- 相關推薦
建筑工程容許振動標準簡介論文
國家標準《建筑工程容許振動標準》是根據中華人民共和國住房和城鄉建設部下達的標準編制任務，由中國機械工業集團有限公司會同有關設計、勘察、科研、教學、管理等單位組成標準編制組，用時兩年完成了標準的報批稿。
1標準編制的目的
建筑工程中的振動問題越來越引起人們的重視：如果振動過大，會影響建筑結構的安全、機器設備的正常工作、儀器儀表的測量精度、工作人員的身體健康以及對環境的污染。在我國工程設計中還沒有一個統一的建筑工程容許振動標準。許多情況下，設計人員由于找不到設計依據而參照國外標準或手冊，而國外標準和手冊的工程和測試背景與我國又有所不同，造成了設計的不準確。盡管我國現行國家標準中有多本也涉及到容許振動標準，但標準的確定還不全面、不完善，甚至相互矛盾，如很多標準給出的容許振動標準沒有明確是時域范圍還是頻域范圍，沒有明確是峰值還是均方根值，沒有明確控制點位置，沒有區分是隔振還是非隔振時的容許振動標準，應用時會產生很大的差異。
針對目前國內建筑振動工程設計中的常見情況，編制了國家標準《建筑工程容許振動標準》，編制的原則，闡述了標準編制的目的、簡要過程和文獻標志碼：A。盡可能全面地給出各種工況下的容許振動標準值,明確了其適用范圍和取值標準，為工程設計提供可靠的依據。
2標準的基本規定
一般情況下精密儀器及設備采用的容許振動標準，應由設備制造廠家提供，或由技術人員研究提出，或通過試驗確定；當設備制造廠家和技術人員不能提供且無法進行試驗時，按本標準采用。標準對振動測試方法和振動控制點的位置，特別對測試儀器、測試系統、振動頻率范圍等作了明確規定，明確了數據分析的方法，避免了由于數據分析方法的差異而對最終結果產生影響。本標準中將測試方法、評價指標和容許振動標準形成了一個完整的評價體系。
3精密儀器及設備的容許振動標準
本標準根據現行相關國家標準、iso國際標準、通用標準曲線以及設備制造商提供的儀器設備標準，結合長期的試驗研究結果，對常用精密儀器及設備進行了重新分類和補充，劃分為精密加工設備、計量與檢測儀器、顯微鏡、電子工業儀器與設備、光學加工及檢測設備、三坐標測量機共6類。針對各類精密儀器和設備，明確了時域或頻域范圍、峰值或均方根值的取值方法，其中有部分精密儀器和設備的容許振動標準是首次提出來的。
4動力機器基礎的容許振動標準
動力機器基礎的種類很多，根據現有國家和行業標準統計，本標準劃分為11類，B卩：壓縮機基礎、汽輪發電機組和重型燃氣輪機基礎、鍛錘基礎、壓力機基礎、破碎機和磨機基礎、發動機基礎、振動試驗臺基礎、通用機械基礎、紡織機基礎、金屬切削機床基礎、冶金振動篩和乳機基礎。動力機器基礎設計的目的是要把基礎的振動控制在容許范圍內，以滿足機器正常運轉、保證操作人員正常工作和身體健康、對周圍建（構）筑物和儀器設備沒有不良影響。目前，國內外關于動力機器基礎相關標準很多，一些標準是從某一側面來考量的，不夠全面。本標準的制定是在研究國內外大量標準的基礎上，結合我國現有的科研成果和設計方法，經過反復對比分析，較全面的考量了振動影響的各種因素，提出的指標更加合理和適用。
4.1.壓縮機基礎
壓縮機基礎的設計除了我國現行《動力機器基礎設計規范》（GB50040-1996)和《隔振設計規范》（GB50463-2008)外，在人員感知方面，有《動力設備基礎》（ACI351.3R-04)、《動力設備基礎第1部分：往復式設備基礎》（BSCP2012-1)等；在機器正常運行方面，有《在非旋轉部件上測量和評價機器的機械振動》（GB/T6075系列）等；在對建筑物影響方面，有《機械振動與沖擊建筑物的振動振動測量及其對建筑物影響的評價指南》（GB/T14124-2009)、《建筑物振動的評價與測量第2部分：地面產生振動的破壞等級》（BS7385-2)、《動力設備基礎第1部分：往復式設備基礎》（BSCP2012-1)、《結構振動第3部分：振動對結構的影響》（DIN4150-3)。本標準的制定綜合考慮了各種因素。
4.2汽輪發電機組與重型燃氣輪機基礎
其容許振動值的確定，主要考慮以下因素。
(1)汽輪發電機組基礎的容許振動標準和計算相關規定是根據現行國家標準《動力機器基礎設計規范》（GB50040-1996)的規定確定。我國《動力機器基礎設計規范》的總體要求概括來說,就是在機器額定轉速的±25%頻率范圍內，擾力值取機器轉子重量的0.2倍，對汽輪發電機基礎進行強迫振動響應分析，基礎的容許振動值采用容許振動位移控制，位移峰值不大于20JUI1。我國《動力機器基礎設計規范》頒布實施至今已有十幾年，大量的工程實踐證明《動力機器基礎設計規范》是可靠、適用的。
國外主要國家和汽輪機制造廠家均采用ISO標準。機器動擾力的取值規定參照ISO1940-1-2003《機械振動恒態（剛性)轉子平衡品質要求第1部分：規范與平衡允差的檢驗》（GB/T9239.1_2006)。基礎的容許振動限值規定參照ISO10816-2《在非旋轉部件上測量和評價機器的機械振動第2部分：50MW以上陸地安裝的大型汽輪發電機組》（GB/T6075.2-2002)。ISO標準采用4個評價區域對機器振動進行評價。
綜合比較動擾力和振動位移限值，我國《動力機器基礎設計規范》的振動控制要求與ISO標準平衡等級G6.3相當，而比ISO標準推薦采用的平衡等級G2.5要嚴格得多。
(2)由于目前我國現行規范沒有彈簧隔振汽輪發電機組基礎的振動限值規定，簡單套用我國《動力機器基礎設計規范》的規定不盡合理。本標準的容許振動值參考了GB/T6075.2-2002《在非旋轉部件上測量和評價機器的機械振動第2部分：50MW以上陸地安裝的大型汽輪發電機組》（ISO10816-2),該標準被國內外主要汽輪發電機制造商和彈簧制造商所認可，并在國內外工程中普遍使用。
在ISO標準中，彈簧隔振汽輪發電機組基礎與非隔振基礎的振動控制要求沒有區別。本標準彈簧隔振基礎的振動控制限值比普通基礎有所放松，當平衡等級取ISO標準推薦的G2.5時，彈簧隔振汽輪發電機組基礎的振動限值與我國《動力機器基礎設計規范》普通基礎相比，放大約1.1倍。
4.3鍛錘基礎
鍛錘未安裝隔振裝置時鍛錘基礎的容許振動位移和容許振動加速度，是根據現行國家標準《動力機器基礎設計規范》（GB50040-1996)確定的。鍛錘安裝隔振裝置時，鍛錘隔振基礎的容許振動位移參照現行國家標準《隔振設計規范》(GB50463-2008)。為了保證自由鍛錘在塊體基礎下安裝隔振裝置后能夠正常工作，標準對隔振后鍛錘設備和塊體基礎的位移設定了限制，目的是為了保證不會因為位移太大（對鍛錘而言，主要是豎向位移）而影響鍛錘正常工作。標準所給出的容許振動位移值，是指鍛錘或塊，體基礎離開靜態零位移點的單向最大值。
4.4壓力機基礎
壓力機基礎容許振動位移是根據現行國家標準《隔振設計規范》（GB50463-2〇08)的原則確定，標準分為非隔振和隔振兩種情況，更便于進行控制。同時，因為實際上隔振后很多壓力機在底座處的豎向振動位移超過1mm仍能夠正常工作，所以該容許振動位移數值調整為3mm,使之更加合理。對于隔振的情況，無論壓力機支承于塊體基礎或鋼梁上，或是直接支承在隔振器上，控制點都是壓力機底座處。
4.5發動機基礎
活塞式發動機自身的振動評級多個國家已有標準，均采用振動速度均方根值作為振動評級和驗收的衡量指標。考慮到與機器自身振動評級呼應，且振動速度與振動能量和振動產生的內應力直接對應，以及建筑行業采用峰值的習慣，本標準采用了時域內振動速度峰值作為發動機基礎的容許振動值。該振動值是按與機器振動評級B的上限值對應的振動烈度值并留有余地確定的。由于發動機的功率大小和平衡性能相差很大，對平衡性能好或功率小的發動機，設計時容許振動值宜控制得嚴一些。發動機基礎隔振后，不存在振動對地基和周圍環境的影響，且隔振基礎的振動更接近于設備自身的振動，故發動機隔振基礎的容許振動值可以比地基上的基礎大幅提高。
4.6振動試驗臺基礎
電液伺服液壓振動試驗臺是以液壓源為動力，伺服閥驅動，通過電控系統形成閉環控制的振動試驗系統，屬于強力振動設備。在進行振動試驗時，一方面，試驗臺作動器的推力較大，運動過程中可能會引起地基的振動響應；另一方面，外部環境振動過大，也會影響振動臺的試驗精度。因此，在地基基礎設計時，除了要減少振動對周圍環境的影響和避免對附近建筑安全的影響外，還要避免環境振動對試驗精度的影響。根據大量數據統計，國內外電液伺服振動試驗臺主要試驗頻率區間是在〇~200Hz,并以1.0~30Hz的激勵為主；絕大多數振動試驗臺作動器的行程為300mm,振動試驗的位移振幅控制范圍為±150mm。4.7通用機械基礎
容許振動值的確定主要考慮以下原則：一是應保證機器本身的正常運轉；二是動力設備基礎振動所產生的振動波，通過地面振動傳播衰減后，對工業建筑物和操作工人不產生有害的影響。本標準采用的機器基礎容許振動值，對工業建筑物和操作工人均不會產生有害影響。而當振動設備基礎的廠房周邊有防振要求，或當風機、水泵等基礎設置在其他建筑物地面或地下室時，基礎的容許振動值實際應由相關建筑物功能的防振要求控制。項目設計中，設計人應綜合考慮確定容許振動值和基礎設計方案，還應特別注意振動固體傳聲和管道振動對樓蓋的影響。
4.8紡織機基礎
目前紡織機型號不斷升級進步，已采用了電子設備等新興技術手段，其先進程度較高，但對靈敏度要求較高設備的容許振動值標準卻未作專門規定。根據對國內多家現有進口劍桿紡織機的生產車間進行實測結果來看，其振動幅值一般在0.05mm范圍以內，未發現振動對生產有異常影響，故確定〇.〇5mm為其振動限值。
4.9金屬切削機床基礎
本標準適用于一般用途的金屬切削機床，當金屬切削機床對基礎的振動有特殊要求時，需要根據具體要求專門設計基礎。金屬切削機床的基礎是指金屬切削機床安裝處的混凝土基礎或金屬切削機床坐落處的地坪面。金屬切削機床安裝處基礎的振動對金屬切削機床的加工精度會產生一定的影響，為了保證金屬切削機床的加工精度，基礎設計中應根據不同精度金屬切削機床基礎的振動限值，考慮環境振動的傳遞影響，采取合適的結構形式或隔振措施。
4.10冶金振動篩和軋機基礎
冶金工業熱軋、冷軋等各類乳機的基礎一般都是采用墻式或大塊式基礎，基礎的水平和豎向剛度較大，在沖擊力作用下，基礎振動速度和位移較小。根據實際測試的乳機振動結果，乳機基礎的最大振動加速度均在〇.2~0.8m/s2，且冶金企業多位于7度或7度以上設防地區。從抗震角度考慮并根據現場振動測試分析，確定了振動加速度限值。
5生產操作區的容許振動標準
本標準主要考慮了在動力機械附近工作的操作人員受全身振動影響時，建筑物內以及振動機械附近，生產操作區的操作人員通過支撐面傳遞到整個身體的振動，即通過站立人雙腳、就座人臀部或斜靠人背部的支撐表面傳遞到人體的振動。適用于生產操作區立姿、坐姿和斜靠姿的人。當生產操作區的操作人員承受全身振動的影響時，根據振動強度、頻率、方向和持續時間，將振動控制界限劃分為舒適性降低界限、疲勞-工效降低界限。
標準適用于頻率范圍為1~80Hz的周期振動、隨機振動或具有分布頻譜的非周期性振動，也適用于其能量在此頻帶范圍內的連續沖擊型振動。低于1Hz的振動會出現許多傳遞形式，并產生一些與較高頻率完全不同的影響，不能簡單地通過振動的強度、頻率和持續時間來解釋。高于80Hz的振動，感覺和影響主要取決于作用點的局部條件，目前還沒有建立80Hz以上的、關于人的整體振動標準。
容許振動標準可采用1/3倍頻程分析法，用分布在1/3倍頻段的加速度值表示振動限值；也可采用振動計權分析法，用單一參數振動計權加速度級表示振動限值。采用計權法單一數值表征振動環境是一種近似方法，一般情況下，由于振動頻譜不會和頻率計權網絡性狀相同或相似，且頻帶一般不會很寬，振動計權分析法與1/3倍頻程分析法兩種方法衡量結果差別不大。
6建筑物內人體舒適性的容許振動標準
建筑物內振動對人體的影響屬于全身振動，
本標準適用于頻率范圍為1~80Hz的周期振動、隨機振動或具有分布頻譜的非周期性振動，也適用于其能量在此頻帶范圍內的連續沖擊型振動。建筑物內使用者和居住者以站姿、坐姿、臥姿等多種方式活動：當人在建筑物內活動姿式相對固定時，采用水平向或豎向軸數值；當人在建筑物內站立、躺臥，姿式不固定時，采用混合軸曲線。考慮到使用者工作、生活主要是在建筑物室內地面或樓面上，豎向振動是影響的主要因素。
7交通振動的容許振動標準
交通運輸（公路、鐵路、城市軌道交通）引起的地表振動屬于間歇性長期振動，這種振動與其他工業振動特征有所不同。交通振動對建筑結構影響的容許振動值，國內目前沒有同類囯家標準，本章的編制主要參考了德國標準DIN4150-3、英國標準BS7385、瑞士標準SN640312a，并結合了我國的大量工程實踐。交通振動對建筑物內人體舒適性影響的容許振動值，主要參照ISO2631-2和英國標準BS6472-1，根據對比分析，采用四次方振動劑量法更適合評價交通引起的間歇性長期振動對建筑物內人體舒適性的影響。
8建筑施工振動的容許振動標準
標準對打樁、地基處理和巖土爆破等施工振動對建筑結構影響的容許振動標準作出規定，是在參考國內外相關科技文獻資料并結合標準編制組成員工程經驗基礎上提出來的D標準制定中，考慮了施工振動對建筑結構影響的累積效應：當振動作用次數較少、作用時間較短時，容許振動值可以適當提高。這是我國首次全面提出對建筑地基基礎工程施工振動影響進行評估的標準。
9聲學環境振動的容許振動標準
噪聲的產生源于振動，是社會環境中的一個大問題。世界各國都制定了許多噪聲標準以控制噪聲污染。同時，國內外也制訂有振動評價和限制的標準規范，用于振動控制、結構安全以及勞動保護等方面，振動和噪聲指標是各自獨立的，目前還沒有一個通過限制結構振動來控制噪聲的標準。本標準參照國內外有關標準資料，綜合考慮了振動噪聲的輻射作用、室內混響、噪聲疊加和聽覺計權等方面的因素，提出了民用建筑、聲學試驗室和水聲試驗室的容許振動標準。
10標準編制中存在的問題和今后發展方向
(1)本標準中提出的容許振動標準，還局限于目前常用的儀器與設備，一些先進的新型儀器設備由于缺乏試驗數據，尚未納人標準中。
(2)隨著測試儀器的先進化和評價方法的科學化，要探索研究振動控制最合理的評價體系。
(3)標準中沒有包括地震和風振作用下建筑工程的容許振動標準，也沒有包括振動環境中古建筑的容許振動標準。
【建筑工程容許振動標準簡介論文】相關文章：
汽輪機葉輪振動分析論文11-10
標準的個人簡介10-09
建筑工程標準化管理措施論文10-09
計算機機械振動加固技術應用論文10-08
土木工程論文簡介09-30
論文格式標準11-21
標準論文格式11-14
論文格式標準10-06