GB50190-2020 工业建筑振动控制设计标准 2021年3月1日起实施.pdf

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标准编号:GB50190-2020
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标准类别:建筑工业标准
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GB50190-2020 工业建筑振动控制设计标准 2021年3月1日起实施.pdf

3.4.1工业建筑振动控制设计时,结构的正常使用极限状态应符 合下式要求:

[(3. 4. 1]

DB33T 877-2012 观赏凤梨(擎天凤梨属和丽穗凤梨属) 盆花生产技术规范式中:S,正常使用极限状态振动荷载效应设计值; C,一一设备与仪器正常使用的效应限值。

式中:Yo结构重要性系数; S—一承载能力极限状态下作用组合的效应设计值

准《混凝土结构设计规范》GB50010和《钢结构设计标准 50017的有关规定执行,荷载标准值应按本标准第3.4.7条 定确定。

.4.4工业建筑承受振动荷载作用时,结构和构件的变形设计值 应按下式计算:

式中:u 结构和构件的变形设计值: us一一结构和构件在静力荷载作用下的变形值; u一结构和构件在振动荷载作用下的变形幅值。 3.4.5工业建筑钢筋混凝土构件在振动荷载作用下的拉应力及 裂缝验算时,构件截面内力组合设计值应按下式计算:

3.4.6工业建筑构件承载力验算时,结构构件的振动荷载作用效 应与其他静力荷载效应的基本组合应按下式计算:

应与其他静力荷载效应的基本组合应按下式计算:

S = S. ± 1. 5 S.

3.4.7工业建筑构件疲劳验算时,结构构件的振动荷载作用效应 与其他荷载效应的标准值组合应按下式计算

S= Sks + S.

:Sks一一构件在静力荷载作用下内力组合的标准值。 8工业建筑正常使用极限状态计算时,多振源振动荷载作用 组合应符合下列规定: 1当两个周期性振动荷载作用时,振动荷载作用效应组合值 工让竺

中:Sks 构件在静力荷载作用下内力组合的标准值。

3.4.8工业建筑正常使用极限状态计算时,多振源振动荷载作用

1当两个周期性振动荷载作用时,振动荷载作用效应组合值 宜按下式计算:

式中:Sl、S2一一第1个、第2个振动荷载作用效应 2当多个周期性振动荷载或稳态随机振动荷载组合时,振动 荷载作用效应组合值宜按下列公式计算,并取两者中较大值

S.= (S)2 S, = Svmaxl ±Symax2

式中:Svi 第i个振动荷载作用效应值: 振动荷载的总数量; 振动荷载作用效应的第一较大值: Svmax2 振动荷载作用效应的第二较大值。 3当冲击荷载起控制作用时,振动荷载作用效应组合值宜按 下式计算:

E:Swp 最大冲击荷载效应值。

S.= Svp + 7 (Sv)4

4.1.1工业建筑结构的振动控制设计时,可对整体结构的水平振 动与竖向振动分别计算

4.1.1工业建筑结构的振动控制设计时,可对整体结构的水平振 动与竖向振动分别计算。 4.1.2结构水平向动力特性和振动响应的计算应符合下列规定: 1宜采用数值分析方法并计人结构空间作用影响; 2对于平面及竖向布置规则、结构质量及刚度分布均匀、楼 盖刚度较大、振动荷载偏心小的结构,可按本标准第5章、第6章 规定中简化方法的要求计算: 3当振动荷载频率天于对应方向结构二阶频率时,可取振动 荷载幅值的等效静力荷载进行计算。 4.1.3楼盖及屋盖的竖向动力特性和振动响应计算应符合下列 1宜采用数值分析方法; 2当符合下列条件时,可简化为单榻结构,按本标准第5章~ 第7章规定的方法进行竖向振动分析: 1)单层工业建筑屋盖竖向受力无空间协同作用时; 2)多层工业建筑楼盖的刚度和质量分布较均匀,各跨跨度 最大相差不超过20%,且机器转速小于1500r/min时。 4.1.4结构动力特性和振动响应计算时,建筑重力荷载代表值应 取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和;可变荷载 的组合值应符合下列规定: 1计算结构整体自振频率、振动响应时,楼面活荷载可采用 与主梁设计相同的荷载,并计入准永久值系数进行组合; 2计算楼盖整体自振频率、竖向振动响应时.楼面活荷载宜

4.1.2结构水平向动力特性和振动响应的计算应符合下列规

4.1.3楼盖及屋盖的竖向动力特性和振动响应计算应符合

采用与次梁设计相同的荷载,并计入准永久值系数进行组合; 3计算楼盖局部自振频率、竖向振动响应时,楼面活荷载宜 按实际情况计入

4.1.5结构振动计算时的阻尼比宜符合表4.1.5的规定。

4.1.5结构振动计算时的阻尼比宜符合表4.1.5的规定。X

表4.1.5结构振动计算时采用的阻尼比

4.1.6结构振动计算时,混凝王、钢筋和钢材的材料强度、弹性

.2结构振动分析数值计算方法

规定: 1在谐波、周期性或频段较集中的振动荷载作用下,可在频 域内采用传递函数方法进行结构振动分析; 2在非稳定、非周期或频率成分比较复杂的振动荷载作用 下,以及对受力复杂的结构进行动力分析,宜在时域内采用动力时 程分析方法进行结构振动分析。

下,以及对受力复杂的结构进行动力分析,宜在时域内采用动力时 程分析方法进行结构振动分析。 4.2.2计算结构振动响应时,宜在振动荷载扫频区范围进行计 算,并应符合下列规定: 1当结构主导振型频率在扫频区范围内时,振动荷载频率取 值间隔不宜大于0.5Hz,并应涵盖所有扫频区范围内的结构频率; 2当结构一阶振型频率高于扫频区频率最大值时,振动荷载 频率可取扫频区频率最大值;当结构主导振型最高频率低于扫频 区频率最小值时,振动荷载频率可取扫频区频率最小值。 4.2.3振动荷载扫频区频率最大值和最小值应按下列公式计算:

4.2.2计算结构振动响应时,宜在振动荷载扫频区范围进行计

表4.2.3扫频参数8

.2.4结构动力特性和振动响应的数值分析可采用有限单元法 计算单元的选取应符合下列规定: 1结构整体水平振动应取独立结构单元进行计算,建筑物与 附属建筑或构筑物相连时,应计入附属结构的影响; 2楼盖竖向振动计算应取独立结构单元进行计算;当不计入 层间传递时,可取振动荷载作用的楼层分别计算。

5.1.1当单层工业建筑屋盖设置动力设备时,应验算屋盖水斗 向及竖向振动荷载作用下的振动响应;当屋盖竖向振动速度起 过20mm/s时,应进行屋盖在振动荷载作用下的承载力和疲劳 验算。

表5.1.2基础容许振动加速度

表5.1.2基础容许振动加速度

5.1.3当锻锤、压力机、落锤、破碎机磨机等动力设备的振动 对单层工业建筑的基础有影响时,地基基础设计采用的地基土 承载力特征值应计入振动影响折减系数,折减系数可按下式 计算

式中:αf 建筑结构基础地基土承载力特征值振动影响折减 系数; 动力设备基础振动加速度最大值(m/s); 8 重力加速度(ms)。

竖向振动位移可按下式计算:

式中:u 屋盖上动力设备作用点处的竖向振动位移(m): Fo 屋盖上动力设备的振动荷载幅值(N); K 屋盖动力设备处的抗弯刚度(N/m): 一一工业建筑屋盖的阻尼比; f。一 设备振动荷载频率(Hz); f一屋盖一阶竖向自振频率(Hz) 5.2.2工业建筑的屋盖在水平振动荷载作用下,屋架下弦的水平 振动位移可按下式计算:

振动位移可按下式计算:

振动位移可按下式计算:

)+(2) 式中:u一 结构屋架不弦水平振动位移(m) uo——结构在振动荷载幅值作用下产生的静水平位移(m); fh结构一阶水平自振频率(Hz)。 5.2.3/单层工业建筑横向一阶自振频率可按下列公式计算

2当L/B为中间值时,山墙影响系数可采用线性捕入法确定。

5.2.4大型动力设备作用于地面时,结构柱基础的竖向振动位利 可按下列公式计算:

式中:ue 结构柱顶竖向振动位移幅值(m); 柱顶振动传递系数,按表5.2.5确定

表5.2.5柱顶振动传递系数

主:表中当H/r.为中间值时,柱顶振动传递系数可采用线性插值法取值;r.为柱回 转半径(m),可取为VA。/元;H为柱的高度(m);A。为柱截面面积(m²) eea

:表中当H/r.为中间值时,柱顶振动传递系数可采用线性插值法取值;r为柱回 转半径(m),可取为√A。/元;H为柱的高度(m);A。为柱截面面积(m²) 大型动力设备作用于地面时,屋架的竖向振动位移可按下

式中:u。 屋架支撑柱顶的振动位移平均幅值(m); 屋架支撑右柱柱顶振动位移幅值(m), uer uel 屋架支撑左柱柱顶振动位移幅值(m)

振动较大的动力设备时,结构构件的承载力验算应计入振动荷载 作用的影响。

5.3.2单层工业建筑在振动荷载作用下,结构内力可按本标

4.2节的规定计算;对于非轻质屋盖结构,也可采用本节动应

5.3.3单层工业建筑在振动荷载作用下,动应力放大系数宜

5.3.7条确定; 2吊车梁动应力放大系数,可取1.05; 3柱可不考虑动应力放大系数。 5.3.4锻锤振动对屋盖结构动应力的放大系数可按表5.3.4确定

5.3.4锻锤振动对屋盖结构动应力的放大系数可按表5.3.

.3.4锻锤振动对屋盖结构动应力的放大系数可按表5.3.4确定。

5.3.4锻锤振动对屋盖结构动应力的

注:当锻锤下落部分的公称质量为表中中间值时,屋盖结构动应力的放大系数可 采用线性插入法确定

5.3.5 落锤振动对屋盖结构动应力的放大系数可按表5.3.5确定

表5.3.5落锤振动对屋盖结构动应力的放大系数

注:当落锤冲击能量为表中中间值时,屋盖结构动应力的放大系数可采用 人法确定,

表5.3.6空气压缩机振动对屋盖结构动应力的放大系数

5.4振动控制构造措施

5.4.1单层工业建筑屋盖设置动力设备时,宜设置上弦支撑等加 强屋盖整体水平刚度,可设置纵向支撑等加强屋盖之间的空间协 同作用。

较大的动力设备时,墙体与柱应设置拉结措施,柱间宜设置垂直支撑

5.4.3单层工业建筑内设置落锤时,结构柱顶应设置联系横梁等 拉结措施

6多层工业建筑振动控制

表6.1.3梁最小高跨比

注:当振动荷载为表中中间值时,架最小高跨比可采用线性捕人法确定。 ,1.4工业建筑楼盖承受振动荷载时,板厚不宜小于板跨的1/20, 1不应小于120mm;不宜采用悬臂结构,

6.1.5当楼盖结构上布置振动荷载为3kN~15kN的动力i

,宜采取隔振措施;振动荷载超过15kN的动力设备,不宜布置 .16·

2当机器振动荷载不大于300N且振动荷载频率远离结构 共振区时。 6.1.7当建筑结构的振动不满足容许振动标准或结构承载力要 求时,应采取隔振或减振措施。 6.2结构振动计算 I结构水平振动计算 6.2.1 工业建筑结构水平振动的计算模型应符合下列规定: 1 假定楼盖在平面内为刚性; 2 假定结构质量集中在楼盖标高处; 用 3 假定基础为刚性; X 4 计入填充墙的作用。 6.2.2 水平振动的计算可采用振型分解法,可取振动效应方向的 前两阶振型进行计算。 6.2.3,结构在每个振源作用下的水平振动响应可按下列公式 计算:

6.2.1工业建筑结构水平振动的计算模型应符合下列

u=/(B coso,)+(ZB sino,) 对于平动振型: B=Yβ,Xi 对于扭转振型: Bi = Yiβ,Xid F, 1

X;F Xj²m m

中:u 第k层控制点的位移幅值(m); B一 振型i在折算振型荷载F,作用下,第层控制点产 生的动位移(m); ,j振型的滞后角(rad); Y一一振型i在折算振型荷载F,作用下产生的振型静位移 (m) ; β;——i振型的传递系数; X一一i振型第k层的振型向量 d# 控制点在垂直于振动荷载作用方向上与结构质心的 距离(m); 结构的阻尼比; 专用 f 振动荷载的计算频率(Hz); , i振型的自振频率(Hz); F 振型的折算振型荷载(N); 振型的折算振型质量(kg); 作用于第k层上的振动荷载(N); mk 第k层的有效质量或转动惯量(kg或kg·m)

6.2.4楼盖在振动荷载作用下,振动荷载作用点的竖向振动响应 可采用计入梁端约束条件的单跨梁模型进行简化计算。 6.2.5采用单跨梁模型计算振动响应时,可采用下列规定进行计 算假定:

6.2.4楼盖在振动荷载作用下,振动荷载作用点的竖向振动响应

1柱可作为主梁的刚性支座; 2主梁在振动荷载作用下静挠度小于次梁在振动荷载作用 下静挠度的1/10时,主梁可视为次梁的刚性支座:

3结构第一阶频率小于振动荷载频率时,主次梁节点可采用 刚接模型;结构第一阶频率大于振动荷载频率时,主次梁节点可采 用铰接模型; 4采用刚接模型时,梁端支座刚度应乘以刚度降低系数,刚 度降低系数可取0.95。

6.2.6单跨梁的一阶自振频率应符合下列规定:1

1非弹性支座刚接主梁的一阶自振频率可按下式计算:

fi = 3. 573 ET L? V m

式中:L、%——梁两端支座在单位力作用下的竖向变形。 3弹性支座刚接次梁的一阶自振频率可按下式计算

L5 +L8 1 360EI f: 2 元 L" L8 L m 181440(E 360EI 2

式中:——梁端支座在单位力作用下竖向变形。 6.2.7梁上单位长度的等效均布质量可按下式计算

m=mu+ Ekim

式中:mu 梁上单位长度的质量; m; 梁上第i点的附加集中质量; k:—质量换算系数,按表6.2.7确定

表6.2.7质量换算系数

注:α;为第i个集中质量与较近支座的距离与梁跨度之比 2.8单跨梁的振动位移u可按下式计算:

M? 式中:uo—一振动荷载幅值作用下梁产生的静竖向位移; f。一设备振动荷载频率, 6.3 结构振动控制措施 结构水平振动控制措施 6.3.1水平振动作用较大的设备宜布置在较低楼层,设备振动荷 载作用点宜与结构抗侧刚度中心重合:当水平振动设备布置在较 高楼层时,结构抗侧刚度宜沿结构高度均勾布置, 6.3.2为减小结构水平振动响应,对动力设备应采取下列措施: 1动力设备振动荷载频率与结构自振频率接近时,宜对动力 设备采取隔振减振、降低振动荷载等措施; 2宜将动力设备水平振动荷载较大方向布置在结构水平自 振频率与振动荷载频率相差较大的方向。 6.3.3为减小结构水平振动响应,可采取下列措施: 1增加剪力墙、支撑等抗侧力构件;

.3.3为减小结构水平振动响应,可采取下列措施

1增加剪力墙、支撑等抗侧力构件; 2合理利用填充墙刚度,将刚性填充墙设置在对减小楼盖水 平旋转振动最有效的位置上,并加强填充墙与主体结构的连接; 3当工艺不充许增加抗侧力构件时,调整结构跨度或者增大

构件截面; 4当工业建筑与附属构筑物相连时,将附属构筑物配置在建 筑的对称轴线上; 5合理设置减振耗能部件或装置。 工结构竖向振动控制措施 6.3.4 动力设备在楼盖上的布置应符合下列规定: 1 动力设备宜布置在楼盖梁上; 2 上下往复运动的设备应布置在结构的竖向构件附近; 3 水平往复运动的设备宜布置在跨中部位,并应使较大振动 荷载与梁同向。 6.3.5 当设备布置在单根梁上时,应采取措施避免梁产生扭转振动 6.3.6 楼盖上的动力设备不应与主体结构竖向结构构件直接连接。 6.3.7 结构楼盖自振频率与振动荷载频率接近时,应采取措施调

6.3.7结构楼盖自振频率与振动荷载频率接近时,应采取措施调

7多层工业建筑楼盖微振动控制

QB/TY 0002S-2015 山东省博兴县田园食品有限公司 松花蛋表7.1.2楼盖单位宽度相对抗弯刚度(N/m²)

注:1机床分布密度为机床布置区的总面积除以机床台数

板梁相对抗弯刚度比、楼盖单位宽度、相对抗弯刚度按本标准第7.2.2条 的规定计算

.1.3次梁间距不大于2m、板厚不小于80mm的肋形楼盖和预 制槽板宽度不大于1.2m的装配整体式楼盖,其梁和板截面最小

JB/T 8834-2013 铸造覆膜砂用酚醛树脂次梁的跨度(m); l,一一主梁的跨度(m); I一一主梁的截面惯性矩(m); Ip一次梁或预制槽形板的截面惯性矩(m*); c一次梁间距(m)。 .2.3楼盖第一频率密集区内的最低和最高自振频率宜按下列 公式计算

.Z. 按血第一 频率密集区内的取低和取高自振频 公式计算:

表 7. 2. 3 自振频率系数

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