摘要：某廠房車間各類動(dòng)力機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)較大，為防止振動(dòng)過(guò)大而影響生產(chǎn)并危及廠房結(jié)構(gòu)安全，對(duì)該廠房車間的振動(dòng)速度及振動(dòng)頻率進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)，并根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，判斷機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響程度。結(jié)果表明，現(xiàn)有工況條件下廠房車間各類動(dòng)力機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)符合國(guó)家相關(guān)安全規(guī)范的要求，不會(huì)對(duì)廠房車間建（構(gòu)）筑物結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生影響。

關(guān)鍵詞：振動(dòng)監(jiān)測(cè)；結(jié)構(gòu)安全；分析

前言

高偉光學(xué)電子有限公司位于東莞市寮步鎮(zhèn)橫坑工業(yè)區(qū)禾合田村高偉工業(yè)園，主要生產(chǎn)手機(jī)攝像頭、DVD用光學(xué)鏡片、各種讀寫(xiě)磁頭等產(chǎn)品。由于該廠區(qū)內(nèi)無(wú)塵車間各類動(dòng)力機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生振動(dòng)，為防止振動(dòng)過(guò)大而影響生產(chǎn)并影響結(jié)構(gòu)安全，高偉光學(xué)電子有限公司委托廣東省地震工程勘測(cè)中心對(duì)其廠房無(wú)塵車間各類動(dòng)力機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成的影響進(jìn)行振動(dòng)速度及振動(dòng)頻率的檢測(cè)，通過(guò)進(jìn)行振動(dòng)檢測(cè)對(duì)廠房車間建筑結(jié)構(gòu)的受振動(dòng)影響程度進(jìn)行評(píng)估。

1檢測(cè)儀器

本次廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng)檢測(cè)使用TC-4850工程爆破振動(dòng)檢測(cè)儀，該檢測(cè)系統(tǒng)主要由振動(dòng)拾振器（速度傳感器）、TC-4850數(shù)據(jù)采集器、電腦等以及專用的分析處理軟件、供電系統(tǒng)及其它附屬設(shè)施組成，可同時(shí)測(cè)量多個(gè)分向的振動(dòng)速度量及振動(dòng)頻率。該型儀器性能優(yōu)良，靈敏度高[1]，是目前工程振動(dòng)檢測(cè)領(lǐng)域中廣泛使用的一款儀器，使用前經(jīng)過(guò)嚴(yán)格標(biāo)定計(jì)量。儀器系統(tǒng)性能指標(biāo)見(jiàn)表1。進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)檢測(cè)或監(jiān)測(cè)時(shí)，將儀器布置在技術(shù)方案確定的具有代表性的檢測(cè)點(diǎn)上，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)以廠房的結(jié)構(gòu)為介質(zhì)傳播到地面，振動(dòng)傳感器檢測(cè)到振動(dòng)信號(hào)后，將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送入數(shù)據(jù)采集器中，并完成放大、采集等一系列工作。電腦通過(guò)采集器的采集端口與采集設(shè)備進(jìn)行連接，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的導(dǎo)出操作、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)記錄情況、儀器設(shè)備的參數(shù)狀況等一系列數(shù)據(jù)處理工作。

2振動(dòng)布局及檢測(cè)

我單位派遣技術(shù)人員查勘了該工程的現(xiàn)場(chǎng)情況及周邊建（構(gòu)）筑物的現(xiàn)狀，結(jié)合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，擬訂了檢測(cè)技術(shù)方案。數(shù)據(jù)處理采用與TC-4850配套的IDTS數(shù)據(jù)分析程序。進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，從導(dǎo)出的實(shí)時(shí)波形記錄圖上找出振幅的最大值，選定后程序可以自動(dòng)計(jì)算出振動(dòng)的最大速度值和主振頻率[2]，等價(jià)地動(dòng)速度的計(jì)算公式為：（1）其中[3]：Xi為i頻點(diǎn)的等價(jià)地動(dòng)速度(um/s)；Yi為i頻點(diǎn)的最大采樣幅值；Ci為i頻點(diǎn)的速度響應(yīng)靈敏度。本次振動(dòng)檢測(cè)的8個(gè)檢測(cè)點(diǎn)分別檢測(cè)了4個(gè)框架柱及4個(gè)框架主梁與小梁的振動(dòng)數(shù)據(jù)，共計(jì)8個(gè)檢測(cè)點(diǎn)次。廠房車間內(nèi)8個(gè)檢測(cè)點(diǎn)按照車間現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)力機(jī)器分布情況，布設(shè)于機(jī)器產(chǎn)生振動(dòng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)影響明顯處，分別布設(shè)于車間機(jī)器下方4個(gè)框架柱及4個(gè)框架主梁與小梁上（見(jiàn)圖1）。檢測(cè)數(shù)據(jù)分析時(shí)節(jié)選各個(gè)時(shí)間段中最大的振動(dòng)數(shù)據(jù)，每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)次包括一組振動(dòng)數(shù)據(jù)，每組振動(dòng)數(shù)據(jù)包括三個(gè)分向的振動(dòng)速度量和主振頻率，一共得到6個(gè)與設(shè)備產(chǎn)生振動(dòng)影響有關(guān)的參數(shù)[4]，振動(dòng)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析結(jié)果呈現(xiàn)以下規(guī)律：
（1）1號(hào)檢測(cè)點(diǎn)布設(shè)于自編三號(hào)梁上，檢測(cè)時(shí)間段為14:07:56至15:15:37。該檢測(cè)點(diǎn)共計(jì)記錄344檢測(cè)點(diǎn)次機(jī)器振動(dòng)數(shù)據(jù)，每組振動(dòng)數(shù)據(jù)包括三個(gè)分向的振動(dòng)速度量和主振頻率，一共得到2064個(gè)與車間機(jī)器振動(dòng)相關(guān)的參數(shù)。其中檢測(cè)到的最大數(shù)據(jù)為0.0917cm/s，頻率為45.45Hz。有效數(shù)據(jù)中小于0.02cm/s的有0個(gè)，0.02cm/s至0.05cm/s之間的有67個(gè)，0.05cm/s至0.1cm/s之間的有23個(gè)；主頻分布范圍：有效數(shù)據(jù)中小于10Hz的有0次，10Hz至20Hz之間的有79次，20Hz至30Hz之間的有6次，30Hz至50Hz之間的有4次，大于50Hz的有1次，頻率以20Hz至30Hz之間最為常見(jiàn)。
（2）2號(hào)檢測(cè)點(diǎn)布設(shè)于自編三號(hào)柱上，檢測(cè)時(shí)間段為14:14:14至15:10:11。該檢測(cè)點(diǎn)共計(jì)記錄21檢測(cè)點(diǎn)次機(jī)器振動(dòng)數(shù)據(jù)，每組振動(dòng)數(shù)據(jù)包括三個(gè)分向的振動(dòng)速度量和主振頻率，一共得到126個(gè)與車間機(jī)器振動(dòng)相關(guān)的參數(shù)。其中檢測(cè)到的最大數(shù)據(jù)為0.0991cm/s，頻率為33.33Hz。有效數(shù)據(jù)中小于0.02cm/s的有29個(gè)，0.02cm/s至0.05cm/s之間的有27個(gè)，0.05cm/s至0.1cm/s之間的有1個(gè)；主頻分布范圍：有效數(shù)據(jù)中小于10Hz的有0次，10Hz至20Hz之間的有21次，20Hz至50Hz之間的有25次，50Hz至100Hz之間的有7次，大于100Hz的有4次，頻率以20Hz至50Hz之間最為常見(jiàn)。
（3）3號(hào)檢測(cè)點(diǎn)布設(shè)于自編一號(hào)梁上，檢測(cè)時(shí)間段為14:20:06至15:04:35。該檢測(cè)點(diǎn)共計(jì)記錄195檢測(cè)點(diǎn)次機(jī)器振動(dòng)數(shù)據(jù)，每組振動(dòng)數(shù)據(jù)包括三個(gè)分向的振動(dòng)速度量和主振頻率，一共得到1170個(gè)與車間機(jī)器振動(dòng)相關(guān)的參數(shù)。其中檢測(cè)到的最大數(shù)據(jù)為0.1551cm/s，頻率為11.24Hz。有效數(shù)據(jù)中小于0.02cm/s的有2個(gè)，0.02cm/s至0.05cm/s之間的有64個(gè)，0.05cm/s至0.1cm/s之間的有13個(gè)，0.1cm/s至0.2cm/s之間的有20個(gè)；主頻分布范圍：有效數(shù)據(jù)中小于10Hz的有3次，10Hz至20Hz之間的有77次，20Hz至50Hz之間的有19次，50Hz至100Hz之間的有0次，大于100Hz的有0次，頻率以10Hz至20Hz之間最為常見(jiàn)。
（4）4號(hào)檢測(cè)點(diǎn)布設(shè)于自編一號(hào)柱上，檢測(cè)時(shí)間段為14:23:29至15:00:56。該檢測(cè)點(diǎn)共計(jì)記錄184檢測(cè)點(diǎn)次機(jī)器振動(dòng)數(shù)據(jù)，每組振動(dòng)數(shù)據(jù)包括三個(gè)分向的振動(dòng)速度量和主振頻率，一共得到1104個(gè)與車間機(jī)器振動(dòng)相關(guān)的參數(shù)。其中檢測(cè)到的最大數(shù)據(jù)為0.0415cm/s，頻率為24.39Hz。有效數(shù)據(jù)中小于0.02cm/s的有23個(gè)，0.02cm/s至0.05cm/s之間的有21個(gè)，0.05cm/s至0.1cm/s之間的有22個(gè)；主頻分布范圍：有效數(shù)據(jù)中小于10Hz的有3次，10Hz至20Hz之間的有17次，20Hz至50Hz之間的有46次，50Hz至100Hz之間的有0次，大于100Hz的有0次，頻率以20Hz至50Hz之間最為常見(jiàn)。
（5）5號(hào)檢測(cè)點(diǎn)布設(shè)于自編四號(hào)小梁上，檢測(cè)時(shí)間段為14:32:42至15:51:09。該檢測(cè)點(diǎn)共計(jì)記錄349檢測(cè)點(diǎn)次機(jī)器振動(dòng)數(shù)據(jù)，每組振動(dòng)數(shù)據(jù)包括三個(gè)分向的振動(dòng)速度量和主振頻率，一共得到2094個(gè)與車間機(jī)器振動(dòng)相關(guān)的參數(shù)。其中檢測(cè)到的最大數(shù)據(jù)為0.0822cm/s，頻率為42.55Hz。有效數(shù)據(jù)中小于0.02cm/s的有3個(gè)，0.02cm/s至0.05cm/s之間的有65個(gè)，0.05cm/s至0.1cm/s之間的有34個(gè)；主頻分布范圍：有效數(shù)據(jù)中小于10Hz的有2次，10Hz至20Hz之間的有66次，20Hz至50Hz之間的有34次，50Hz至100Hz之間的有0次，大于100Hz的有0次，頻率以10Hz至20Hz之間最為常見(jiàn)。
（6）6號(hào)檢測(cè)點(diǎn)布設(shè)于自編四號(hào)柱上，檢測(cè)時(shí)間段為14:37:22至15:44:25。該檢測(cè)點(diǎn)共計(jì)記錄144檢測(cè)點(diǎn)次機(jī)器振動(dòng)數(shù)據(jù)，每組振動(dòng)數(shù)據(jù)包括三個(gè)分向的振動(dòng)速度量和主振頻率，一共得到864個(gè)與車間機(jī)器振動(dòng)相關(guān)的參數(shù)。其中檢測(cè)到的最大數(shù)據(jù)為0.0276cm/s，頻率為28.57Hz。有效數(shù)據(jù)中小于0.02cm/s的有57個(gè)，0.02cm/s至0.03cm/s之間的有42個(gè)；主頻分布范圍：有效數(shù)據(jù)中小于10Hz的有5次，10Hz至20Hz之間的有57次，20Hz至50Hz之間的有37次，50Hz至100Hz之間的有0次，大于100Hz的有0次，頻率以10Hz至20Hz之間最為常見(jiàn)。
（7）7號(hào)檢測(cè)點(diǎn)布設(shè)于自編二號(hào)小梁上，檢測(cè)時(shí)間段為15:24:24至16:04:14。該檢測(cè)點(diǎn)共計(jì)記錄153檢測(cè)點(diǎn)次機(jī)器振動(dòng)數(shù)據(jù)，每組振動(dòng)數(shù)據(jù)包括三個(gè)分向的振動(dòng)速度量和主振頻率，一共得到918個(gè)與車間機(jī)器振動(dòng)相關(guān)的參數(shù)。其中檢測(cè)到的最大數(shù)據(jù)為0.0877cm/s，頻率為21.05Hz。有效數(shù)據(jù)中小于0.02cm/s的有0個(gè)，0.02cm/s至0.05cm/s之間的有42個(gè)，0.05cm/s至0.1cm/s之間的有24個(gè)；主頻分布范圍：有效數(shù)據(jù)中小于10Hz的有2次，10Hz至20Hz之間的有60次，20Hz至50Hz之間的有3次，50Hz至100Hz之間的有1次，大于100Hz的有0次，頻率以10Hz至20Hz之間最為常見(jiàn)。
（8）8號(hào)檢測(cè)點(diǎn)布設(shè)于自編二號(hào)柱上，檢測(cè)時(shí)間段為15:35:46至16:06:43。該檢測(cè)點(diǎn)共計(jì)記錄65檢測(cè)點(diǎn)次機(jī)器振動(dòng)數(shù)據(jù)，每組振動(dòng)數(shù)據(jù)包括三個(gè)分向的振動(dòng)速度量和主振頻率，一共得到390個(gè)與車間機(jī)器振動(dòng)相關(guān)的參數(shù)。其中檢測(cè)到的最大數(shù)據(jù)為0.0248cm/s，頻率為52.63Hz。有效數(shù)據(jù)中小于0.02cm/s的有58個(gè)，0.02cm/s至0.03cm/s之間的有11個(gè)；主頻分布范圍：有效數(shù)據(jù)中小于10Hz的有3次，10Hz至20Hz之間的有35次，20Hz至50Hz之間的有25次，50Hz至100Hz之間的有4次，大于100Hz的有2次，頻率以10Hz至20Hz之間最為常見(jiàn)。

3檢測(cè)結(jié)果分析

本次監(jiān)測(cè)結(jié)果評(píng)估依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程容許振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50868-2013）[5]及ISO推薦的建筑振動(dòng)速度標(biāo)準(zhǔn)，振動(dòng)速度超過(guò)10mm/s時(shí)有可能損壞[6]。因考慮儀器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)廠房結(jié)構(gòu)的影響因素較多，因此對(duì)廠房結(jié)構(gòu)造成影響的限值也差別較大，應(yīng)結(jié)合本次廠房結(jié)構(gòu)實(shí)際情況分析判定。振動(dòng)對(duì)廠房結(jié)構(gòu)的影響與振源（儀器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)）的幅頻特性、廠房結(jié)構(gòu)特性、廠房結(jié)構(gòu)部位和廠房構(gòu)架老舊程度等多種實(shí)際因素有關(guān)[7]，所產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)廠房的影響限值也有所不同[8]，故根據(jù)ISO推薦中的建筑可能受到損壞的振幅限值相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，若檢測(cè)出的結(jié)果超過(guò)控制標(biāo)準(zhǔn)，則說(shuō)明廠房無(wú)塵車間各類動(dòng)力機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生了影響，應(yīng)對(duì)動(dòng)力機(jī)器設(shè)置隔振器進(jìn)行主動(dòng)隔振，若檢測(cè)出的結(jié)果不超過(guò)此標(biāo)準(zhǔn)，則可以認(rèn)為該設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)廠房的建筑結(jié)構(gòu)不會(huì)造成影響[9]。振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)的確定：本次需要進(jìn)行檢測(cè)的是廠區(qū)內(nèi)無(wú)塵車間各類動(dòng)力機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)區(qū)域周圍的建筑結(jié)構(gòu)影響，該區(qū)域的建筑屬于工業(yè)廠區(qū)建筑的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，根據(jù)《建筑工程容許振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50868-2013）中工業(yè)建筑的安全允許振速不超過(guò)0.6cm/s～1.5cm/s，結(jié)合ISO推薦的建筑振動(dòng)速度標(biāo)準(zhǔn)得出本次檢測(cè)結(jié)果的限值[10]，但下列影響振動(dòng)問(wèn)題的特點(diǎn)與影響檢測(cè)的因素必須加以考慮：（1）振動(dòng)有共振現(xiàn)象，發(fā)生共振時(shí)振動(dòng)要放大。對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)，振動(dòng)可放大10～20倍。（2）該車間動(dòng)力機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)是一個(gè)長(zhǎng)期重復(fù)的使用過(guò)程，振動(dòng)效應(yīng)的累積疊加可能導(dǎo)致較小的振速產(chǎn)生較大的疊振效應(yīng)。綜合上述因素，再結(jié)合本廠房的建筑結(jié)構(gòu)實(shí)際情況，按照以往的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)適當(dāng)降低本次廠房車間振動(dòng)允許安全振速標(biāo)準(zhǔn)，本次無(wú)塵車間各類動(dòng)力機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生振動(dòng)對(duì)車間建筑結(jié)構(gòu)影響檢測(cè)，以安全允許振速V=0.5cm/s作為本工程檢測(cè)的允許安全振速是科學(xué)合理的。

4結(jié)論

根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)的確定，結(jié)合檢測(cè)數(shù)據(jù)處理結(jié)果，對(duì)于本次廠房無(wú)塵車間各類動(dòng)力機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)影響進(jìn)行的振動(dòng)檢測(cè)的8個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，檢測(cè)到的1455組與車間機(jī)器振動(dòng)相關(guān)的數(shù)據(jù)均低于安全控制標(biāo)準(zhǔn)，最大的振動(dòng)數(shù)據(jù)0.1551cm/s相當(dāng)于安全控制標(biāo)準(zhǔn)0.5cm/s的十分之三左右，其余振動(dòng)數(shù)據(jù)均小于控制標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。該次檢測(cè)記錄到振動(dòng)參數(shù)的主振頻率數(shù)據(jù)區(qū)間最為頻繁是出現(xiàn)在10Hz至50Hz之間，此主振頻率普遍高于一般廠房建筑物的自振頻率，只有少數(shù)幾次低于10Hz與建筑物自振頻率相近�？梢哉J(rèn)為，該種工況條件下廠房無(wú)塵車間各類動(dòng)力機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生振動(dòng)符合國(guó)家相關(guān)安全規(guī)范的要求，不會(huì)對(duì)廠房車間建（構(gòu)）筑物結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生影響。

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