GB50190-2020 工业建筑振动控制设计标准 2021年3月1日起实施.pdf

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：

[(3. 4. 1]

试验、检测与鉴定式中：S,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。

式中：Yo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

准《混凝土结构设计规范》GB50010和《钢结构设计标准 50017的有关规定执行，荷载标准值应按本标准第3.4.7条 定确定。

.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： us一一结构和构件在静力荷载作用下的变形值； u一结构和构件在振动荷载作用下的变形幅值。 3.4.5工业建筑钢筋混凝土构件在振动荷载作用下的拉应力及 裂缝验算时，构件截面内力组合设计值应按下式计算：

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：

应与其他静力荷载效应的基本组合应按下式计算：

S = S. ± 1. 5 S.

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.

：Sks一一构件在静力荷载作用下内力组合的标准值。 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 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 工让竺

中:Sks 构件在静力荷载作用下内力组合的标准值。

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

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：

式中：Sl、S2一一第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.= (S)2 S, = Svmaxl ±Symax2

式中：Svi 第i个振动荷载作用效应值： 振动荷载的总数量； 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：

E:Swp 最大冲击荷载效应值。

S.= Svp + 7 (Sv)4

4.1.1工业建筑结构的振动控制设计时，可对整体结构的水平振 动与竖向振动分别计算

4.1.1工业建筑结构的振动控制设计时，可对整体结构的水平振 动与竖向振动分别计算。 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规定： 1宜采用数值分析方法并计人结构空间作用影响； 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当振动荷载频率天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 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

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规

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

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 按实际情况计入

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。X

表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，混凝王、钢筋和钢材的材料强度、弹性

.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。

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 算，并应符合下列规定： 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：

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

表4.2.3扫频参数8

.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。

5.1.1当单层工业建筑屋盖设置动力设备时，应验算屋盖水斗 向及竖向振动荷载作用下的振动响应；当屋盖竖向振动速度起 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。

表5.1.2基础容许振动加速度

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

式中：αf 建筑结构基础地基土承载力特征值振动影响折减 系数； 动力设备基础振动加速度最大值（m/s）； 8 重力加速度（ms）。

竖向振动位移可按下式计算：

式中：u 屋盖上动力设备作用点处的竖向振动位移（m）： Fo 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）： 一一工业建筑屋盖的阻尼比； f。一 设备振动荷载频率（Hz）； f一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，屋架下弦的水平 振动位移可按下式计算：

振动位移可按下式计算：

振动位移可按下式计算：

)+(2) 式中：u一 结构屋架不弦水平振动位移(m） uo——结构在振动荷载幅值作用下产生的静水平位移(m); fh结构一阶水平自振频率(Hz)。 5.2.3/单层工业建筑横向一阶自振频率可按下列公式计算

2当L/B为中间值时，山墙影响系数可采用线性捕入法确定。

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利 可按下列公式计算：

式中：ue 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

主：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（m） eea

：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√A。/元；H为柱的高度（m）；A。为柱截面面积（m） 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：u。 屋架支撑柱顶的振动位移平均幅值（m）； 屋架支撑右柱柱顶振动位移幅值（m)， uer uel 屋架支撑左柱柱顶振动位移幅值（m）

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，结构内力可按本标

4.2节的规定计算；对于非轻质屋盖结构，也可采用本节动应

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

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5.3.4确定

5.3.4锻锤振动对屋盖结构动应力的放大系数可按表5.3.

.3.4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。

5.3.4锻锤振动对屋盖结构动应力的

注：当锻锤下落部分的公称质量为表中中间值时，屋盖结构动应力的放大系数可 采用线性插入法确定

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采用 人法确定，

表5.3.6空气压缩机振动对屋盖结构动应力的放大系数

5.4振动控制构造措施

5.4.1单层工业建筑屋盖设置动力设备时，宜设置上弦支撑等加 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，柱间宜设置垂直支撑

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多层工业建筑振动控制

表6.1.3梁最小高跨比

注：当振动荷载为表中中间值时，架最小高跨比可采用线性捕人法确定。 ，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， 1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i

，宜采取隔振措施；振动荷载超过15kN的动力设备，不宜布置 .16·

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载力要 求时，应采取隔振或减振措施。 6.2结构振动计算 I结构水平振动计算 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： 1 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； 用 3 假定基础为刚性； X 4 计入填充墙的作用。 6.2.2 水平振动的计算可采用振型分解法，可取振动效应方向的 前两阶振型进行计算。 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 计算：

6.2.1工业建筑结构水平振动的计算模型应符合下列

u=/(B coso,）+(ZB sino,) 对于平动振型： B=Yβ,Xi 对于扭转振型： Bi = Yiβ,Xid F, 1

X;F Xjm m

中：u 第k层控制点的位移幅值（m）； B一 振型i在折算振型荷载F，作用下，第层控制点产 生的动位移（m）； ,j振型的滞后角（rad）； Y一一振型i在折算振型荷载F，作用下产生的振型静位移 (m) ; β;——i振型的传递系数； X一一i振型第k层的振型向量 d# 控制点在垂直于振动荷载作用方向上与结构质心的 距离(m); 结构的阻尼比； 专用 f 振动荷载的计算频率(Hz); ， i振型的自振频率（Hz)； F 振型的折算振型荷载（N）； 振型的折算振型质量（kg）； 作用于第k层上的振动荷载（N）； mk 第k层的有效质量或转动惯量（kg或kg·m）

6.2.4楼盖在振动荷载作用下，振动荷载作用点的竖向振动响应 可采用计入梁端约束条件的单跨梁模型进行简化计算。 6.2.5采用单跨梁模型计算振动响应时，可采用下列规定进行计 算假定：

6.2.4楼盖在振动荷载作用下，振动荷载作用点的竖向振动响应

1柱可作为主梁的刚性支座； 2主梁在振动荷载作用下静挠度小于次梁在振动荷载作用 下静挠度的1/10时，主梁可视为次梁的刚性支座：

3结构第一阶频率小于振动荷载频率时，主次梁节点可采用 刚接模型；结构第一阶频率大于振动荷载频率时，主次梁节点可采 用铰接模型； 4采用刚接模型时，梁端支座刚度应乘以刚度降低系数，刚 度降低系数可取0.95。

6.2.6单跨梁的一阶自振频率应符合下列规定：1

1非弹性支座刚接主梁的一阶自振频率可按下式计算：

fi = 3. 573 ET L? V m

式中：L、%——梁两端支座在单位力作用下的竖向变形。 3弹性支座刚接次梁的一阶自振频率可按下式计算

L5 +L8 1 360EI f: 2 元 L" L8 L m 181440(E 360EI 2

式中：——梁端支座在单位力作用下竖向变形。 6.2.7梁上单位长度的等效均布质量可按下式计算

m=mu+ Ekim

式中：mu 梁上单位长度的质量； m; 梁上第i点的附加集中质量； k:—质量换算系数，按表6.2.7确定

表6.2.7质量换算系数

注：α；为第i个集中质量与较近支座的距离与梁跨度之比 2.8单跨梁的振动位移u可按下式计算：

M? 式中：uo—一振动荷载幅值作用下梁产生的静竖向位移； f。一设备振动荷载频率， 6.3 结构振动控制措施 结构水平振动控制措施 6.3.1水平振动作用较大的设备宜布置在较低楼层，设备振动荷 载作用点宜与结构抗侧刚度中心重合：当水平振动设备布置在较 高楼层时，结构抗侧刚度宜沿结构高度均勾布置， 6.3.2为减小结构水平振动响应，对动力设备应采取下列措施： 1动力设备振动荷载频率与结构自振频率接近时，宜对动力 设备采取隔振减振、降低振动荷载等措施； 2宜将动力设备水平振动荷载较大方向布置在结构水平自 振频率与振动荷载频率相差较大的方向。 6.3.3为减小结构水平振动响应，可采取下列措施： 1增加剪力墙、支撑等抗侧力构件；

.3.3为减小结构水平振动响应，可采取下列措施

1增加剪力墙、支撑等抗侧力构件； 2合理利用填充墙刚度，将刚性填充墙设置在对减小楼盖水 平旋转振动最有效的位置上，并加强填充墙与主体结构的连接； 3当工艺不充许增加抗侧力构件时，调整结构跨度或者增大

构件截面； 4当工业建筑与附属构筑物相连时，将附属构筑物配置在建 筑的对称轴线上； 5合理设置减振耗能部件或装置。 工结构竖向振动控制措施 6.3.4 动力设备在楼盖上的布置应符合下列规定： 1 动力设备宜布置在楼盖梁上； 2 上下往复运动的设备应布置在结构的竖向构件附近； 3 水平往复运动的设备宜布置在跨中部位，并应使较大振动 荷载与梁同向。 6.3.5 当设备布置在单根梁上时，应采取措施避免梁产生扭转振动 6.3.6 楼盖上的动力设备不应与主体结构竖向结构构件直接连接。 6.3.7 结构楼盖自振频率与振动荷载频率接近时，应采取措施调

6.3.7结构楼盖自振频率与振动荷载频率接近时，应采取措施调

7多层工业建筑楼盖微振动控制

表7.1.2楼盖单位宽度相对抗弯刚度(N/m）

园林标准规范范本注：1机床分布密度为机床布置区的总面积除以机床台数

板梁相对抗弯刚度比、楼盖单位宽度、相对抗弯刚度按本标准第7.2.2条 的规定计算

.1.3次梁间距不大于2m、板厚不小于80mm的肋形楼盖和预 制槽板宽度不大于1.2m的装配整体式楼盖，其梁和板截面最小

学士标准规范范本次梁的跨度（m）； l,一一主梁的跨度(m); I一一主梁的截面惯性矩（m）； Ip一次梁或预制槽形板的截面惯性矩（m*）； c一次梁间距（m）。 .2.3楼盖第一频率密集区内的最低和最高自振频率宜按下列 公式计算

.Z. 按血第一 频率密集区内的取低和取高自振频 公式计算：

表 7. 2. 3 自振频率系数