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钢格板框架楼面振动机理分析及预防

上传更新:2019-10-06 点击量:

由于工艺要求,和节约用地等方面的考虑,大量的钢格板框架均采用多层钢框架的结构,往往采用钢格板的楼面形式,以减小楼面的积灰荷载。不乏有一些振动设备均架设于钢格板楼面上。这些设备往往自重很大,而且正常工作状态下激振频率一般在 10-25Hz 之间,属于低频振动。非常容易和铺有钢格板的楼面产生低频共振,从而导致楼面异常振动的问题。如山东新矿局选煤厂,厂房经过工艺改造引进新型的重型筛分设备,从而带来了楼板竖向局部异常振动的问题。使得部分工艺管道跳动,影响正常生产。另一方面,由于楼板的异常振动,造成了周围办公区存在明显振感,影响了厂房工作人员的正常工作。
         钢格板框架楼面由于其自重轻、刚度小的结构特性,使得这种结构的振动异常剧烈。其位移、加速度幅值甚至已经对厂房工作人员的人身健康造成严重影响。因此对钢格板结构楼面振动机理及振动控制的研究已经成为工程人员迫切需要解决的工程问题。 由于各种机械设备按照预定的工业工艺线路安装在不同的楼层,各层楼面均有不同程度的开洞,以满足工艺的需要。其中高层钢格板框架楼面由于设备激励产生强烈的振动,严重影响了厂房工作人员的人身健康,并且过大振幅对厂房结构安全构成隐患。

 

                            

 

振动的原因
    
        钢格板框架楼面异常振动的原因,主要是:
        一、由于工艺需要楼层有较大的开洞,为了减少楼面的积灰荷载往往铺设的是钢格板,导致该层楼板的抗弯刚度较低,由此造成了楼板竖向自振频率降低,与振动设备的激振频率接近,形成共振。
        二、铺设的钢格板自身的自振频率较低,即使能够避免钢梁与振动设备产生共振,振动经由钢梁传给钢格板的过程中,振动响应会被放大,导致楼面的异常振动。
        三、钢格板与钢梁往往采用焊接的刚性连接方式,不利于隔振。

预防措施
        钢格板框架结构减振的目的是将钢格板楼面振动降低到允许范围,减小楼面振动可通过以下几种途径来实现: 
        1、调整设备的激振频率,使得设备的运转频率避开楼面的自振频率。通过调速避振的方法,调节机器的转速从而达到减小振动设备工作频率的目的。但是由于生产需要设备的调整运转频率也会影响设备的生产效率,所以往往不采用这种方式。
        2、增加钢格板楼面刚度,使设备的旋转频率落在结构构件的共振前区或共振间隙区。增加楼面刚度的方法有很多。通过增设楼面垂直立柱的方式来改变楼面梁的受力状态。在已有的结构上增设小梁的方法减小楼板的计算跨度,对于竖向刚度不足的梁在其下翼缘加设钢梁的方法来增加梁高从而增大梁的竖向刚度。通过在原有楼面结构的基础上增设 50mm 厚混凝土碎石加钢筋网的叠合层从而加大楼面的刚度 
       3、对设备采取隔振措施,即在机器底座和支承结构之间设置橡胶或弹簧隔振器。 
       4 运用有限元计算法,子空间迭代法分析了设有减振垫的设备在振动时楼面的动力响应,并提出了对于不同结构和动力设备如何选择减振垫的方法。 多层厂房楼在减振体上施加控制力,控制力能起阻尼作用,吸收振动系统的能量,从而降低振体的振动响应。其中应用最为广泛的就是调谐质量阻尼器,也称为 TMD 系统。
       综上所述最好的方法是对以上各种途径进行综合考虑,选取一个经济合理的方式,也可同时考虑几种方式。  
  



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