值与楼板的设计承重值进行比较，若重量与面积的比值大于设计值，则认为不安全，这种算法并不正确。如前所述，楼板的破坏，究其根源，是楼板所受的最大弯矩超过了其许可值而造成的，仅用设备总重量除以总面积的算法，割裂了楼板的整体性，是不科学的。科学的方法，是把这些集中荷载或局部荷载按内力（弯矩、剪力等）、变...
