GB50190-2020工业建筑振动控制设计标准.pdf
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1.0.1 为在工业建筑结构振动控制中贯彻国家相关法律法规及技术经济政策，确保工业建筑在振动荷载作用下满足结构安全、正常生产及环境要求，做到技术先进、经济合理，制定本标准。
1.0.2 本标准适用于工业建筑在机械振动荷载作用下结构振动控制设计，不适用于地震、风等其他激励作用下结构的振动控制。
1.0.3 工业建筑振动控制设计除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
地面垂直的振动，用之轴表示。
2.1.5第一频率密集区
erticalvibration
振动荷载作用下，多跨连续结构在幅频特性曲线上首先出现 的频率密集区。
花纹板标准vibrationcontrol
对振动荷载源、振动传递路径或者建筑结构本身采取降低结 勾的振动响应的措施。
2.2.1作用和作用效应：
振动位移； U 振动速度； a 振动加速度； F. 振动荷载；
vibration isolatio
2. 2.2 计算指标:
3.1.1工业建筑的振动控制，应满足设备与仪器正常使用要求以 及结构与构件承载力要求。
3.1.2工业建筑振动控制设计应具备下列资料：
1工程规划总图及工艺平面布置图； 2 设备与仪器平面布置图、设备名称、型号、外形及底座 尺寸； 3 动力设备的振动荷载； 4 受控设备与仪器的容许振动标准； S 结构平面图、剖面图； 6 建筑场地岩土工程勘察报告； 建筑周边的动力设备及环境振动资料，对振动控制有较高 要求的建筑及人群分布资料。 3.1.3 工业建筑振动控制设计应符合下列规定： 1振动荷载应按现行国家标准《建筑振动荷载标准》GB/T 51228的有关规定确定：
3.1.3工业建筑振动控制设计应符合下列规定： 1振动荷载应按现行国家标准《建筑振动荷载标准》GB/T 51228的有关规定确定； 2容许振动标准应按现行国家标准《建筑工程容许振动标 准》GB50868的有关规定确定； 3采取隔振措施时，应符合现行国家标准《工程隔振设计标 准》GB50463的有关规定。
3.1.5工业建筑结构在大型动力设备振动作用下，当振动控制不
3.1.5工业建筑结构在大型动力设备振动作用下，当振动控制不 能满足正常使用要求时，应采取减小动力设备振动输出或隔振减 振的措施。
3.2工业建筑选址及设备布置
3.2.1当工业建筑内设备及仪器对振动环境要求较高时，建筑选 址宜远离有较大振动的振源。 3.2.2当工业建筑动力设备振动荷载较大时，厂址的选择宜避开 软土、填土、液化土等不良地质；当无法避开时，应进行地基处理。 3.2.3工业建筑工艺设计时，有较大振动的设备应与精密仪器和 加工设备分区布置，普通加工设备宜与精密加工设备分区布置
1自重较大且振动荷载较大的设备、冲击式机器宜布置在建 筑的底层； 2楼层上的动力设备宜沿楼盖主、次梁布置，竖向振动较大 的设备宜布置在主梁端部区域； 3建筑物的附属振动设备，宜集中布置在对精密加工和精密 仪器振动影响较小的区域
3.3.1工业建筑的结构选型应满足生产工艺和建筑功能的要求， 并应符合下列规定： 1承受振动荷载的工业建筑，宜采用钢筋混凝土结构、组合 结构或钢结构； 2工业建筑抗侧力结构的布置应与振动荷载作用方向协调； 3结构的平面和竖向布置宜规则，传力路径应明确、合理； 4多层工业建筑宜采用混凝土楼盖或组合楼盖。 3.3.2 当工业建筑设置振动荷载较大的动力设备时，动力设备宜
3.3.3振动控制要求较高的多层工业建筑内不宜设置起重机；当
3.3.3振动控制要求较高的多层工业建筑内不宜设置起重机；当
求时，应进行地基处理或采用桩基础。 ，3.5承受振动荷载的工业建筑结构，混凝土的强度等级不应化 C30。
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：
式中：S一一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。 3.4.2工业建筑振动控制设计时，结构的承载能力极限状态应符 合下式要求：
式中：o一结构重要性系数； S一承载能力极限状态下作用组合的效应设计值； R一一结构或构件的抗力设计值。
准《混凝土结构设计规范》GB50010和《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定执行，荷载标准值应按本标准第3.4.7条的规 定确定
3.4.4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； 结构和构件在静力荷载作用下的变形值： 结构和构件在振动荷载作用下的变形幅值
uv一一结构和构件在振动荷载作用下的变形幅值。 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人 缝验算时，构件截面内力组合设计值应按下式计算：
3.4.5工业建筑钢筋混凝土构件
式中：S一 结构构件内力组合设计值； S、结构构件在静力荷载作用下内力组合设计值。
Ss一结构构件在静力何载 细白设值 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：
3.4.6工业建筑构件承载力验算时，结构构件的振动荷
应与其他静力荷载效应的基本组合应按下式计算：
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.
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 效应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 宜按下式计算：
S, = S + S2
式中：Sv1、Sv2一一第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= (Sv.)2 Sv = Svmax1 + Svmax
式中：Sv 第讠个振动荷载作用效应值； 振动荷载的总数量； Svmaxl 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：
S=Svp+ (Sv.)2 E
中:S 一最大冲击荷载效应值
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
1宜采用数值分析方法并计入结构空间作用影响； 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当振动荷载频率大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 规定： 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
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 按实际情况计人。
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
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，混凝土、钢筋和钢材的材料强度、弹性模 量、泊松比取值应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010和《钢结构设计标准》GB50017的有关规定执行。 4.1.7结构振动分析时，构件刚度的计算宜符合下列规定： 1现浇楼盖及装配整体式楼盖，梁有效翼缘计算宽度宜按现 行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定确定；楼 板上的砂浆面层可计入厚度的1/2计算； 2当设备基础与楼板有可靠连接时，宜计入基础对楼盖刚度 的影响。 4.1.8在单一周期性荷载作用下，结构的振动速度和振动加速度 可按下列公式计算：
4.2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。 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
2.2计算结构振动响应时，宜在振动荷载扫频区范围进行
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：
式中：fe.min 扫频区频率最小值（Hz)； femax 扫频区频率最大值（Hz）； fe 设备的振动荷载频率（Hz）； 扫频参数，按表4.2.3确定 E
表4.2.3扫频参数8
4.2.4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单层工业建筑振动控制
5.1.1当单层工业建筑屋盖设置动力设备时，应验算屋盖水平 可及竖向振动荷载作用下的振动响应；当屋盖竖向振动速度超 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。 5.1.2单层工业建筑采用天然地基时，基础容许振动加速度宜按 表 5.1.2确定
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：
竖向振动位移可按下式计算：
Fvo uv= K (2岁) 十
式中：uv 屋盖上动力设备作用点处的竖尚振动位移（m）； Fvo 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）； $ 工业建筑屋盖的阻尼比； f。 设备振动荷载频率（Hz）； 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，屋架下弦的水斗 振动位移可按下式计算：
式中：u 结构屋架下弦水平振动位移（m）； uo 结构在振动荷载幅值作用下产生的静水平位移（m）
5.2.3单层工业建筑横向
当L/B为中间值时，山墙影响系数可采用线性插入法确
当L/B为中间值时，山墙影响系数可采用线性插入法确定
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移 可按下列公式计算：
式中：u 柱基础的振动位移幅值（m）； uo 设备基础的振动位移幅值（m） 丫 柱基中心至设备基础中心的距离（m）： 设备基础折算半径（m）； A 设备基础面积（m）
5.2.5大型动力设备作用于地面时，结构柱顶的竖向振动位 按下式计算：
式中：uc 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
注：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） 6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：ue 屋架支撑柱顶的振动位移平均幅值（m）； er 屋架支撑右柱柱顶振动位移幅值（m）； udl 屋架支撑左柱柱顶振动位移幅值（m）
5.3.1单层工业建筑内安装锻锤、落锤、压力机及空气压
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
41.2节的规定计算；对于非轻质屋盖结构，也可采用本节动应力放 大系数方法进行简化计算。
5.3.3单层工业建筑在振动荷载作用下，动应力放大系数
5.3.3单层工业建筑在振动荷载作用下，动应力放大系数宜符合 下列规定：
1屋盖结构动应力放大系数，宜按本标准第5.3.4条～第 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
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。
3.4锻锤振动对屋盖结构动应力的
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 人法确定。
5.3.6空气压缩机振动对屋盖结构动应力的放大系数可按表5.3.6
表5.3.6空气压缩机振动对屋盖结构动应力的放大系数
注：当空气压缩机基础垂直振动位移为表中中间值时，屋盖结构动应力的放大务 数可采用线性插入法确定
注：当空气压缩机基础垂直振动位移为表中中间值时，屋盖结构动应力的放大系
5.3.7压力机振动对屋盖结构动应力的放大系数可按
表5.3.7压力机振动对屋盖结构动应力的放大系数
注：当压力机公称压力为表中中间值时，屋盖结构动应力的放大系数可采用线 插人法取值。
5.4振动控制构造措施
.4.1单层工业建筑屋盖设置动力设备时，直设直置上弦支撑等加 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
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. 1.1 多层工业建筑的振
表 6.1.3梁最小高跨比
6.1.4工业建筑楼盖承受振动荷载时，板厚不宜小于板跨的1/20， 且不应小于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的动力设备 时宜采取隔振措施.振动益裁超过15kNL的动力设备，不宜布置
基坑支护标准规范范本支承结构可不进行振动荷载作用下的承载力、疲劳和裂
支承结构可不进行振动荷载作用下的承载力、疲劳和裂缝验算： 1当机器振动荷载不大于100N时； 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裁力要
6.1.7当建筑结构的振动不
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： 一 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； 3 假定基础为刚性； 4 计人填充墙的作用。 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 前两阶振型进行计算。
设备安装技术、工艺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
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 管
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