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工业厂房的结构方案是和工艺的设备布置紧密相关的,受到工艺设备布置的制约。在进行初步设计确定工艺方案时,结构设计人员就应参与设备布置的讨论,结合实际情况针对不同设备提出具体的结构布置方案,尽可能把动力设备置于对结构相当有利的位置,尽可能从布置上减轻设备振动对结构可能产生的不利影响。
结合设计中遇到的振动现象(楼盖的垂直振动和框架整体的水平振动),从控制振动的两个因素出发,对设备、结构布置采取以下措施来减少动力设备对结构的振动影响行:
1)振动设备尽量布置在底层,尽可能将设备基础或支撑体系与主体结构脱开;
2)在设备上加设振子,设备振动时振子对设备形成反方向的激振力,达到减振目的;
3)调整设备的振动频率或者转向,使其错开结构的自振频率,以免发生共振。当有多台设备共同工作时,可使其运转方向相互错开,避免在同一方向产生共振;
4)在设备无法调整的情况下,设法调整结构的自振频率。例如改变梁柱的截面,增设支撑,改变结构形式等,通过调整结构布置来实现振动的控制。
对于有动力设备的厂房,结构振动往往不能完全避免,故如何将振动的影响控制在结构安全的范围之内,控制在不影响厂房内敏感设备和操作人员正常运行的范围之内,解决振动问题就成了厂房结构设计中的关键。
由于设备振动的不确定性和复杂性、结构计算分析模型的误差以及与实际情况的差异,使得所谓“的振动分析”很难有效的控制结构的振动性能。更有效的减振措施是概念设计而不是计算,所以结构方案和布置显得尤为重要。
由结构的自振频率计算公式看,结构的自振频率主要取决于结构的刚度,而结构的刚度又取决于结构的布置方案。故首先我们应从结构布置方案上采取措施,从布置上减轻设备振动对结构可能产生的不利影响。
随着城市地铁等轨道交通的发展,城市轨道交通的振动和噪声问题越来越引起人们的重视。城市轨道交通对室内产生的振动噪声测试则是有效评价轨道交通振动噪声对人影响的首要任务。轨道交通运行时,其振动和噪声主要是通过结构传播,因此测试轨道交通振动噪声主要是测试轨道交通运行产生的振动和结构噪声两个方面。
目前测试轨道交通运行产生的振动和结构噪声主要有以下标准:
GB/T 50355-2018住宅建筑室内振动限值及其测量方法标准
HJ 793-2016城市轨道交通(地下段)结构噪声检测方法
JGJ/T 170-2009 城市轨道交通引起建筑物振动与二次噪声限值及其测量方法标准
DB31/T470-2009 城市轨道交通(地下段)列车运行引起的住宅室内振动与结构噪声限值及测量方法
其中GB/T 50355-2018为国家标准,因此该标准的适应范围广也有效;HJ 793-2016为环保部标准,该标准仅给出了结构噪声的测试方法,也没有给出评价标准;JGJ/T 170-2009为行业标准;DB 31/T470-2009为上海市地方标准,原则上仅在上海有效。
振动试验标准:
GJB 150.25-86
GB-T 4857.23-2003
GBT4857.10-2005
WJ231-77
在现场或实验室对振动系统的实物或模型进行的试验。振动系统是受振动源激励的质量弹性系统,如机器、结构或其零部件、生物体等。振动试验是从部门 发展起来的, 现在已被推广到动力机械、 交通运输、建筑等各个工业部门及环境保护、劳动保护方面,其应用日益广泛。振动试验包括响应测量、动态特性参量测定、载荷识别以及振动环境试验等内容。
响应测量
主要是振级的测量。为了检验机器、结构或其零部件的运行品质、安全可靠性以及确定环境振动条件,必须在实际工况下,对振动系统的各个选**和选定方向 进行振动量级的测定,并记录振动量值同时间变化的关系(称为时间历程)。对周期振动,主要测定振级(位移、速度、加速度或应变的幅值或有效值)和振动周 期;对瞬态振动和冲击,主要测定位移或加速度的峰值和响应持续时间;对平稳随机振动,主要测定力和响应的时间历程的均值和方差等;对非平稳随机振动, 可把时间划分为许多小段,测定各小段内时间历程的均值和方差,找出它们同时间的关系,并以此作为振级的度量。
许多机器的振动速度在很宽频率范围内几乎为常数,所以可用在机器上选**测得的振动速度的有效值作为机器振动强烈程度(称为振动烈度)的指标。
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