工業(yè)廠房的振動(dòng)問(wèn)題結(jié)構(gòu)解決方案

　　我們接到過(guò)許多客戶咨詢，關(guān)于廠房要增加行車，要增加機(jī)床等設(shè)備，擔(dān)心原來(lái)的承載力不足，引起老廠房沉降等情況。由于越來(lái)越多的動(dòng)力設(shè)備上樓，工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要考慮常規(guī)的靜荷載，還必須考慮大型動(dòng)力設(shè)備的動(dòng)荷載及其引起的振動(dòng)，我們這次就來(lái)講講廠房的結(jié)構(gòu)對(duì)振動(dòng)的影響。

 

 

　　本文結(jié)合實(shí)際工程，對(duì)工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中由振動(dòng)設(shè)備所產(chǎn)生的振動(dòng)問(wèn)題，對(duì)工業(yè)廠房的振動(dòng)控制，從設(shè)備、結(jié)構(gòu)布置方面提出了具體的要求和措施。

 

　　隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地的日趨緊張，發(fā)展多高層工業(yè)廠房已成必然趨勢(shì)，各種振動(dòng)設(shè)備也隨之上樓。受設(shè)備振動(dòng)的影響，或者設(shè)備振動(dòng)之間相互影響，導(dǎo)致振動(dòng)放大，并傳播到結(jié)構(gòu)上引起廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng)，輕者影響生產(chǎn)，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫；重者導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。

 

　　振動(dòng)問(wèn)題給我們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)很多危害。廠房?jī)?nèi)的大型動(dòng)力設(shè)備在使用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生巨大的反復(fù)變動(dòng)的荷載，這荷載引起樓蓋的垂直振動(dòng)，同時(shí)也有整體的水平振動(dòng)。結(jié)構(gòu)的振動(dòng)過(guò)大，降低了機(jī)器的動(dòng)態(tài)精度和使用性能，同時(shí)使處在其中的工作人員有不舒服感，影響人員的身體健康。

 

　　對(duì)于有動(dòng)力設(shè)備的廠房，結(jié)構(gòu)振動(dòng)往往不能完全避免，故如何將振動(dòng)的影響控制在結(jié)構(gòu)安全的范圍之內(nèi)，控制在不影響廠房?jī)?nèi)敏感設(shè)備和操作人員正常運(yùn)行的范圍之內(nèi)，解決振動(dòng)問(wèn)題就成了廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵。

 

　　由于設(shè)備振動(dòng)的不確定性和復(fù)雜性、結(jié)構(gòu)計(jì)算分析模型的誤差以及與實(shí)際情況的差異，使得所謂“精確的振動(dòng)分析”很難有效的控制結(jié)構(gòu)的振動(dòng)性能。更有效的減振措施是概念設(shè)計(jì)而不是計(jì)算，所以結(jié)構(gòu)方案和布置顯得尤為重要。

 

　　由結(jié)構(gòu)的自振頻率計(jì)算公式看，結(jié)構(gòu)的自振頻率主要取決于結(jié)構(gòu)的剛度，而結(jié)構(gòu)的剛度又取決于結(jié)構(gòu)的布置方案。故首先我們應(yīng)從結(jié)構(gòu)布置方案上采取措施，從布置上減輕設(shè)備振動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的不利影響。

 

　　工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)方案是和工藝的設(shè)備布置緊密相關(guān)的，受到工藝設(shè)備布置的制約。在進(jìn)行初步設(shè)計(jì)確定工藝方案時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員就應(yīng)參與設(shè)備布置的討論，結(jié)合實(shí)際情況針對(duì)不同設(shè)備提出具體的結(jié)構(gòu)布置方案，盡可能把動(dòng)力設(shè)備置于對(duì)結(jié)構(gòu)最有利的位置，盡可能從布置上減輕設(shè)備振動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的不利影響。

 

　　結(jié)合設(shè)計(jì)中遇到的振動(dòng)現(xiàn)象（樓蓋的垂直振動(dòng)和框架整體的水平振動(dòng)），從控制振動(dòng)的兩個(gè)因素出發(fā)，對(duì)設(shè)備、結(jié)構(gòu)布置采取以下措施來(lái)減少動(dòng)力設(shè)備對(duì)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)影響行：

 

　　1）振動(dòng)設(shè)備盡量布置在底層，盡可能將設(shè)備基礎(chǔ)或支撐體系與主體結(jié)構(gòu)脫開(kāi)；

 

　　2）在設(shè)備上加設(shè)振子，設(shè)備振動(dòng)時(shí)振子對(duì)設(shè)備形成反方向的激振力，達(dá)到減振目的；

 

　　3）調(diào)整設(shè)備的振動(dòng)頻率或者轉(zhuǎn)向，使其錯(cuò)開(kāi)結(jié)構(gòu)的自振頻率，以免發(fā)生共振。當(dāng)有多臺(tái)設(shè)備共同工作時(shí)，可使其運(yùn)轉(zhuǎn)方向相互錯(cuò)開(kāi)，避免在同一方向產(chǎn)生共振；

 

　　4）在設(shè)備無(wú)法調(diào)整的情況下，設(shè)法調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率。例如改變梁柱的截面，增設(shè)支撐，改變結(jié)構(gòu)形式等，通過(guò)調(diào)整結(jié)構(gòu)布置來(lái)實(shí)現(xiàn)振動(dòng)的控制。