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Ox】yz坐标而》言因:而作:用于C?点的:Fvz、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、O》。θ1、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F《v,x作用下产生绕z轴!的扭转振动(图5.!2.2)基组在【。。。水平:扰,力Fvx和沿—x轴向?偏心的?。竖向扰力《Fvz?。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Mθ和沿】y轴向?偏心的竖向》扰力:。。Fvz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G【B 508》68-201—3,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Kz和ζz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Fv》x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O!θ1网转《第二振型为绕转【心O:ф2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ωnф《1、ωnф2或【ωn:。θ1、ωnθ—。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F—vx向转《心Oф?1,、Oф2平》移和机?器竖向扰力F—v,z沿x向的偏心【组成的总扰力矩M】ф1、?Mф:2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Mθ—1、Mθ2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 【。50040-96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.?3ω'nz或ω≤1!。.3ω'nф—1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'》nф1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
《