AIラックの構造設計：1.2t荷重・耐震固定・バスバー

搭載されたAIラックの重量は1.2～1.5トン、消費電力は60～130 kWで、従来のサーバーキャビネットの約2倍の質量で、重心が高くなります。プロジェクトは冷却議論で開きます。10 kN/m ²の定格床が16を運ぶように求められているため、故障は構造とともに開きます。

ラックがボトルネックになった理由

標準的な42Uキャビネットの600～1,000 kgの静的定格は、数台の1Uサーバと冗長電源のワークロードによるものでした。そのモデルはなくなりました。

• 質量倍増。 4 U 8 GPUサーバーは45〜70 kg、8 Uシャーシは60〜90 kgである。8 〜 16人は、何かが入る前に600 〜 1100 kgをフレームに入れます。
• 深みが増す。 従来のキャビネットは1,000～1,070 mmでしたが、AIラックは1,200～1,400 mmです。深さと幅の比率は2.0を超えて移動し、一方の方向に役立ち、他方の方向に痛みます。
• 水と銅が内部に移動した。 マニホールド、クイック切断、ラック内CDU、バスバーサイズ100 kWは、従来の計算では実現できなかった負荷です。
• 任務が変わった。 キャビネットはもはや囲いではありません。集中荷重を受け、地震力を伝達し、輸送を通じて公差を保持する必要があります。

この順序で計算する4つの数値

下流の決定はこれにかかっている。1つのスキップはやり直しを保証する。

• 機器質量を設置。 U位置による実際のモデルと重量をリストします。同じGPUサーバーの2世代では10～20 kg異なり、16台で300 kgになります。
• 空のフレーム質量。 AIフレームは180～260 kgで、従来のキャビネットの120～160 kgを1段上回っています。
• アクセサリマス。 バスバーと絶縁体、PDU、ケーブルマネージャ、ブランキングパネル、マニホールド、CDU、リアドア熱交換器。定期的に150〜350 kgと定期的に忘れられる。
• フロア手当。 1つではなく2つの値：均一なライブ荷重（kN/m ²）と、床が上がった場合のタイルあたりの点荷重。一方を供給するプロジェクトは、後で他方について議論します。

すると、面積荷重q = W × 9.81/（L × D）となり、Wは荷重質量（kg）、L，Dはフットプリント（メートル）となります。0.6 × 1.2 mの1,200 kgラックは1,200 × 9.81/0.7 2 ≈ 16.4 kN/m² 8から10 kN/m ²の設計生きている負荷に対して。これは許容量の2倍であり、脚注ではなくデザインドライバーです。柱や壁に重いラックを置いて荷重経路を短縮する方法、両足の下に6 mmのプレートを置いて荷重を広げる方法、隆起した床に橋をかけてベースがスラブに着地するようにする方法、または構造エンジニアを必要とする地元の構造用鋼を追加する方法です。

フレーム・ベース・床面の接続

1,200 kg定格は均一分布を仮定している。現実には4つのレベリングフィートと2組のレールであり、分布は貧弱です。1.5の不均一係数を適用すると、1,200 × 1.5/4 = 450 kg/フィートとなる。その数字が足を選びます。M 12レベリングフットの定格は400〜600 kgであるため、450 kgではマージンなしに定格に座っています。M 16は800〜1,000 kgで、コスト差はキャビネットの1%未満です。

Railsも同じロジックです。標準レールは1ペアあたり50～80 kg、ヘビーデューティレールは150～250 kg、8 U GPUシャーシはリアケーブルプル前に60～90 kg空になります。前後の直立の両方の正方形の穴から吊るされた頑丈なレールを使用してください。

剛性は0.2 mmではなく断面から来ます。コーナーガセット付きの100 × 50 × 2.0 mmのチューブフレームを完全に溶接して使用してください。1.5 mmの折り畳まれたベースは1.2トン以下でコルゲートします。平坦性は同じくらい重要です：レールあたり1 mm/m、フレーム全体で2 mm。フレームがねじれたままである間フィートが基盤を水平にするので平らな基盤の外はキャビネットが場所の水平にとどまらない通常の理由である。

高い床では、タイルを信頼する前にチェックしてください。標準的な600 × 600タイルは約4.5 kNの点荷重を要し、4つのタイルに4フィートは限界でそれぞれ4.4 kNである。タイルが古いか、台座が腐食している場合は、スラブの上に土地：タイルをカットし、台座または連続スチールフレームを追加し、仕上げのみとしてタイルを維持します。

耐震：見落とされがちな転倒の検討

転倒はアンカー強度が決まるずっと前に支配し、確認は簡単です。g以上の水平加速度がおおよそb/hを超えると、キャビネットは転覆します。bは運動方向の基本寸法、hは重心の高さで、キャビネットの高さの0.55から0.6とします。

幅600 mm、高さ2,200 mmのラックの場合、0.6/2.2 ≈ 0.27。 0.27 gで傾き始めるジャカルタやマニラの設計ピーク地盤加速度は一般的に0.4～0.6 g帯です。これらの市場では、ベースアンカーだけではケースを閉じません。

• M 12ケミカルアンカー、C 25以下のコンクリート、120 mm以下のスラブ、エッジ距離100 mm最小、スラブエッジと密な補強がない。
• 4つのアンカー最小、深いまたは高いラックのための6 〜 8。フロントペアはテンションとリアペアの圧縮を取るので、すべて同じように指してはいけません。
• 各アンカーの下に3 mm以上のスチールワッシャープレートを置き、ベースに溶接してください。
• ケーブルトレイへの上部拘束角度またはロッドは、水平変位のみのサイズで、垂直荷重を運ばない。

水平力1.2 × 0.5 × 9.81 ≈ 5.9 kN、転倒モーメント5.9 × 1.1 ≈ 6.5 kN·m、0.9 mレバー上の2つのアンカーで抵抗されるので、それぞれ6.5/（2 × 0.9）≈ 3.6 kN、または1.5因子で5.4 kNである。C 25のM 12ケミカルアンカーは通常8〜15 kNの張力と保持力があるが、M 10は5〜8 kNではない。それが床としてM 12の背後にある算術です。

液冷が持ち込む、誰も数えない重量

液冷では3つの負荷経路が到着し、通常は2つが図面から欠落しています。

• 負荷停止。 後部ドアの熱交換器は、後部直立ヒンジに60〜90 kg吊り下げられています。厚い直立とダブラーがなければ、ドアは6 ヶ月以内にたるみます。2.5 mmのリアアップライト、3つのヒンジ、およびフランジに伸びる各ヒンジの後ろに3 mmのダブラーを指定してください。
• 棚の中の床支えの負荷。 クーラント付きのインラックCDUは200～350 kgで、ベースクロスメンバーに着地しなければならず、直立部からぶら下がってはいけません。その下に専用のメンバーを追加し、その質量を足の計算に運びます。
• 動作負荷。 クイック切断挿入は軸方向150～250 N、ホース側プルは100～200 Nです。両方とも繰り返すので、ブラケットやパネルを疲労させます。ホースを600 mmの最大間隔で専用クランプにルーティングし、ヒンジやサイドパネルには絶対に接続しません。

試運転時のもう一つの点は、乾燥状態と充填状態の間で質量が20～40 kg変化するので、乾燥状態ではなく濡れた状態に合わせてベースと足のサイズを決めてください。

バスバー・配線・背面ドア

100 kWのバスバーは小さなアイテムではありません。100 × 10 mmの銅は約8.9 kg/mなので、2.4 m以上の4相は絶縁体、支持体、カバー前に85 kgである。

• 600 mm以下の絶縁体。曲げ応力はスパンの2乗に比例するため、短絡力の下で300 mmから600 mmの応力は4倍になります。断層レベルが高いところでは300 mmを使用します。
• アンカーは直立部または十字部材のみをサポートします。85 kgの動的荷重を運ぶ1.2 〜 1.5 mmのサイドパネルはオイル缶になります。
• 穴あきドアは25から40 kgなので、最低でも15 kgのヒンジが3つあり、ラッチとヒンジの荷重は直立部に着地します。
• 深さ1,200 mmのラックでは、機器は800～900 mmかかり、バスバーとホース用に約300 mmが残ります。Uポジションを割り当てる前に300 mmを確保してください。

搬入・工場検証・RFQの指定事項

構造的損傷の半分はトラックと通路の間で発生します。ロードラックを動かさないでください。空のものを4つのスリングに載せ、上部フレームの角から45度以上で持ち上げ、フォークリフトポケットの高さは100 mm以上、フォーク長さは1,200 mm以上でフォークを完全に通過させてください。出荷前にドア幅（900 mm）、リフト車の高さ（2,200 mm）、ランプ角度（最大10度）を測定してください。ランプでは、足は静的荷重の2倍を見ることができます。

発注書に3つのテストを書きます。

• 静荷重 1.25倍の定格で24時間実際の重心に装填し残留ベースのたわみ（最大1 mm）を測定しドアがまだ作動していることを確認してください。
• リフトテスト 10分間1.5倍の空重量で、上のフレーム、持ち上がるポイントおよび溶接を点検します。
• 寸法記録 単位ごと対角線、基礎平坦、全面的な高さ、棚と出荷される取り付け穴ピッチ。

地震プロジェクトには、シェイクテーブルレポートまたはプロジェクト設計スペクトルに対する同等の静的解析が必要です。2つのうちの1つがなければ、所有者の構造エンジニアは署名しません。8つの入力により、製造業者は最初に構造物のサイズを正しく設定できます。すなわち、負荷質量とそのU分布、フロアライブ荷重とタイル定格、位置、設計PGAとアンカー基板、液冷アーキテクチャとコンポーネント質量、バスバーまたはPDUの構成、ケーブルの入力と切り抜き位置、ベイイング量と背中合わせ配置、および3つのアクセス寸法です。

よくある質問

標準の42UキャビネットをAI負荷に変換できますか？

助言なし。直立は通常800 kg定格に対して1.2〜1.5 mm、深さは1,000〜1070 mmであるため、1,200 mmのシャーシは収まらず、ベースは管状ではなく折り畳まれている。変換は通常、新しいフレームよりもコストがかかります。

1,200 kgのラックはスラブに着陸する必要がありますか？

必ずしもではないが、計算する必要がある。タイルあたり4.5 kNでは、4つのタイルに4フィートはすでに限界に達しています。荷重を広げたり、地元の鋼を追加したり、スラブに着陸させたりします。

どのアンカーサイズが正しいですか？

M 12化学最小値、C 25コンクリート以上、120 mmスラブ、100 mmエッジ距離。0.5 gでは、作業例はアンカー あたり約5.4 kNを必要とし、M 12は8〜15 kNを供給する。M 10はマージンを欠く。

インラックCDUはベースを変更しますか？

はい。クーラント付きで200～350 kgでは、その下に専用のクロスメンバーが必要で、その質量はフット荷重の計算に戻さなければなりません。

後部ドアの熱交換器はフレームを歪めますか？

リア直立は、2つのヒンジで1.5 〜 2.0ミリメートルにとどまる場合になります。フランジに2.5 mmのアップライト、3つのヒンジ、3 mmのダブラーを使用してください。60～90 kgを長期間吊り下げた場合、これは剛性の問題ではなく疲労の問題です。

どのようなリードタイムを計画すべきか？

最初の記事の承認を含む標準構成のための7 〜 15日。地震報告書または第三者試験は、5 〜 10営業日を追加します。

幸元電気について

Xingyuanの電気（蘇州）株式会社。52人のチーム、5,000平方メートル以上の生産フロア、20台以上のレーザー切断機、CNC曲げ機、溶接機で板金キャビネットと構造アセンブリを製造しています。標準的な順序は7から15日以内に出荷し、私達はデッサンにまたは見本抽出に造ります。当社の製品ラインナップは、Rittal互換エンクロージャ、BESSキャビネット、EV充電器ハウジング、データセンターラック、マシンガード、カスタム溶接構造をカバーしています。AIラックのような高負荷プロジェクトでは、負荷テーブルから出発し、構造化と検証レコードに取り組みます。