某多层工业厂房楼板振动测试与分析.pdf

[摘要]介绍机器振动引起某厂房结构的楼板振动的测试结果，得到动力设备的扰力、频率、现有隔振支座的工作情况以及楼板强迫振动的响应特点。结果表明，楼板振动仪在振动筛所在的轴线内较大，在水平方向振动衰减较快而振动在竖直方向有放大的趋势。基于现场测试结果，利用ANSYS有限元软件对4种不同工况下楼板的简谐强迫振动进行了计算机仿真分析，得到各标高层楼盖结构的振动和传递规律，结合测试结果对楼板振动原因进行了分析。[关键词]工业厂房；楼板振动；模态分析；有限元分析

内容摘抄：

1工程概况
选煤厂主洗车间厂房为4层钢筋混凝土框架结构，总高度26.2m,跨度7m,层高4.2~7.5m。框架填充墙采用轻质砌块。共13台振动筛分布于各层楼板上。图1给出了标高为14.1m平面结构及设备布置，图中数字表示主要振动设备的工艺编号。该结构层集中了一半的振动设备，为主要的强迫振动区，其它各层只有1~2台振动筛散布于不同的轴线区。上部结构层的振动并不比标高14.1m结构层的振动小。基于标高14.1m结构层以上的振源少，但振动强度不低的特点，在振动测试时不仅应考虑振动在本层的传递，还应考虑振动筛对相邻层楼板影响的竖向传递效应。

2测试系统及测点布置
整个测试分两步进行：①首先对振动设备进行测试，获得其振动特性参数及其主频，对其隔振构件的效能进行评估；②结合该结构及设备的布置特点，在2~5层布置264个测点进行测试，测点布置原则为水平及垂直方向尽量沿直线布设，以反映振动在水平及竖直方向的传递规律。测试系统主要仪器及设备有：891型振动位移传感器，INV6型功率放大器，DASP工程版2005数据采集与分析系统，计算机。测试采用多通道大容量计算机数据采集系统及信号处理技术。测试前对该系统进行系统标定。结合生产工艺，测试时仅考虑机器全部开启工况。
3振动测试结果
根据振动设备的测试显示，主要振动设备的振动频率为15Hz,振动筛支座体系传导比很小，表明振动筛支座弹簧（橡胶垫）隔振效果较好，排除了由于振源处隔振系统失效导致的激振力过大而引起结构振动的因素。
标高14.1m楼板层测点沿某直线测点的最大振幅变化如图2所示。由图2可以看出：楼板的最大振幅为0.098mm,最小为0.023mm。结构振幅最大的点位于振源所在的轴线之间，而远离振源所在轴线区时振幅渐趋减小，并呈现出有规律的波动。其它各层和各向的直线幅值图基本有类似的变化规律，仅在各测点的振动幅值上有差异。

4仿真分析
4.1模型建立
根据测试结果分析，结构主要表现为15Hz频率振源作用下的强迫振动。由于受振层的动力响应大小和整个厂房结构体系都有关系，测试结果表明，振动在上下层的传递明显，因此要较准确求解受振层的动力响应，获得结构振动的原因，就必须建立包含设备的三维结构整体有限元分析模型)，获得其结构响应的自振频率及谐响应特性。因此采用大型通用有限元程序ANSYS进行了主体厂房整体结构的动力响应分析，建模依据竣工图纸，采用梁、板体系来构建结构主体。其中，梁、柱采用三维梁(Beaml88)单元，板采用壳单元(Shelle63)模拟。框架柱和框架梁均采用Beam4梁单元，楼板均采用Shell63单元，振动筛的集中质量采用Ma821单元51。多层工业厂房有限元模型如图3所示。建模的关键是合理简化强迫荷载，在建模时将机组复杂的扰力振动及其传递途径简化为垂直简谐振动系统，简谐激振力幅值取经过隔振后传递到支座处的集中力，作用方式为垂直施加在支座上，即可较方便和准确地进行机组振动下厂房结构的动力响应分析。

（略）

投稿会员：巧克力布丁