建筑构造防振策划

1建筑结构防振设计的目标是满足

受振对象的防振指标建筑结构的防振设计，主要是使建筑物内的各类受振对象，应处在无害振动影响的防振指标容许振动微量值控制范围以内［1］。容许振动的量值随科学技术发展而动态变化，取决于:不同精密设备的构造特点、精密度、灵敏度和不同产品精度的允许误差;人的体质和舒适度要求;机械加工设备的容许磨损、变形等限制要求;建筑物对安全度、耐久性的要求和使用寿命。

特别在当代科学技术的发展日新月异，高、精、尖技术的迅猛发展，各类机械设备加工的精密度，产品检验、分析的量度和灵敏度等均有不同程度的提高，相应防振指标的容许振动量值也需要调整:目前容许振动位移为0.01～10μm，容许振动速度为0.001～1.5mm/s，容许振动加速度为1×10－3～1×10－9g(g为重力加速度，1g=9.8m/s2)。随着产品向超高精度、超薄厚度、超高纯度、超微量度发展，相应精密设备和仪器的环境和支承结构要满足“超微量振动、超洁净度”要求，精密设备和仪器的容许振动要求均会相应有所提高。目前精密度正向纳米级方向发展。

2合理布局内外振源

精密工业应选择在安静和洁净区，要求远离强振源、强噪声、强风沙、强电磁辐射，有害气体、液体等污染区，尽量不选择填土和软弱土等不良的地质条件，避开地震活动的断裂带和液化区。厂区内部和车间布置时，振源区亦要远离精密区。总之合理布局内外振源可以避免今后的不利影响。

2.1精密工业区的选址在城镇的发展规划中，应考虑适当调整布局，将城镇的精密工业专门设置一个区，使精密工业区内相对振动影响小，相对较洁净，并在主导风向上方、产生各种污染最小的区域。把振动大、噪声大的工业区和铁路、公路干线均相对远离，把空气、水质有污染的化工工业布局在主导风向的下方(图1)。精密工业区选址要尽量避开不良地质区域，如河滩、湖泊、海边等软弱土地区，严寒的冰冻地基地区，以及引起不均匀沉降后不易对地基进行处理的区域。要尽量避开9度地震区，严禁选址在地震活动的断裂带和饱和砂土的液化区;避开强风暴、沙尘暴和多雷雨地。

2.2厂区布置厂区布置时，要把大或较大振源的锻锤、压力机、冲床和空压机相对集中在厂区最后边的振源区，一般机械加工设备中小振源应集中布置在厂区边缘一侧;物流运输繁忙的厂内道路主干线布设在振源加工区一侧，而人流道路布设在另一侧，靠近精密区，精密区布置要远离振源影响区(图2);对精密度要求最高的设备或仪器，可经现场测试，设置在厂区综合叠加振动影响最小的区域，以便更好地保证产品精度和检验精度。对精密设备附近的道路，宜采用柔性的沥青路面或掺有20%左右废旧轮胎碎块的路面，在车辆通过时能吸收部分振动能量，减少振动对精密设备的影响。

2.3车间布置由于车间的振源直接影响精密设备和仪器，因此需格外加以注意。2.3.1单层厂房布置原则是要把机械设备振源相对集中布置在厂房的一端，而把精密设备和仪器集中布置在另一端，紧邻精密设备布置的振源宜为小型振源设备，且动平衡性能较好、产生振动小。避免大型设备与精密设备混杂在一起布置(图3a)。

2.3.2多层厂房布置多层厂房布置时，同样应一端布置振源设备，而另一端布置精密设备，在底层地面上布置大型振动设备，楼层上布置中小型设备;当确因工艺流程需要在楼层上布置较大型设备时，可单独设构架式基础伸至楼层，并与楼层脱开，或采取隔振;楼层上的中型振源设备布置时，应尽量避开精密设备2～3个开间以上，并不应在上下同一个单元内。振源和精密设备、仪器分别布置在厂房沉降缝的两侧，可使振源振动通过土体阻尼和增加传递距离减弱振动影响(图3b)。楼层上的振源设备应尽量设置在楼层刚度较大的板梁上，柱、墙边;将相同设备布置在一起时，其旋转运行方向尽量指向厂房刚度大的方向，并成对、呈反对称布置，避免振动同向、同相位叠加，使之在不同方向、不同相位上互相有所抵消，减弱振动对精密设备的影响。楼层上的精密设备布置时，也应考虑尽量设在楼层刚度较大的板梁上，柱、墙边，并避开电梯振动影响的范围，以便减小对精密设备的影响。精密设备的支承结构或工作台必须是具有一定刚度，避免采用柔性木质工作台造成弹性二级振动放大。

为了减少长管路的能量损失，多层厂房内的空调设备往往靠精密设备很近，其产生的振动影响显著。因此宜在厂房外单独另建空调楼，以便利用土体阻尼和距离衰减，减少振动影响。多层厂房底层严禁在楼层梁下设悬挂式吊车和柱上设支承式吊车;确因生产需要，可在地面上设与多层厂房完全脱开的小型龙门式吊车，或采用立柱式小型单轨式或梁式吊车、摇臂式吊车。2.4振动叠加响应厂内外的振源影响要考虑不同稳态、瞬态、随机多台振源的振动叠加响应，出现最大振动的叠加响应有两台振动叠加，或最大一台振动加上其他振源振动响应Di的平方和开方(D=(∑ni=1D2i)1/2;但只有瞬态振源时，由于瞬时消失，测不到与其他瞬态振源的振动影响，不论多少台可只考虑其中一台振动的最大响应的影响。

2.5防振距离防振距离［1－5］可通过测试确定。表1给出了以往以中等土类粘土为代表，在无减振、隔振措施下，根据实测各类振源的衰减曲线，满足精密设备容许振动速度0.03mm/s以上的要求而提供的防振距离L0。其中容许振动速度＜0.03mm/s时，由衰减曲线延伸外推确定。对于其他土类，其与粘土的差别之间的比值关系称土类系数η，此时防振距离L(单位m)按下式计算L=kηL0。(1)根据实测对比，不同土类时的土类系数η取值:粘土取1;淤泥质土取2～3;桩基取0.8;松散土(包括卵石、砂层)取0.4～0.6，土体较密实时取小值;坚硬土取0.25～0.35，岩石类取小值。类型系数k取值:货列为1;客列为0.7;汽车类型系数k见表2;其他类设备k=1。

3建筑结构防振设计构造措施

对精密厂房进行建筑结构设计时，有影响的振源和有不同要求的精密设备宜相互远离，太近时要调整布置，地基基础和地面要加大、加厚、加强刚度，对结构加强整体和局部刚度，必要时设防振隔离缝，以及密闭控制气流等。3.1相互远离防振设计中，有精密度要求的建筑物要远离厂区有影响的振源，这是最有效的方法;当场地有限时，要通过测试找到厂区内相对振动影响最小的区域。

3.2加强地基基础和地面刚度精密厂房和设备基础宜设置在具有较大刚度的地基上，软弱地基要采用硅化或注浆加固地基、复合地基、挤密桩、灌注桩以及预制桩基，必要时多台设备可采用联合基础或筏板基础，增加刚度度和质量，有利于减小基础的弹性变形和振源的振动，经土体阻尼和距离衰减后，减少对精密设备的影响。精密间的地面宜适当加厚，厚度应为400～500mm，可提高地面的整体刚度和压重，抵抗和压制由外界传来的有害振动的影响。