GBT51228-2017 建筑振动荷载标准.pdf
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建筑结构动力计算时,根据荷载效应等效的原则将结构可 的自重乘以动力系数后得到的荷载称为等效静力荷载。等效 荷载可以按照静力计算方法进行设计。
按极限状态设计时,为保证结构的可靠性而对同时出现的 荷载设计值的规定。
2.1.5振动荷载效应
由振动荷载引起结构或构件的动力反应学校标准,例如振动位移、 速度和振动加速度等,
承受振动荷载的结构或构件,当按静力设计时采用 其值为结构或构件的最大动力效应与相应的静力效应的比
2.1.8振动荷载代表值
设计中用于验算结构振动响应的荷载量值,
2. 2. 1 作用和作用效应
一惯性矩; l:—轨道几何不平顺的波长; 轨道几何高低不平顺的矢高。
G 衡量转子平衡品质等级的参数; 等效静力设计时采用的动力系数: 振动传递效率; 772 修正系数。
3.1.1建筑工程振动荷载,应根据设计要求采用标准值、组合 值作为代表值。 3.1.2振动荷载标准值宜由设备制造厂提供,当设备制造厂不 能提供时,应按本标准的有关规定采用。 3.1.3振动荷载的计算模型和基本假定应与设备的实际运行工 况相一致。 3.1.4在有充分依据时,振动荷载可简化为等效静力荷载,按 静力方法进行设计。 3.1.5当采用等效静力方法计算时,振动荷载的动力系数,宜 按下列公式计算:
况相一致。 3.1.4在有充分依据时,振动荷载可简化为等效静力荷载,按 静力方法进行设计。 3.1.5当采用等效静力方法计算时,振动荷载的动力系数,宜
3.1.5当采用等效静力方法计算时,振动荷载的动力系数,宜 按下列公式计算:
β, = 1十μv μv= S.
式中:β 振动荷载的动力系数; μ——振动荷载效应比; S.振动荷载效应; S静力荷载效应。
1计算结构振动加速度、速度和位移等振动响应与结构变 形时,宜采用振动荷载效应标准值或标准组合值; 2验算结构裂缝时,宜采用等效静力荷载效应的标准组 合值。
的荷载代表值宜采用振动荷载效应与静力荷载效应的基本组 合值。
3.2.1振动荷载作用效应组合,应符合下列规定: 1承载能力极限状态设计时,静力荷载与等效静力荷载效 应组合、静力荷载与振动荷载效应组合时,应采用基本组合: 2正常使用极限状态设计时,静力荷载与等效静力荷载效 应组合、静力荷载与振动荷载效应组合应采用标准组合,振动荷 载与振动荷载效应组合应按本标准第3.2.2条的规定计算。 3.2.2多振源振动荷载作用效应组合,应符合下列规定: 1当多个周期性振动荷载或稳态随机振动荷载组合时,振 动造载齿效志组全适官密下式注管
1当多个周期性振动荷载或稳态随机振动荷载组合时,振 动荷载均方根效应组合值,宜按下式计算:
式中:Sv。 n个振动荷载均方根效应的组合值: Svai一第i个振动荷载效应的均方根值; n一一振动荷载的总数量。 2当两个周期性振动荷载作用时,振动荷载效应组合的最 大值,宜按下式计算:
Svmax = Svlmax + S2max
Sμp = Svmax 十αka Ssg: =
式中: Sp 当冲击荷载控制时,在时域范围上效应的组合值; 5
Svmax 冲击荷载效应在时域上的最大值: αk 冲击作用下的荷载组合系数,可取1.0
3.3.1振动荷载测试系统和测试仪器性能应符合国家现 标准的规定,测试仪器应由国家认定的计量部门定期检负 准,并应在有效期内使用
3.3.2振动荷载测试系统应根据测试对象振动荷载对应自
1振动荷载测试宜采用直接测试法; 2当无法直接测试设备振动荷载时,可采用振动荷率 测试法; 3对于旋转机械,振动荷载可根据动平衡试验结果求 验系数的方法计算。
动力荷载作用点;振动荷载测试方向应包括竖向和水平 方向。
3.3.6振动荷载测量数据分析,应
1稳态周期振动分析时,宜采用时域分析方法,将测量信 号中所有幅值在测量区间内进行平均;亦可采用幅值谱分析的数 居作为测量结果,每个样本数据宜取1024的整数倍,并应进行 加窗函数处理,频域上的总体平均次数不宜小于20次; 2冲击振动分析时,宜采用时域分析方法,应选取3个以 上的连续冲击周期中的峰值,经比较后选取最大的数值作为测量 结果; 3随机振动分析时,应对随机信号的平稳性进行评估;对 于平稳随机过程宜采用总体平滑的方法提高测量精度;当采用快
速傅立叶变换或频谱分析时,每个样本数据宜取1024的整数倍, 并应进行加窗函数处理,频域上的总体平均次数不应小于32次; 4每个测点记录振动数据的次数不得少于2次,当2次测 量结果与其算术平均值的相对误差在士5%以内时,可取其平均 值作为测量结果
4.1汽轮发电机组与重型燃气轮机
4.1.1汽轮发电机组和重型燃气轮机作用在基础上的振动荷载, 宜按下列公式计算:
专速在额定转速的0.95倍~1.05倍范围内时,振动荷载宜 固定值。
载的作用位置宜取与机组的轴承支座中心线一致,振动荷载 点的高度宜取基础顶面到转子中心线的距离。
4.2.1旋转式压缩机的振动荷载,宜按下列公
.2.1旋转式压缩机的振动荷载,宜按下列公式计算:
n 3000) Fvy = 0. 125mg n 3000 Fvz = 0. 25mg 2 3000
4.2.2振动荷载作用点的位置,应根据机器转子的质量分布状 况确定。
3.1通风机、鼓风机、离心泵、电动机的振动荷载,宜控 公式计算:
式中: m 旋转部件的总质量(kg); e一转子质心与转轴几何中心的当量偏心距(m); w一转子转动角速度(rad/s)。 4.3.2旋转部件当量偏心距,宜按下式计算,
4.4.1离心机的振动荷载,宜按下列公式计算:
4.4.1离心机的振动荷载,宜按下列公式计算
2立式离心机的振动荷载,宜按下列公式计算:
机的振动荷载,宜按下列公式
X Fy, =0. 5mew, Fvz =mewn w, =0.105n
2 F =0. 5mew
4.4.2离心机旋转部件总质量对于离心机轴心的当量偏心距e, 宜按表4.4.2确定。
注:表中e的取值已计人轴承、联轴器等对于振动荷载的影响
4.4.3在腐蚀环境中工作的离心机,其旋转部件总质量对轴心 的当量偏心距e,应按本标准表4.4.2的数值乘以介质系数,介 质系数可取1.1~1.2,工作转速较低时取较小值,工作转速较 高时取较大值。
5.1往复式压缩机、往复泵
5.1.1往复式压缩机、往复泵的振动荷载由旋转运动不平衡质 量惯性力和往复运动质量惯性力组成;旋转运动不平衡质量惯性 力仪有一谐波,往复运动质量惯性力可只计入一谐波和二谐波, 更高谐波可忽略不计。
往复式机器的一谐波和二谐波振动产生的扰力和扰力矩
宜按下列公式计算: 1)一谐波的水平扰力,宜按下式计算:
4)二谐波的竖向扰力,宜按下式计算:
Fvxl = row"(2 ma, sinB, +Z mr,cosa,sind,)
波的水平扰力,宜按下式计算
Fvx2 = row"(Z mb; cos2α; sind;
谐波的竖向扰力,宜按下式计算: Fvzl = ro(Z maicosβ; +Z mhi cosαicosd) 二谐波的竖向扰力,宜按下式计算:
Fvzl = rot(Z maicosβ; + Z mhicosαicosb: ) 谐波的坚竖向扰力,宜按下式计算:
Fv2 = row"^(2 mb; cos2α;cosdi
5)一谐波与二谐波的扭转力矩,宜按下列公式计算:
6)一谐波与二谐波的回转力矩,宜按下列公式计算:
式中:Fvxl 谐波的水平扰力(N): Fvx2 二谐波的水平扰力(N); Fvz1 谐波的竖向扰力(N); Fv2 二谐波的竖向扰力(N); Mvzl 谐波的扭转力矩(N·m) Mv2 二谐波的扭转力矩(N·m); Mxl 谐波的回转力矩(N·m); M2 谐波的回转力矩(N·m)
mai一一旋转不平衡质量,可取第 i列曲柄一连杆一活塞 机构各部分换算到曲柄销的质量(kg),宜按本 标准附录A的规定计算; mbi——往复运动质量,可取第i列曲柄一连杆一活塞机 构各部分换算到十字头的质量(kg),宜按本标 准附录A的规定计算; r。曲柄半径 (m);
3常用往复式机器的振动荷载,宜按本标准附录B的规定 确定。
1一般情况下,宜取工作转速最大值时的扰力和扰力矩: 当某一转速的扰力可能使基础产生共振时,应取该转速时的扰
刀值; 2一谐扰力或扰力矩、二谐扰力或扰力矩应按本标准附录 B表B.0.2的规定确定: 3当一谐、二谐扰力或扰力矩采用平衡装置时,宜取本标 准附录B表B.0.2的理论计算值减去被平衡装置已平衡部分的 扰力或扰力矩; 4当扰力或扰力矩的理论计算值为0或可忽略不计时,宜 按同类机型的单曲柄发动机取平衡块容许质量误差或连杆与活塞 容许质量误差平方和开方计算一谐扰力值; 5制造厂提供的倾覆力矩简谐分量,当发动机不少于3缸 时,不宜少于3个谐次,当发动机不少于8缸时,宜在主谐次与 基频之间取值。 5.2.2扰力和扰力矩的一谐频率应取对应发动机的工作转速 其余各谐频率应取对应一谐波频率的倍数。四冲程发动机的倾覆 力矩简谐分量基频应取对应1/2谐次,主谐次应取对应缸数的 1/2;二冲程发动机的倾覆力矩简谐分量基频对应的一谐次,主 谐次应取对应缸数。 5.2.3扰力和扰力矩作用点的位置,宜取曲轴中心。 5.2.4扰力和扰力矩的相位差,宜按下列规定采用: 1一谐扰力和扰力矩的竖向与水平向相位差宜取90°; 2二谐扰力和扰力矩的相位:气缸中心线无夹角或夹角为 90时,宜取同相位:与一谐波叠加时,宜取同相位:其他夹角
5.2.3扰力和扰力矩作用点的位置,宜取曲轴中心。
1一谐扰力和扰力矩的竖向与水平向相位差宜取90°; 2二谐扰力和扰力矩的相位:气缸中心线无夹角或夹角为 90°时,宜取同相位;与一谐波叠加时,宜取同相位;其他夹角 时,宜按实际情况确定; 3多谐倾覆力矩简谐分量产生的振动值叠加、扰力和扰力 矩与倾覆力矩简谐分量产生的振动值叠加时,宜按平方和开方 取值。
6. 1. 1 锻锤的振动荷载,宜按下式计算!
F, = 2miul At
式中: F 锻锤的振动荷载(N); △t一钅 锤击作用时间,一般情况下可取0.001s; m,打击后与砧座一起运动部件的总质量(kg); 6.1.2钅 锻锤工作时,下部质量产生的初速度,宜按下式计算:
式中: m。 锤头质量(kg); 锤头的锤击速度(m/s); 一撞击回弹系数,宜按表6.1.2采用
moV(1 +en) U1 M m, fm.
6.1.3锻锤的锤击速度,宜按下列规定计算钙镁磷肥标准,
6.1.3锻锤的锤击速度,宜按下列规定计算: 1 单作用锤的锤击速度,宜按下式计算:
Uo = n V2gha
用锤的锤击速度,宜按下式计
pS +mog Uo = N2 2ho mo
式中: E。 锤击最大能量(kJ)。
有色金属标准2E. Vo = 7 m.
6.2.1热模锻压力机起始阶段和机构运行阶段的振动荷载,宜 按下列规定确定(图6.2.1): 1起始阶段的振动荷载,宜按下列规定确定
图6.2.1热模锻压力机荷载示意图 Fz一竖向振动荷载;Fx一水平振动荷载;My一振动力矩
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