Systèmes anti vibrations

Systèmes anti-vibrations
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Vibrations dans les Centres de Données
Les vibrations dans les Centres de Données peuvent se produire à cause de
travaux publiques à proximité, le trafic routier, les voies ferroviaires, ou même,
les dispositifs de réfrigération et les autres appareils du Centre de Données qui
introduisent des vibration par bruit dans la salle.
De même, on doit ajouter
le Risque Sismique,
lequel on peut apprécier
sur la carte suivante de
Danger Sismique
Mondiale

Effets des vibrations sur les unités de disque
Les données suivantes indiquent que les accélérations maximales supérieures au 0,5
g (1g = 10 m/s2) dans les serveurs serait soumis à des forces qui pourraient causer
des dégâts permanents et la perte de données lisibles.
Les forces de fréquence basse des ondes sismiques sont généralement plus
destructrices que celles de haute fréquence plus élevées en raison de ses
périodes plus longues avec des amplitudes plus élevées.

Selon les différents fabricants, les unités de disque ont un temps limite
même inférieur à celui des serveurs; voir par exemple les valeurs de l’unité de
disques Hitachi 9900 (avant SUN 9900) qui indiquent sa limite en 0,49 m/s2,
tenant compte qu’en fonctionnement normale la valeur est de 0,10m/s2.

Etude de latence sur des
unités de disque SUN
comme effet produit après
avoir subi de vibrations
dans le rang accepté
par le fabricant, qui se
traduit par une pertetraduit par une perte
de temps lorsque les
disques recherchent leur
position.
Certaines études
indiquent même des
heures perdues en
copies de 1-10-50 To..

Fréquence naturelle du système et solutions anti-vibrations
Les vibrations font que le système oscille à une fréquence de vibration
propre (le temps de chaque oscillation, ou période, correspond avec
l’inverse de sa propre fréquence). Si la période (ou fréquence) de la
structure coïncide avec celui de l’immeuble ou du terrain sur lequel il
repose, il se produit le phénomène appelé « résonance » où les effets des
vibrations augmentent ; de plus en plus les oscillations s’amplifient à
chaque fois par l’accumulation d’énergie cinétique à l’intérieur de la massechaque fois par l’accumulation d’énergie cinétique à l’intérieur de la masse
oscillante.
Dessiner un système de protection anti-vibrations approprié consiste à
déterminer les poids minimum et maximum du système pour connaître sa
masse et concevoir les éléments qui absorberont ces vibrations, en tentant
compte de la fréquence de résonance de ces mêmes éléments.
En fonction des caractéristiques de la salle on pourra choisir des systèmes
de protections tels que des ressorts individuels (1), des socles en métal (2),
des dalles en béton (3), soit de vibration ou sismiques.

1. Ressorts Individuels
Une des solutions proposées pour la
protection anti-vibrations est basée sur
un système de ressorts, avec ou sans
sous-châssis conçu pour le poids
maximum du rack. Ce qui représente un
problème d’efficacité pour racks avecproblème d’efficacité pour racks avec
une densité moyenne de charge.

Les ressorts installés ont une
Fréquence Propre de 4,5 Hz à
pleine charge.
4 Ressorts individuels par rack de
1,98 KN=202 Kg, total sur 800 Kg.

Le graphique montre l'effet d'un système de protection de ressorts installés individuellement
sur chaque rack. En rouge les vibrations observées sur le sol (boden en allemand)
produites par des travaux de construction annexes au Centre de Données et en bleu le
signal qui arrive aux racks filtré, celle-ci a une valeur de 0,10 m/s2.

2. Socle de métal anti-vibration
Le Socle de Métal anti-vibration est un isolement de basse fréquence de
résonance avec des éléments conteneur et isolants intégrés, avec un important
degré d’isolation des vibrations. Ce type de suspension est le plus adéquat pour
un cas comme celui-ci dont lequel on a pas un spectre réel des vibrations qui
se produiront, et avec un socle de ce type on a la possibilité d’obtenir un
système avec une basse fréquence de résonance ou fréquence propre, à la fois
le poids du système se partage sur tout le socle, permettant ainsi avoirle poids du système se partage sur tout le socle, permettant ainsi avoir
quelques racks de charge moyenne sans changer l’efficacité.

Une faible fréquence de résonance se maintient, même si on a une
importante variation de poids des appareils soutenus par le socle anti-
vibration. Par exemple un Centre de Données dont la charge sera variable
avec le temps, avec une charge totale de la dalle estimée en 10Tm (9 Tm
dalle et 1 Tm d’appareils), il semble que nous sommes aux alentour des 4
Hz de fréquence de résonance et même si nous avons une importante
variation de poidsvariation de poids

2. Socle de métal anti-vibration: Caractéristiques techniques
• Possibilité de maintenir la stabilité de l’ensemble et à la fois obtenir des faibles
fréquences de résonance. Ce qui nous apporte un grand rendement anti-
vibration, grâce a la grande stabilité qu’on obtient en réduisant notablement le
centre de gravité de l’ensemble.
• Aussi on augmente la stabilité
de l’ensemble en éloignant
les appuis.les appuis.
• Système de nivellement
rapide intégré de tout
l’ensemble du socle de métal.
• Différentes épaisseurs de
socles.
• On maintient une basse
fréquence propre même
avec des grandes variations
de charge.

2. Socle de métal anti-vibration: Caractéristiques techniques
• Possibilité de changer la séparation entre le socle et le sol, de 10mm à
50mm..
• Fréquence propre (Hz)
• Socle de métal avec
silentblocks intégrés au socle.
• Conteneur métallique avec
système de haute résistance,système de haute résistance,
sûr et de rapide d’accès.
• Conteneurs avec système
enregistrable pour le
remplacement des
Silentblocks.
• Double ensemble
silentblocks pour hautes et
basses fréquences.

Système de protection anti-vibration à
travers du socle commun aux 10 racks
de l’entreprise, avec son graphique
d’efficacité en fonction de la fréquence.

3. Description du Système de Dalle Flottante
La Dalle Flottante de haut rendement,
est un système d’isolation de faible
fréquence de résonance avec des
éléments de conteneur et isolants
intégrés à la dalle en béton, avec un
important degré d’isolation des
vibrations.vibrations.
Ce type de suspension est le plus
adéquat pour un entourage de
Centre de Données auquel on ne
dispose pas d’un spectre réel des
vibrations qui se produiront face à un
tremblement de terre ou possible
travaux voisins. Avec une dalle de ce
type on a la possibilité d’obtenir un
système de basse fréquence de
résonance ou de fréquence propre.

3. Dalle Flottante : Autres Usages
Les systèmes de Protection Anti-vibrations formés de Dalles Flottantes ont
été largement utilisés par plusieurs industries pour l’Absorption de Vibrations
et Atténuation des impacts sur : les studios de radio, plateaux de télévision,
studios d’enregistrement, machines à laver industrielles, appareils de
climatisation, transformateurs électriques secs et d’huile avec le dispositif
situé entre la dalle et le transformateur, ascenseurs, chambres à froid, salles
de danse etc.de danse etc.

3. Dalle Flottante: Caractérístiques Techniques Principales
• Dalle en béton avec silentblocks intégrés à la propre dalle.
• Conteneur métallique avec système de haute résistance, sûr et rapide en
union avec la maille.
• Conteneurs avec système enregistrable pour le remplacement de silentblocks
• Double ensemble de silentblocks pour hautes et basses fréquences.
• Système avec mise à niveau intégré de tout l’ensemble de la dalle.

3. Dalle Flottante: Caractérístiques Techniques
• Possibilité de maintenir la stabilité de l’ensemble et à la fois obtenir des
faibles fréquences de résonance, ce qui nous apporte un grand
rendement anti-vibration, grâce a la grande stabilité qu’on obtient en
réduisant le centre de gravité de l’ensemble.
• Fréquence propre(Hz)

3. Dalle Flottante: Caractérístiques Techniques
• Possibilité de remplacer les silentblocks par d’autres de différentes
charges ou différentes fréquences propres.
• Systèmes de rapide mise à niveau intégré de tout l’ensemble de la dalle.
• Différents épaisseurs de dalle.
• Epaisseurs standard de la dalle h1=128mm et h1=148mm. Possibilité de
fournir d’autres épaisseurs. Séparation standard S= (de 1 à 5mm) Pour des
cas spéciaux il y a la possibilité d’augmenter.cas spéciaux il y a la possibilité d’augmenter.
• On maintient une fréquence propre basse même avec des grandes
variation de charge.
• Possibilité de changer la séparation entre la dalle et le sol entre 10mm
et 50mm
• On peut construire en maintenant un certaine inclinaison

3. Dalle Flottante
On a installé une Dalle Flottante anti-vibration pour protéger des vibrations
qui s’étaient produites sur le Centre de Données, appareils de
communication et le reste des appareils électroniques sensibles aux vibrations,
par conséquence des travaux qui s’étaient effectués à l’hôpital.
Le projet se centra à protéger des marteaux pneumatiques. Les marteaux
pneumatiques travaillent à 900 coups par minute, dans ce cas et à
conséquence de ce travail, si on réalise une prise de mesures de vibrations onconséquence de ce travail, si on réalise une prise de mesures de vibrations on
retrouvera plusieurs pics sur le graphique, lesquels nous disent que nous
avons des vibrations sur des fréquences précises avec une haute
accélération.
On aura, par conséquence des 900 coups, des maximum d’accélération à 15Hz
et les harmoniques de ceux-ci, c’est-à- dire 30Hz, 45Hz, etc.

3. Dalle Flottante: Centre de Données Hôpital de Manresa en Espagne
D’un autre côté à cause des
impacts et au moment de la
rupture de la roche quelques pics
de l’accélérations e produiront
dans des fréquences précises,
ceci dépendra du type de roche
et du type de sol où se propagentet du type de sol où se propagent
les vibrations. Dance ce cas nous
avions quelques pics entre 30 et
45Hz.
En plus, il faut tenir en compte que
le processus de compactage, qui
produit des vibrations à des
fréquences de 25 ou 35 HZ, en
fonction du fabricant de la
machine à compactage.

Exemple de Protection Antisismique
ITEM 1: Dalle anti-vibration, avec atténuation sismique pour tremblement de
terre d’intensité moyennes-basse.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Dimensiones losa (metros) 10x15
Superficie losa (m2) 150
Peso EQUIPOS Y PERSONAS (Kg.) carga máxima 60.000
Peso EQUIPOS Y PERSONAS (Kg.) carga mínima 18.000
Peso de la losa (Kg.) 54.000Peso de la losa (Kg.) 54.000
Peso total suspendido (Kg.) carga máxima 114.000
Peso total suspendido (Kg.) carga mínima 72.000
Sobre-carga de uso (Kg.) 41.000
Carga Total máxima (Kg.) 155.000
Nº de AMORTIGUADORES por losa 155
Coeficiente de Rigidez losa KN/m 76.462
Coeficiente de Rigidez losa Kg/mm. 7.646
Factor de Resonancia losa (r.p.m) en carga máxima 245
Factor de Resonancia losa (Hz) en carga máxima 4,08
Factor de Resonancia losa (r.p.m) en carga mínima 308
Factor de Resonancia losa (Hz) en carga mínima 5,14
% de aislamiento para 25 Hz (+) del 99%
% de aislamiento para 50 Hz (+) del 99%
% aislamiento para 100 Hz (+) del 99%
Espesor de la losa (mm) 150

- En plus du système basique de la salle anti-vibration on placera des
amortisseurs de fil de fer inoxydable avec double semelle anti-glissante. La
semelle anti-glissante donne un amortissement élevé face aux mouvements
horizontaux si la dalle tombe quelques centimètres, vu que les coussins seront
séparés de la dalle.
- Fixation des amortisseurs aux conteneurs pour éviter un possible- Fixation des amortisseurs aux conteneurs pour éviter un possible
renversement lors d’un séisme d’intensité moyenne.
- Placement à la partie inférieur de chaque amortisseur de ressort du conteneur
fixé au ressort et à la semelle anti-glissante. Mais en plus on ajoute une base
mécanisée d’acier pour partager des charges et proportionner l’union entre
les deux. On peut alors amortir des tremblements de terres d’intensité moyenne.
Il est nécessaire d’indiquer que le faux sol devrait être « vissé » au carreau, et
non pas seulement collé, pour que les pieds et les dalles du sol technique se
déplacent horizontalement avec la dalle et éviter que le sol s’effondre.

ITEM 2 (OPTIONEL): Pour atteindre un degré majeur de protection nous devrions réaliser
une union physique de tous les racks de superficie avec de la platine de fer avec
interposition des amortisseurs de fil de fer inoxydable, de même nous devrions remplacer
les pattes niveleuses par des pieds de machine avec des amortisseurs de fil de fer
inoxydable et semelle anti-glissante.
De cette façon on aura uneDe cette façon on aura une
majeure masse d’ensemble et
on évite le renversement face
à des grande forces
horizontales.
La force est égale à la masse
par accélération, en unissant la
masse on diminue les
accélérations et ainsi le
mouvement des appareils dans
le Centre de Données, freiné
aussi par les pattes anti-glissantes.

ITEM 3 (OPTIONEL): Système contre collision pour absorber l’énergie
des impacts horizontaux de la dalle en cas de séisme dans les 2 axes
horizontaux X et Y.
Le plus grand degré de protection en comprenant un mur en béton de
200mm et l’hauteur depuis le forgé jusqu’au faux sol, sur lesquels on
placera des éléments élastiques horizontaux autant sur le côté de la dalleplacera des éléments élastiques horizontaux autant sur le côté de la dalle
comme sur les carreaux du faux sol pour qu’à l’heure du déplacement ils
cèdent leur énergie à ces éléments élastiques horizontaux.
Le mur sera en charge de réaliser la force opposée à celle de la dalle et
résister le choque. Il se protégera avec du coton de roche l’espace du
périmètre de la salle.
ITEM 4 (OPCIONAL): Augmenter la masse sismique en agrandissant
l’épaisseur de la dalle de 150mm à 200mm, pour améliorer le comportement
et l’isolation, en diminuant ainsi le niveau des accélérations à nouveau.

Autres Solutions antisismiques: Plataformes

Autres Solutions antisismiques: Sols

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Emilio Sapina
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