某廠房車間局部異常振動測試及分析評估

譚 毅

(成都天府國際生物城管委會規(guī)劃建設(shè)部，四川 成都 610000)

某廠房車間局部異常振動測試及分析評估

譚 毅

(成都天府國際生物城管委會規(guī)劃建設(shè)部，四川 成都 610000)

介紹了結(jié)構(gòu)構(gòu)件振動可能造成的危害，采用振動測試設(shè)備對某廠房車間樓蓋的局部異常振動區(qū)域進(jìn)行了振動測試，分析了結(jié)構(gòu)局部異常振動的原因，對振動影響進(jìn)行了科學(xué)的評估，以供相關(guān)工程人員在進(jìn)行類似工程時參考。

振動測試，異常振動，影響評估

0 引言

工業(yè)建筑在設(shè)計時大多只考慮自身的承載能力，無法全面考慮后期設(shè)備運行中的一些實際問題，如生產(chǎn)工藝提升過程中會出現(xiàn)較多的結(jié)構(gòu)構(gòu)件振動問題，過大的結(jié)構(gòu)構(gòu)件振動很可能會危害工人的身心健康、生產(chǎn)安全以及設(shè)備的使用壽命，情況嚴(yán)重時可能對結(jié)構(gòu)及構(gòu)件造成破壞性的損傷，應(yīng)引起生產(chǎn)企業(yè)高度重視[1-3]。通常根據(jù)對局部異常振動區(qū)域的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行強迫振動頻率、振幅測試，結(jié)合局部異常振動區(qū)域結(jié)構(gòu)構(gòu)件的自振頻率理論計算分析，全面科學(xué)評估對工人身心健康以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件可能造成的影響，以便采取相應(yīng)的處理措施。

1 項目概況

某廠房結(jié)構(gòu)形式為三層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，二層樓蓋局部區(qū)域放置多臺排風(fēng)機，根據(jù)實際生產(chǎn)需要，需提升現(xiàn)有生產(chǎn)工藝(提高排風(fēng)機的轉(zhuǎn)速)，轉(zhuǎn)速提高后，該廠房二層樓蓋部分區(qū)域結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)了較為明顯的振動，為了全面科學(xué)評估異常振動對工人身心健康以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件可能造成的影響，對該廠房二層樓蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行振動測試分析。

2 振動測試系統(tǒng)

振動測試系統(tǒng)主要包括：941B型拾振器、941型放大器、INV-306U系統(tǒng)以及分析軟件。該振動測試系統(tǒng)是用于低頻或超低頻振動測量的多功能儀器，應(yīng)用范圍主要包括：地面和結(jié)構(gòu)物的脈動測量、結(jié)構(gòu)物及構(gòu)筑物的振動測量、高柔結(jié)構(gòu)物的超低頻大幅度測量和微弱振動測量。數(shù)據(jù)采集完成后，采用DASP2006專業(yè)版軟件進(jìn)行后期處理分析。

3 測點布置

因廠房風(fēng)機不允許停機，分別在該廠房振動感覺較明顯的二層樓蓋板上各布置一個豎向拾振器，主要測試結(jié)構(gòu)構(gòu)件在設(shè)備運行過程中的豎向強迫振動頻率和振幅最大幅值，測點數(shù)為4個，振動測試測點布置示意圖見圖1，圖2。

4 強迫振動頻率、振幅測試

在設(shè)備運行的工況下，測試得到的廠房相關(guān)構(gòu)件的豎向強迫振動頻率結(jié)果見表1，強迫振動振幅最值結(jié)果見表2。

表1 二層樓蓋相關(guān)構(gòu)件的強迫振動豎向頻率測試結(jié)果

5 構(gòu)件固有頻率理論計算

對測點所在區(qū)域的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的固有頻率以及強迫振動頻率與固有頻率理論值的比值進(jìn)行計算，計算結(jié)果見表3,表4。

表2 二層樓蓋相關(guān)構(gòu)件的強迫振動速度譜振幅最大幅值(絕對值)測試結(jié)果

表3 二層樓蓋部分梁的豎向固有頻率理論計算結(jié)果

表4 二層樓蓋部分板的豎向固有頻率理論計算結(jié)果

6 振動分析

對振動測試結(jié)果進(jìn)行分析，同時運行設(shè)備時，該廠房二層樓蓋測點處測得的豎向強迫振動頻率分別為16 Hz,16 Hz,16.5 Hz,16.5 Hz。經(jīng)對測點所在區(qū)域的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強迫振動頻率與固有頻率理論值的比值進(jìn)行計算，計算結(jié)果顯示該區(qū)域的大部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強迫振動頻率與固有頻率之比在0.75～1.25的共振區(qū)范圍，易出現(xiàn)“共振”現(xiàn)象。

7 影響分析

依據(jù)文獻(xiàn)[4]第三章對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行影響評估分析。表5為生產(chǎn)操作區(qū)連續(xù)穩(wěn)定振動時對人的環(huán)境影響防振指標(biāo)，表6為一般性建筑物的容許振動速度指標(biāo)。

表5 生產(chǎn)操作區(qū)連續(xù)穩(wěn)定振動對人的環(huán)境影響防振指標(biāo)

表6 一般性建筑物的容許振動速度指標(biāo)

該廠房異常振動區(qū)域測得的結(jié)構(gòu)構(gòu)件垂直向干擾振動頻率均大于8 Hz，速度振幅峰值均大于3.2 mm/s，根據(jù)表5可知，該廠房的設(shè)備強迫振動對工人的身心健康會有一定影響。對測點處結(jié)構(gòu)構(gòu)件的速度譜進(jìn)行分析可知，二層樓蓋測點處結(jié)構(gòu)構(gòu)件強迫振動的振幅速度最大幅值分別為6.53 mm/s,4.88 mm/s,6.02 mm/s和3.56 mm/s，按日本的容許指標(biāo)，強迫振動已對該廠房異常振動區(qū)域部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件造成輕微損壞。

8 結(jié)語

1)該廠房異常振動區(qū)域結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強迫振動頻率與固有頻率之比大部分在0.75～1.25的共振區(qū)范圍，易出現(xiàn)“共振”現(xiàn)象從而導(dǎo)致局部區(qū)域結(jié)構(gòu)構(gòu)件振動較大。

2)設(shè)備提高工藝后，該廠房設(shè)備強迫振動對工人的身心健康造成了一定影響，按照日本的容許指標(biāo)，強迫振動已對該廠房異常振動區(qū)域部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件造成輕微損壞。

3)工業(yè)建筑在前期設(shè)計時無法充分考慮生產(chǎn)工藝提升可能帶來的一系列異常振動問題，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的異常振動可能對工人的身心健康造成一定影響，甚至致使部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件損壞，應(yīng)引起生產(chǎn)企業(yè)高度重視。

[1] 張榮山.工程振動與控制[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2001.

[2] 中國工程標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會建筑振動專業(yè)委員會.建筑振動工程手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002.

[3] 吳 體，肖承波，熊 峰.建筑結(jié)構(gòu)中的振動問題與對策[J].四川建筑科學(xué)研究，2006(6):142-144.

[4] 茅玉泉.建筑結(jié)構(gòu)防振設(shè)計與應(yīng)用[M].北京:機械工業(yè)出版社,2010.

Analysisandevaluationaboutlocalareaofabnormalvibrationinaproductionworkshop

TanYi

(ChengduTianfuInternationalBiologicalCityManagementCommittee,Chengdu610000，China)

Introduced the possible harms caused by structural members vibration, testing the local area of abnormal vibration in a production workshop by using vibration test system, meanwhile make an damping test on the specified device, and analysis the reasons of abnormal vibration on structure, then make a scientific assessment of vibration damping effect and influence, in order for the relevant project staff when conducting similar projects.

vibration test, abnormal vibration, impact assessment

TU311.3

：A

1009-6825(2017)24-0046-03

2017-06-15

譚 毅(1984- )，男，工程師