:
5.2 振】动计算
!
:5.2?.1 机》。器坐标系CXYZ】中原点C即为—机器扰力作用点基】组,坐标系Oxyz中的!原,点O取?基组总重心坐标轴】方向:与机器坐标相同C】。点对:O,点一般均有》一定的偏《。心,ex、?ey:、h0+《h1基组动力计算时!各公式推《导均对Oxy—z坐标而言因而【。作用于C点的Fv】z,、Fvx在振动【计算中均先平—。移至重心O对于【水,平回转耦合振动由于!采用振型分解法计算!。水平扰力直接—平移至各振型的转】心Oф1《、Oф2、Oθ1】。、Oθ2
!。。
,。5.2.2~5.2!.4 基组为【机器、基础及基【础底板上的回填【土的总称基组的振】动模式采用质点【-弹簧-阻尼器体系!由,于,。考虑了阻《尼因素因而计算结果!比,。。。较符合实测》值同:时,还,可以解决共振区的】计算问?题使:基础设计《更趋经济合理
【
,
【 基组作《为单:质点刚体《有六个自由度其振动!可分为?竖向、扭转》、水平和回转四【。种,形式当基《组总重心与基础底面!形心位于同一铅垂】线上:时基组的竖向振动】。和扭转振动是独【立的而水平和回转运!动则耦合在一—起
【 第5.【2.2?条~第5.2.4】条分别给出了上述四!种基组?振动形式的计算方】法基组在通过其重心!。的竖:向扰力Fvz—作用下产生》沿z:轴的竖向振动基组在!绕z轴的扭转—。力矩Mψ和》沿y轴向偏心的水平!扰力Fvx作—用,。下产生绕《z轴的?。扭转振动(图5.2!.2)基组在—水平扰力F》vx和沿《x轴向偏心的竖向扰!力Fv?z作用下产生沿【x轴水平、》绕y轴?回转的x-ф向【。耦合振?动(图5《.2.3)基—组在:。。绕x轴的《网转力矩M》θ和沿y《轴向偏心《的竖向扰力F—v,。z,作用:下产:生,沿,y轴水平、绕x【轴回转的y》-θ:向耦合?振动(?图5.2.4)
】
:
一】般一台机《。器同时存在几种【扰力和扰《力,矩,计算基础《顶面控制点的振动位!移和速?度幅值时应》分别计算各扰力和】扰力矩作用下—的振动计算》。值当机器存在—一、二谐扰力(矩)!时需分别进行振动位!移和速度计算—然后:按本标准第》5.2.5》条的:公式进行叠加—。并核算是否》满足现?行国家标准》建筑:工程容许振动标【准GB 50868!-,2013第5章【。规定:的振动容许》值
《
基】组在通过其重心的竖!扰力:作用下产《生竖向振动通—过,建立运动微分方程】求得基组竖向振【动固有圆《频率ωnz》和基础顶面》控制点竖向线位【移幅值uzz(基组!各点的?竖向线位《移幅值均相同)【的计算公式式—中地基动力计算【参数:K,z和ζ?z可根据现行—国家标准地基动力特!性测试规范GB【/T 502—69:由,场地试?验块体基《础,实测来确定也—可由:本标准第3》章,求,得这些参数一般很难!取准可?根据机器的扰力频】率按偏于安全的要求!来选取
《
《
扭转振动!是在扭转力》。矩作用下发生的【总扭转力矩除包含】机器的?扭转力矩《Mψ外还《包括水?平,扰力F?vx向基组总重心O!点平移?。形,。成的扭转力》矩基础顶面控制【点一般指《基础顶面角点B该点!水平扭转《线位:移最:大表示为x、y向两!个分量?
,
【 :水平回转耦》合振动?为双自由度体系【振动第一振型为绕】转心Oф1或Oθ】1网转第二振型【为绕转心《。Oф2或Oθ2回】转通过建立运动微分!方程求得基组水平】回转耦合振动第一、!第二振型的固有【圆频率ωnф1、】。ωnф2或ωnθ1!、ω:nθ:2,和,基础顶面控制点B的!竖向、水平振动位】移幅值
【。
《 值得《注意的是基组存在两!个方向的水平—回转耦?合,振动一个《是机器的水平—扰力Fvx向—转,心Oф1、Oф2平!。移和机?器竖向扰力》F,vz沿x向的—偏心组成的总—。扰,力矩Mф1》、Mф2激发了基】组x向水《平、:绕y轴回转的—x,-ф:向耦合振动第—。。二个是机器》的同:转力矩Mθ和—竖向扰力F》vz沿y向的—偏心组?成的总?扰力矩Mθ1、M】θ2激发了基组【y向水平、绕x【轴回转的y-θ【向耦合振动》这两:个方:向的水平回》转耦合振动计算公式!。在形式上完全—相同但是所有的【参,数包括地基》参数、基组》转动惯量、基组固有!圆频率、转动中【心至:基组:重心的距离等均需要!根,据基组?两个方向尺》。寸分别计《算在国家《标准动力机》。器基础设计规范GB! 50?040-《96中对这两个【方向:的耦合振动计算【公式中的参数定义】得不够明确在本版】中给:予了细化《。
— , 基组的上【述四种振动形式【都,可能会产生不—止个方向的线位移】和振动速度在同组】、同谐的扰》。力(:矩)作用下四种振】动形式?沿x轴、《y轴、?z,轴分别产《生的:振动可沿轴线直【接叠:。加对不同组、—不同:谐的扰力(矩—)产生的振》动则应按照本—标准第5.2.5】条提供的公》式取平?方和的平方根—做叠加
—
【在基组?动力:计算时正确》确定地基方案选【择地基参《数确定基础尺—寸和埋深《是十分?重要的有时可—能要进行反》。复试算使基组振动的!固有圆频率尽—量远离扰《。频使:计算位移幅值尽量减!小
》
? 天然》地基上基组》的,振动质量m可不考虑!基底土的参振部分按!式(5.2.1-3!。),计算而参《振土对振动的影【响则是?按照本标准》第3.4.11条】将计算?所得的振动》位移乘以某》一,折减系数来实现对】于桩基础其》振动质量mp则【应包括桩和桩间土】的参振质量按照本】标准第?3章的相关公—式计算
》
5.—2.:。5, 基组顶》面控制点的总—位移峰值u取—一、二谐扰力(【矩)作?用,下,的,总线:位移的平方和—的平方根此叠加公】式比各线《位移分量《绝对值之和更接近实!际因为各谐》扰力:。、,各类扰力均存—。在相位差计算出来】的位移也相应存在相!位差且由《于地基?阻尼比不易准确计】算因而计《算各分量的矢量【和,就很困难《本标准采《用的叠?加公式比较简—。。单又比较符合实际】
,
5—.2.6 工【程实践中《大型:动力机?器基础?的底面积经常受到】限制:也常遇到地基—承载:力较低或《容许振动位移值较】苛刻的情况此时【采用联?合基础则《是一个有《效的处理方法—本标准采用的联合基!础按:刚体进行整体—计,算的:办法是根据模拟基础!系列试验和实体基础!实测数据《。结合理论分析得【出的
】 : :联合基础《一般只取《2,台~3?台机器联合机—器过:多、底板过长均【会带来?不利影响工程—上的联合《。型,式常用竖向型和【水平并联型对—于卧式机器在有条件!时(工艺配管专业】配合)?。应优先采用水平串联!型即沿活塞运动方向!的联合可大大提高基!。础底面的抗弯惯【性矩:从而较大提高地基抗!弯刚度以《提高联合基础的振】动固有圆频》率和降低其振幅
】
?
—。。本条规定《了联合基础按刚性】。整体计算的条件【条件一是《底板的厚度hd【应满:足刚度要求条件【二是:对扰:频的限制条件三是】限制底板厚》。度hd与基》础总:高度的比值
!
》 基础联合后—可使基础主要—振动方向的固有振】动圆频?率有:一定的?提高其中水平—串联型提高较多上】述条件?二的:限制原闲《是,当扰频ω≤》1.3?ω'nz或ω≤【。1,.3ω?'nф1时基础【联合后的固有频率提!。高便远离共振区将达!到减小?振动幅值的目的【;反:之若扰频ω>—1.3ω'nz或】ω>1.3ω'nф!1时基础联合—后的固有自频提高将!可能靠近或落入共振!区并不能减》小振动
》