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多层工业厂房的振动问题分析（下）
三、结构方案及布置原则
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。
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最有利的位置，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。
通过以上的分析，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：
①动力设备应布置在梁上，但不能放在悬臂梁上，且使水平方向的惯性力沿着梁的纵向方向；
②垂直扰力较大的设备宜布置在承重墙、柱及梁支座附近；
③水平扰力较大的设备布置时，其扰力方向宜与楼盖刚度较大的方向一致；
④支撑振动设备的框架为多跨结构时，宜采用等跨结构；
⑤振动筛不宜跨轴线，以免筛下留孔切断框架梁；
⑥同时布置有较大振动设备或对振动敏感的设备，宜分类集中，分区布置，减少相互影响；
⑦动荷载作用下多跨梁比单跨梁好，在断面、刚度相同的情况下，两跨梁的振幅比单跨梁要小44％，三跨梁的振幅比单跨梁要小49％，而在三跨梁的情况下，动力设备作用在中跨比在边跨振幅要小23％，所以在设备动力荷载作用下，楼板次梁尽量布置成多跨连续梁，动力设备尽可能布置在中间跨，这样可明显地减少楼板的振动。
工业厂房中振动设备的振动问题是结构设计的重点和难点。本文通过理论分析和数值模拟，结合设计中的实际问题，对工业厂房的振动控制，从设备、结构布置和计算方法等方面提出了具体的要求和措施，为多层工业厂房的振动问题的解决提供了参考依据，可用于指导设计工作。
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。
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最有利的位置，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。
通过以上的分析，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：
①动力设备应布置在梁上，但不能放在悬臂梁上，且使水平方向的惯性力沿着梁的纵向方向；
②垂直扰力较大的设备宜布置在承重墙、柱及梁支座附近；
③水平扰力较大的设备布置时，其扰力方向宜与楼盖刚度较大的方向一致；
④支撑振动设备的框架为多跨结构时，宜采用等跨结构；
⑤振动筛不宜跨轴线，以免筛下留孔切断框架梁；
⑥同时布置有较大振动设备或对振动敏感的设备，宜分类集中，分区布置，减少相互影响；
⑦动荷载作用下多跨梁比单跨梁好，在断面、刚度相同的情况下，两跨梁的振幅比单跨梁要小44％，三跨梁的振幅比单跨梁要小49％，而在三跨梁的情况下，动力设备作用在中跨比在边跨振幅要小23％，所以在设备动力荷载作用下，楼板次梁尽量布置成多跨连续梁，动力设备尽可能布置在中间跨，这样可明显地减少楼板的振动。
工业厂房中振动设备的振动问题是结构设计的重点和难点。本文通过理论分析和数值模拟，结合设计中的实际问题，对工业厂房的振动控制，从设备、结构布置和计算方法等方面提出了具体的要求和措施，为多层工业厂房的振动问题的解决提供了参考依据，可用于指导设计工作。
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