浅谈振动设备的楼板刚度要求

陈绍隆

【摘 要】工程设计中有振动的设备对楼面的刚度有严格的要求，以避免由于共振而导致结构的受力破坏。本文简明阐述了设备振动对楼面的刚度要求及其结构特点。

【关键词】振动设备；楼板；刚度

前言

工程设计尤其是工业平台，有许多设备是有强烈振动的，例如振动筛、破碎机等其振动相当大，对结构产生不利影响。楼板振动不仅仅是一个关于建筑物正常使用的舒适度问题，同时也是一个关于结构的安全性问题。这个问题在国外早已引起重视并已经进行了深入的研究，现在已经广泛运用到实际工程设计中。

总体而言，楼板上的振动据分析有简化计算方法和有限元动力时程精确计算方法两种，简化计算方法可以参见《高层建筑混凝土技术规程》JGJ3-2010附录A，但是该方法只适用于粗略估计楼板的竖向振动加速度，尤其是当楼盖竖向自振频率估计不准确时，其误差较大。除此之外《高层建筑混凝土技术规程》JGJ3-2010附录A也是推荐采用时程分析方法，在此主要介绍有限元动力时程分析精确计算方法。

一、楼板竖向采取有限元时程分析法问题

1、楼板竖向刚度必须准确模拟。楼板作为钢梁或者混凝土梁的翼缘参与工作，因此楼板与钢梁或者混凝土梁的相对位置关系要在有限元程序里面准确模拟，而不应该采用通常的梁和板的中线在同一平面上，然后利用中梁（或边梁）刚度放大系数的方法近似考虑翼缘作用。

2、再一个就是楼板有限元的准确划分和竖向自振频率的准确求解。楼板的划分的单元边长一般而言不宜大于0.5m，同时不应大于任意两个相邻平行次梁中心间距的1/4，只有达到上述要求，方能相对准确的模拟出楼板的竖向自振振型（不是主次梁的竖向自振振型）。另外，计算的振型数应以使最高振型的频率达到15Hz以上为准，上述方法可以较为准确的模拟高阶振型的影响。

3、还有就是弹性模量、阻尼比的取值。因为人步行产生的竖向振动幅度较小，且振动的速度较快，楼板、梁均处于弹性状态，所以弹性模量宜取动力弹性模量；而阻尼比对于没有隔墙情况易取1%—2%，隔墙较多时可取3%—4%。

二、楼板振动结构的特点

通过实测楼板振动结构分析表明，设备振动既有本层的传递放大作用，也有上下传递放大作用，其结构振动的特点有：

1、各层楼板的振动可划分区域，每个区域可与振动的影响建立相关性；

2、局部楼板的刚度较小，是造成该层楼板振动位移幅值相对较大的主要因素；

3、楼板的固有频率和设备的振动频率接近时易引起共振，所以设计人员在对有振动

设备平台进行设计时应考虑楼板的固有频率远离设备的振动频率。

设计人员在设计中必须考虑设备振动对楼板的影响，以保证楼面具有足够的刚度满足工程的安全性及舒适性要求。

参考文献：

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