淺談振動設備的樓板剛度要求

陳紹隆

【摘 要】工程設計中有振動的設備對樓面的剛度有嚴格的要求，以避免由于共振而導致結(jié)構(gòu)的受力破壞。本文簡明闡述了設備振動對樓面的剛度要求及其結(jié)構(gòu)特點。

【關鍵詞】振動設備；樓板；剛度

前言

工程設計尤其是工業(yè)平臺，有許多設備是有強烈振動的，例如振動篩、破碎機等其振動相當大，對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。樓板振動不僅僅是一個關于建筑物正常使用的舒適度問題，同時也是一個關于結(jié)構(gòu)的安全性問題。這個問題在國外早已引起重視并已經(jīng)進行了深入的研究，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛運用到實際工程設計中。

總體而言，樓板上的振動據(jù)分析有簡化計算方法和有限元動力時程精確計算方法兩種，簡化計算方法可以參見《高層建筑混凝土技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010附錄A，但是該方法只適用于粗略估計樓板的豎向振動加速度，尤其是當樓蓋豎向自振頻率估計不準確時，其誤差較大。除此之外《高層建筑混凝土技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010附錄A也是推薦采用時程分析方法，在此主要介紹有限元動力時程分析精確計算方法。

一、樓板豎向采取有限元時程分析法問題

1、樓板豎向剛度必須準確模擬。樓板作為鋼梁或者混凝土梁的翼緣參與工作，因此樓板與鋼梁或者混凝土梁的相對位置關系要在有限元程序里面準確模擬，而不應該采用通常的梁和板的中線在同一平面上，然后利用中梁（或邊梁）剛度放大系數(shù)的方法近似考慮翼緣作用。

2、再一個就是樓板有限元的準確劃分和豎向自振頻率的準確求解。樓板的劃分的單元邊長一般而言不宜大于0.5m，同時不應大于任意兩個相鄰平行次梁中心間距的1/4，只有達到上述要求，方能相對準確的模擬出樓板的豎向自振振型（不是主次梁的豎向自振振型）。另外，計算的振型數(shù)應以使最高振型的頻率達到15Hz以上為準，上述方法可以較為準確的模擬高階振型的影響。

3、還有就是彈性模量、阻尼比的取值。因為人步行產(chǎn)生的豎向振動幅度較小，且振動的速度較快，樓板、梁均處于彈性狀態(tài)，所以彈性模量宜取動力彈性模量；而阻尼比對于沒有隔墻情況易取1%—2%，隔墻較多時可取3%—4%。

二、樓板振動結(jié)構(gòu)的特點

通過實測樓板振動結(jié)構(gòu)分析表明，設備振動既有本層的傳遞放大作用，也有上下傳遞放大作用，其結(jié)構(gòu)振動的特點有：

1、各層樓板的振動可劃分區(qū)域，每個區(qū)域可與振動的影響建立相關性；

2、局部樓板的剛度較小，是造成該層樓板振動位移幅值相對較大的主要因素；

3、樓板的固有頻率和設備的振動頻率接近時易引起共振，所以設計人員在對有振動

設備平臺進行設計時應考慮樓板的固有頻率遠離設備的振動頻率。

設計人員在設計中必須考慮設備振動對樓板的影響，以保證樓面具有足夠的剛度滿足工程的安全性及舒適性要求。

參考文獻：

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