多层工业厂房结构动力性能诊断及加固研究

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1、多层工业厂房结构动力性能诊断及加固研究-->1绪论1.1厂房振动概述动力设备在工业厂房中普遍存在，随着使用过久或者施工技术的影响，机器设备引起楼板的振动，频繁的不良楼面振动会使楼面产生裂缝，导致厂房结构的破坏，进而影响厂房的正常生产，是多层工业厂房经常面临的振动问题。有些已建的厂房，随着时间的推移和机器的反复作用，结构裂缝增大，动力特性发生很大变化，引起楼面振动过大，常见于多层工业厂房中。此外，厂房内生产工艺的改变也是结构发生振动的原因之一。利用合理的减振措施把振动位移幅值控制在规范限值之内是从根本上控制多层工业厂房的振动。工业厂房的振动主要是由动荷载引起的。动荷载的效应主要与动力荷

2、载本身的大小和结构的动力特性有关。要想找到工业厂房振动过大的原因并提出减振措施，对结构振动进行测试分析是非常有必要的。.........1.2结构动力特性和加固技术研究现状1.2.1结构动力特性研究现状清华大学国家科技成果结构动力特性实测与研究所得到的建筑物的特殊振动响应，为结构设计的改进提供了数据依据；其中，高层结构基本周期的经验公式已被《高层建筑设计与施工规程》所采用。此外，《工程结构动力检测理论与应用》李国强（同济大学）、《工程结构动力特性及动力响应检测技术规程》（江苏省工程建设标准）、《建筑结构动力特性测试与分析系统研究》（四川省建筑科学研究院的国家科技成果）、《高层建筑结构

3、动力特性测试实例分析》李斌（同济大学）、《汕头海湾大桥整体自振模态的测试与分析》刘汉夫、《某框架结构办公楼的动力特性测试与分析》吴小波（福建省建筑科学研究院）等研究成果促进了我国动力检测技术的快速发展。朱丽华[1]利用吊车冲击荷载和脉动法实测了厂房动力特性参数，而且测试了工业厂房不同开启工况下的厂房整体和设备基础的振动位移，根据实测位移值评估了厂房的动力性能。李黎[2]主要介绍了用无人工激励动点测试方法来确定建筑物的动力特性，得出要获得比较满意的数据，必须选用灵敏度较高的传感器，而且还与采样环境有关系。杜锐[3]先对工业厂房进行现场测试，然后利用有限元软件对不同工况下的楼板进行模拟，

4、得到各层楼板的振动规律，最后对楼板的振动原因进一步分析。李奉阁[4]通过对通廊结构进行的现场检测、结构计算分析和可靠性鉴定评级，提出了加固处理方案。对该类结构的检测鉴定具有一定的参考。.....1.2.2减振加固技术研究现状厂房结构的减振加固是振动控制的范畴。在工业厂房中，所采用的控制振动的主要方法有：改变振源的频率、改变结构的固有频率和采取隔振措施。结构的振动控制已经发展了将近30年，是一门新兴的学科。其中心思想就是：在结构上设置控制装置，在结构振动过程中起到施加一组控制力的作用，从而达到减振的目的。研究对象也从以前线性、理想的向非线性、更加实际的方向发展。白国良[5]通过现场实测

5、得出某工业厂房的振动规律，针对厂房振动特点提出增设钢斜撑的方案进行加固，并利用软件进行计算分析和加固效果后的评估。张鸿飞[6]对于工业厂房水平方向振动过大的问题，提出增大构件截面和竖向钢支撑两种较为普遍的加固方法，并对此进行了方案对比及实用性分析，得出竖向钢支撑的加固方法实用性更强。宫博[7]针对工业厂房水平振动过大，提出对结构增加钢支撑的加固方法，且起到了明显的加固效果。........2现场振动测试及分析2.1工程概况机器设备运行是工业厂房楼板振动过大的主要原因。楼板振动过大如果不采取相应的减振措施，就会对临近楼层甚至整个楼层产生影响。因为钢筋混凝土这种结构阻尼比较小，一旦有局部

6、的振动，就可能引起很大范围的振动。楼板的振动幅度过大和振动产生的噪音都会减低工业厂房内的舒适度，进而影响工作人员的正常工作和休息。厂房现场动力性能检测和制定合理的减振加固方案，对振动幅度过大的工业厂房是非常有必要的。本工程为某企业烧结矿成品取样检验室设备厂房振动改造项目，振动筛工作期间引起该厂房部分楼层梁板振动，工作环境受到严重影响，也影响其他设备的正常工作，同时对烧结矿成品取样检验室的结构安全带来危害。为此，需对该厂房振动进行现场测试。烧结矿成品取样检验室外观和第四层内部构造如图2.1和图2.2所示。.........2.2振动测试内容与测试分析依据烧结矿成品取样检验室的动力层为第

7、三、五和六层，其它层没有动力机器运转。经过现场的观测，第四、五层楼面振动较为剧烈，也考虑到对生产和工人健康的影响，决定采用以下测试方法和内容[8,9]。测试内容：（1）利用脉动法对烧结矿成品取样检验室的水平和竖向的自振频率进行测试；（2）测试全部机器同时运行、第五层东侧振动筛运行、第五层西侧振动筛运行和第五层东西侧振动筛同时运行这四种工况下的强迫振动频率和加速度；利用DASP软件积分得出各向的振动位移幅值，对照相关规范，对结构的振动进行评价。测试分析依据：