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建筑構(gòu)造防振計(jì)劃

建筑構(gòu)造防振計(jì)劃1建筑布局防振設(shè)計(jì)的目標(biāo)是得志受振對(duì)象的防振指標(biāo)建筑布局的防振設(shè)計(jì)，主要是使建筑物內(nèi)的各類受振對(duì)象，應(yīng)處在無(wú)害振動(dòng)影響的防振指標(biāo)容許振動(dòng)微量值操縱范圍以內(nèi)［1］。容許振動(dòng)的量值隨科學(xué)技術(shù)進(jìn)展而動(dòng)態(tài)變化，取決于:不同細(xì)致設(shè)備的構(gòu)造特點(diǎn)、細(xì)致度、靈敏度和不同產(chǎn)品精度的允許誤差;人的體質(zhì)和舒適度要求;機(jī)械加工設(shè)備的容許磨損、變形等限制要求;建筑物對(duì)安好度、耐久性的要求和使用壽命。更加在當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)展日新月異，高、精、尖技術(shù)的迅猛進(jìn)展，各類機(jī)械設(shè)備加工的細(xì)致度，產(chǎn)品檢驗(yàn)、分析的量度和靈敏度等均有不同程度的提高，相應(yīng)防振指標(biāo)的容許振動(dòng)量值也需要調(diào)整:目前容許振動(dòng)位移為0.01～10μm，容許振動(dòng)速度為0.001～1.5mm/s，容許振動(dòng)加速度為1×10－3～1×10－9g(g為重力加速度，1g=9.8m/s2)。隨著產(chǎn)品向超高精度、超薄厚度、超高純度、超微量度進(jìn)展，相應(yīng)細(xì)致設(shè)備和儀器的環(huán)境和支承布局要得志“超微量振動(dòng)、超清白度”要求，細(xì)致設(shè)備和儀器的容許振動(dòng)要求均會(huì)相應(yīng)有所提高。目前精密度正向納米級(jí)方向進(jìn)展。

2合理布局內(nèi)外振源細(xì)致工業(yè)應(yīng)選擇在寧?kù)o和清白區(qū)，要求遠(yuǎn)離強(qiáng)振源、強(qiáng)噪聲、強(qiáng)風(fēng)沙、強(qiáng)電磁輻射，有害氣體、液體等污染區(qū)，盡量不選擇填土和薄弱土等不良的地質(zhì)條件，避開(kāi)地震活動(dòng)的斷裂帶和液化區(qū)。廠區(qū)內(nèi)部和車間布置時(shí)，振源區(qū)亦要遠(yuǎn)離細(xì)致區(qū)?？傊侠聿季謨?nèi)外振源可以制止今后的不利影響。

2.1細(xì)致工業(yè)區(qū)的選址在城鎮(zhèn)的進(jìn)展規(guī)劃中，應(yīng)考慮適當(dāng)調(diào)整布局，將城鎮(zhèn)的細(xì)致工業(yè)特意設(shè)置一個(gè)區(qū)，使細(xì)致工業(yè)區(qū)內(nèi)相對(duì)振動(dòng)影響小，相對(duì)較清白，并在主導(dǎo)風(fēng)向上方、產(chǎn)生各種污染最小的區(qū)域。把振動(dòng)大、噪聲大的工業(yè)區(qū)和鐵路、馬路干線均相對(duì)遠(yuǎn)離，把空氣、水質(zhì)有污染的化工工業(yè)布局在主導(dǎo)風(fēng)向的下方(圖1)。細(xì)致工業(yè)區(qū)選址要盡量避開(kāi)不良地質(zhì)區(qū)域，如河灘、湖泊、海邊等薄弱土地區(qū)，酷寒的冰凍地基地區(qū)，以及引起不平勻沉降后不易對(duì)地基舉行處理的區(qū)域。要盡量避開(kāi)9度地震區(qū)，嚴(yán)禁選址在地震活動(dòng)的斷裂帶和飽和砂土的液化區(qū);避開(kāi)強(qiáng)風(fēng)暴、沙塵暴和多雷雨地。2.2廠區(qū)布置廠區(qū)布置時(shí)，要把大或較大振源的鍛錘、壓力機(jī)、沖床和空壓機(jī)相對(duì)集中在廠區(qū)結(jié)果邊的振源區(qū)，一般機(jī)械加工設(shè)備中小振源應(yīng)集中布置在廠區(qū)邊緣一側(cè);物流運(yùn)輸繁忙的廠內(nèi)道路主干線布設(shè)在振源加工區(qū)一側(cè)，而人流道路布設(shè)在另一側(cè)，靠近細(xì)致區(qū)，細(xì)致區(qū)布置要遠(yuǎn)離振源影響區(qū)(圖2);對(duì)細(xì)致度要求最高的設(shè)備或儀器，可經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，設(shè)置在廠區(qū)綜合疊加振動(dòng)影響最小的區(qū)域，以便更好地保證產(chǎn)品精度和檢驗(yàn)精度。對(duì)細(xì)致設(shè)備鄰近的道路，宜采用柔性的瀝青路面或摻有20%左右廢舊輪胎碎塊的路面，在車輛通過(guò)時(shí)能吸收片面振動(dòng)能量，裁減振動(dòng)對(duì)細(xì)致設(shè)備的影響。2.3車間布置由于車間的振源直接影響細(xì)致設(shè)備和儀器，因此需特別加以留神。2.3.1單層廠房布置原那么是要把機(jī)械設(shè)備振源相對(duì)集中布置在廠房的一端，而把細(xì)致設(shè)備和儀器集中布置在另一端，緊鄰細(xì)致設(shè)備布置的振源宜為小型振源設(shè)備，且動(dòng)平衡性能較好、產(chǎn)生振動(dòng)小。制止大型設(shè)備與細(xì)致設(shè)備混雜在一起布置(圖3a)。2.3.2多層廠房布置多層廠房布置時(shí)，同樣應(yīng)一端布置振源設(shè)備，而另一端布置細(xì)致設(shè)備，在底層地面上布置大型振動(dòng)設(shè)備，樓層上布置中小型設(shè)備;當(dāng)確因工藝流程需要在樓層上布置較大型設(shè)備時(shí)，可單獨(dú)設(shè)構(gòu)架式根基伸至樓層，并與樓層脫開(kāi)，或采取隔振;樓層上的中型振源設(shè)備布置時(shí)，應(yīng)盡量避開(kāi)細(xì)致設(shè)備2～3個(gè)開(kāi)間以上，并不應(yīng)在上下同一個(gè)單元內(nèi)。振源和細(xì)致設(shè)備、儀器分別布置在廠房沉降縫的兩側(cè)，可使振源振動(dòng)通過(guò)土體阻尼和增加傳遞距離減弱振動(dòng)影響(圖3b)。樓層上的振源設(shè)備應(yīng)盡量設(shè)置在樓層剛度較大的板梁上，柱、墻邊;將一致設(shè)備布置在一起時(shí)，其旋轉(zhuǎn)運(yùn)行方向盡量指向廠房剛度大的方向，并成對(duì)、呈反對(duì)稱布置，制止振動(dòng)同向、同相位疊加，使之在不同方向、不同相位上彼此有所抵消，減弱振動(dòng)對(duì)細(xì)致設(shè)備的影響。

樓層上的細(xì)致設(shè)備布置時(shí)，也應(yīng)考慮盡量設(shè)在樓層剛度較大的板梁上，柱、墻邊，并避開(kāi)電梯振動(dòng)影響的范圍，以便減小對(duì)細(xì)致設(shè)備的影響。細(xì)致設(shè)備的支承布局或工作臺(tái)務(wù)必是具有確定剛度，制止采用柔性木質(zhì)工作臺(tái)造成彈性二級(jí)振動(dòng)放大。為了裁減長(zhǎng)管路的能量損失，多層廠房?jī)?nèi)的空調(diào)設(shè)備往往靠細(xì)致設(shè)備很近，其產(chǎn)生的振動(dòng)影響顯著。因此宜在廠房外單獨(dú)另建空調(diào)樓，以便利用土體阻尼和距離衰減，裁減振動(dòng)影響。多層廠房底層嚴(yán)禁在樓層梁下設(shè)懸掛式吊車和柱上設(shè)支承式吊車;確因生產(chǎn)需要，可在地面上設(shè)與多層廠房完全脫開(kāi)的小型龍門(mén)式吊車，或采用立柱式小型單軌式或梁式吊車、搖臂式吊車。2.4振動(dòng)疊加響應(yīng)廠內(nèi)外的振源影響要考慮不同穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機(jī)多臺(tái)振源的振動(dòng)疊加響應(yīng)，出現(xiàn)最大振動(dòng)的疊加響應(yīng)有兩臺(tái)振動(dòng)疊加，或最大一臺(tái)振動(dòng)加上其他振源振動(dòng)響應(yīng)Di的平方和開(kāi)方(D=(∑ni=1D2i)1/2;

但只有瞬態(tài)振源時(shí)，由于瞬時(shí)消散，測(cè)不到與其他瞬態(tài)振源的振動(dòng)影響，不管多少臺(tái)可只考慮其中一臺(tái)振動(dòng)的最大響應(yīng)的影響。2.5防振距離防振距離［1－5］可通過(guò)測(cè)試確定。

表1給出了以往以中等土類粘土為代表，在無(wú)減振、隔振措施下，根據(jù)實(shí)測(cè)各類振源的衰減曲線，得志細(xì)致設(shè)備容許振動(dòng)速度0.03mm/s以上的要求而供給的防振距離L0。其中容許振動(dòng)速度＜0.03mm/s時(shí)，由衰減曲線延遲外推確定。對(duì)于其他土類，其與粘土的區(qū)別之間的比值關(guān)系稱土類系數(shù)η，此時(shí)防振距離L(單位m)按下式計(jì)算L=kηL0。(1)根據(jù)實(shí)測(cè)比較，不同土類時(shí)的土類系數(shù)η取值:粘土取1;淤泥質(zhì)土取2～3;

樁基取0.8;松散土(包括卵石、砂層)取0.4～0.6，土體較密實(shí)時(shí)取小值;堅(jiān)硬土取0.25～0.35，巖石類取小值。類型系數(shù)k取值:貨列為1;客列為0.7;汽車類型系數(shù)k見(jiàn)表2;其他類設(shè)備k=1。

3建筑布局防振設(shè)計(jì)構(gòu)造措施對(duì)細(xì)致廠房舉行建筑布局設(shè)計(jì)時(shí)，有影響的振源和有不同要求的細(xì)致設(shè)備宜相互遠(yuǎn)離，太近時(shí)要調(diào)整布置，地基基礎(chǔ)和地面要加大、加厚、加強(qiáng)剛度，對(duì)布局加強(qiáng)整體和局部剛度，必要時(shí)設(shè)防振隔離縫，以及密閉操縱氣流等。3.1相互遠(yuǎn)離防振設(shè)計(jì)中，有細(xì)致度要求的建筑物要遠(yuǎn)離廠區(qū)有影響的振源，這是最有效的方法;當(dāng)場(chǎng)地有限時(shí)，要通過(guò)測(cè)試找到廠區(qū)內(nèi)相對(duì)振動(dòng)影響最小的區(qū)域。3.2加強(qiáng)地基根基和地面剛度細(xì)致廠房和設(shè)備根基宜設(shè)置在具有較大剛度的地基上，薄弱地基要采用硅化或注漿加固地基、復(fù)合地基、擠密樁、灌注樁以及預(yù)制樁基，必要時(shí)多臺(tái)設(shè)備可采用聯(lián)合基礎(chǔ)或筏板根基，增加剛度度和質(zhì)量，有利于減小根基的彈性變形和振源的振動(dòng)，經(jīng)土體阻尼和距離衰減后，裁減對(duì)細(xì)致設(shè)備的影響。細(xì)致間的地面宜適當(dāng)加厚，厚度應(yīng)為400～500mm，可提高地面的整體剛度和壓重，抗?fàn)幒蛪褐朴赏饨鐐鱽?lái)的有害振動(dòng)的影響。3.3加大布局的整體剛度對(duì)廠房結(jié)構(gòu)、樓層和平臺(tái)等支承布局舉行動(dòng)力設(shè)計(jì)時(shí)，要加強(qiáng)布局的空間剛度，增加豎向和水平支撐，適當(dāng)加大支承布局?jǐn)嗝婧蛣偠?，使其豎向和水平向的固有頻率提高到與振源干擾頻率遠(yuǎn)離，制止接近和共振，從而裁減振源振動(dòng)，裁減對(duì)細(xì)致區(qū)的振動(dòng)影響。加大支承布局的剛度，可采用加大、加厚板、梁、柱和根基的斷面，或減小構(gòu)件的跨度，達(dá)成裁減構(gòu)件的變形和振動(dòng)量。3.4增加布局的局部剛度在廠房?jī)?nèi)部的振源區(qū)和細(xì)致區(qū)，必要時(shí)對(duì)其支承布局片面局部加厚或增設(shè)防振墻或加設(shè)支撐，增加布局的豎向和水平縱橫向的局部剛度，以便裁減振源處的振動(dòng)和振動(dòng)輸出，裁減外界振動(dòng)輸入對(duì)精密設(shè)備的影響。增加局部剛度時(shí)，在地震區(qū)宜對(duì)稱設(shè)置，以免地震時(shí)發(fā)生不利的扭轉(zhuǎn)影響。3.5設(shè)縫、封閉和操縱氣流細(xì)致廠房布局設(shè)防振縫，主要是為了隔離振動(dòng)的直接剛性傳遞。設(shè)防振縫密縫時(shí)，不能使用具有確定剛性的物體封縫，應(yīng)采用柔性泡沫等吸振材料。對(duì)廠房?jī)?nèi)外的門(mén)窗應(yīng)采用防風(fēng)密閉，嵌固柔性緩沖材料，以免開(kāi)關(guān)門(mén)窗時(shí)和風(fēng)吹動(dòng)，發(fā)生撞擊性振動(dòng)。室內(nèi)氣流的操縱需采用低速送風(fēng)，限制空氣密度變化率在10%以內(nèi)，必要時(shí)可設(shè)置循環(huán)高效過(guò)濾器裝置，以便過(guò)濾空氣內(nèi)含有的過(guò)量塵埃顆粒，制止送風(fēng)時(shí)引起室內(nèi)空氣滾動(dòng)變化過(guò)大，裁減波動(dòng)和塵埃浮動(dòng)等對(duì)細(xì)致設(shè)備產(chǎn)生的影響。3.6調(diào)平和更換設(shè)備當(dāng)振動(dòng)設(shè)備使用年限已久，由于旋轉(zhuǎn)軸支承磨損、彎曲而增大偏心，使得振動(dòng)增加，要及時(shí)檢修舉行調(diào)平;無(wú)法調(diào)平日，要將有影響的設(shè)備更新。當(dāng)原有設(shè)備選用時(shí)沒(méi)有留神其動(dòng)靜態(tài)平衡，導(dǎo)致平衡性能較差，要更換、更新，更換時(shí)要選用動(dòng)靜態(tài)平衡性能好的設(shè)備，減少振動(dòng)對(duì)細(xì)致設(shè)備的影響。3.7錯(cuò)開(kāi)使用時(shí)間和遷移若振源振動(dòng)(包括車輛)對(duì)細(xì)致設(shè)備有影響又無(wú)法避開(kāi)，應(yīng)錯(cuò)開(kāi)細(xì)致設(shè)備使用時(shí)間;當(dāng)不能錯(cuò)開(kāi)使用時(shí)，要設(shè)法遷移到無(wú)有害振動(dòng)影響的區(qū)域。

4隔振當(dāng)建筑布局在設(shè)計(jì)時(shí)采取合理選址和構(gòu)造措施，以及廠區(qū)內(nèi)外和車間內(nèi)的振源區(qū)、細(xì)致區(qū)合理布置后，尚不能得志細(xì)致設(shè)備和儀器細(xì)致度的容許振動(dòng)要求;或在合理布置振源區(qū)和細(xì)致區(qū)時(shí)受到某些條件的限制而無(wú)法實(shí)現(xiàn)，均需要對(duì)振源設(shè)備或受振的細(xì)致設(shè)備和儀器分別采取隔振，必要時(shí)振源設(shè)備和受振細(xì)致設(shè)備均同時(shí)采取隔振。其隔振系統(tǒng)盡量使質(zhì)心點(diǎn)、剛心點(diǎn)、擾力作用點(diǎn)三點(diǎn)合一，無(wú)法得志時(shí)要使其偏心距盡量的小。隔振設(shè)計(jì)應(yīng)遵照現(xiàn)有國(guó)家模范標(biāo)準(zhǔn)《隔振設(shè)計(jì)模范》(GB50463―2022)。4.1振源設(shè)備隔振振源設(shè)備隔振，就是積極主動(dòng)的裁減振源振動(dòng)的輸出，裁減對(duì)環(huán)境的振動(dòng)影響。一般振源設(shè)備的隔振采用支承式，要求選用剛度低、強(qiáng)度高、阻尼大，但豎向和水平向阻尼比不應(yīng)小于0.05，隔振效率要求達(dá)80%以上，或能得志細(xì)致設(shè)備對(duì)周邊環(huán)境振動(dòng)和支承布局的容許振動(dòng)要求。振源干擾頻率較高時(shí)，可采用橡膠墊、橡膠隔振器、疊層鋼板橡膠隔振器;振源頻率較低時(shí)，采用鋼彈簧加阻尼(例鉛芯)裝置、阻尼鋼彈簧隔振器或空氣彈簧隔振器。對(duì)以水平振動(dòng)為主的設(shè)備，可采用水平止振板布局。隔振器可盡量選用商品隔振器，也可自行設(shè)計(jì)制造，但均應(yīng)舉行檢測(cè)，保證隔振器性能指標(biāo)符合要求，且便于安裝、使用和維護(hù)。管道水平設(shè)置時(shí)，采用懸掛式隔振，豎向設(shè)置時(shí)采用支承式隔振。管道內(nèi)輸送的氣體或液體，其波動(dòng)的頻帶較寬、頻率較高時(shí)，可采用橡膠、泡沫等彈性吸振墊隔振，亦可采用鋼彈簧隔振;管道與設(shè)備之間的連接應(yīng)采用柔性吸振式連接納道。4.2受振設(shè)備隔振受振設(shè)備隔振，就是為了消極被動(dòng)的減小外界振源輸入的有害振動(dòng)，使之得志受振設(shè)備的容許振動(dòng)要求。一般采用支承式隔振，當(dāng)外界影響振源頻率較高時(shí)，可采用橡膠類隔振器;當(dāng)外界振源頻率較低時(shí)，可采用阻尼彈簧隔振器和空氣彈簧隔振器。要求隔振系統(tǒng)阻尼比在0.08以上。對(duì)大型超長(zhǎng)型設(shè)備臺(tái)座，隔振時(shí)要考慮設(shè)備臺(tái)座彈性變形的影響;當(dāng)受振設(shè)備具有內(nèi)擾力時(shí)，同時(shí)要考慮對(duì)隔振的影響;受振設(shè)備隔振后，仍無(wú)法達(dá)成精密設(shè)備容許振動(dòng)要求，那么需要舉行兩級(jí)有效隔振，或采用自帶式隔振裝置，必要時(shí)細(xì)致設(shè)備本身應(yīng)設(shè)有主動(dòng)振動(dòng)操縱裝置。若細(xì)致設(shè)備運(yùn)行中其重量和重心發(fā)生變化，該設(shè)備應(yīng)選用帶有傾斜校正機(jī)構(gòu)的自動(dòng)限傾裝置。

5細(xì)致設(shè)備使用管理中的調(diào)整和檢修在生產(chǎn)使用過(guò)程中，要隨時(shí)檢查振源對(duì)細(xì)致設(shè)備的影響，查看是否得志其容許振動(dòng)要求，檢查隔振的效果。不能得志時(shí)，要調(diào)整有關(guān)防振措施，調(diào)整振源或細(xì)致設(shè)備的相對(duì)位置;

無(wú)法調(diào)整布置時(shí)，對(duì)有影響的振源、有關(guān)細(xì)致設(shè)備加工，儀器、儀表檢驗(yàn)分析，應(yīng)彼此錯(cuò)開(kāi)使用時(shí)間、制止干擾。增加或提升建筑布局防振措施時(shí)，地基可采用灌漿法、樁基法或化學(xué)法加固地基，增大振源設(shè)備根基的剛度和質(zhì)量，將獨(dú)立的振源設(shè)備根基改造成聯(lián)合根基。調(diào)整振源設(shè)備動(dòng)平衡時(shí)，要檢查除掉其軸承變形、因磨損而增大的間隙，達(dá)不到要求時(shí)，要更換設(shè)備，采用動(dòng)平衡性能好的設(shè)備。調(diào)整細(xì)致設(shè)備時(shí)，要將其移到廠區(qū)振動(dòng)最小的區(qū)域或采取相應(yīng)的隔振。6終止語(yǔ)隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力高速進(jìn)展，細(xì)致設(shè)備和儀器儀表的精度、建筑的安好度和耐久性不斷提高，均要求環(huán)境振動(dòng)處于較微小的狀態(tài)，必要