近期检测与加固中心接到了很多业主的咨询 ,关于厂房要增加行车 ,要增加机床等设备 ,担心原来的承载力不足 ,引起老厂房沉降等情况 。 由于越来越多的动力设备上楼 ,工业厂房的结构设计时 ,不仅要考虑常规的静荷载 ,还必须考虑大型动力设备的动荷载及其引起的振动 ,我们这次就来讲讲厂房的结构对振动的影响 。
以下是检测与加固中心的技术专家结合实际工程 ,对工业厂房结构设计中由振动设备所产生的振动问题 ,对工业厂房的振动控制 ,从设备、结构布置方面提出了具体的要求和措施 。
随着工业技术的不断发展及农业生产用地的日趋紧张 ,发展多高层工业厂房已成必然趋势 ,各种振动设备也随之上楼 。 受设备振动的影响 ,或者设备振动之间相互影响 ,导致振动放大 ,并传播到结构上引起厂房结构振动 ,轻者影响生产 ,使结构产生裂缝;重者导致结构破坏 。
振动问题给我们的生产和生活带来很多危害 。 厂房内的大型动力设备在使用时 ,会产生巨大的反复变动的荷载 ,这荷载引起楼盖的垂直振动 ,同时也有整体的水平振动 。 结构的振动过大 ,降低了机器的动态精度和使用性能 ,同时使处在其中的工作人员有不舒服感 ,影响人员的身体健康 。
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 。 振动测试就是一个非常必要的检测手段 。
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“精确的振动分析”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 。
振动测试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 。
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 。
由于建筑物的振动会影响厂房的结构安全性及生产产品的质量 ,同时还会对建筑物内的人们造成身体的和心理的危害 ,为了进一步对厂房结构的安全性进行评价 ,对该类厂房做振动测试是有必要的 。
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