建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)計(jì)算與抗振措施

第1章 引言

1.1 樓層上承重結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算的依據(jù)

1.2 旋轉(zhuǎn)機(jī)器擾力值的確定

1.3 允許振動(dòng)的限值

1.4 梁端支座的假定

1.5 樓面活荷載的取值

1.6 梁振動(dòng)計(jì)算要注意的問題

1.7 工程抗振需要各方的努力

第2章 非彈性支座梁豎向振動(dòng)計(jì)算

2.1 梁單自由度體系(不考慮阻尼)自由振動(dòng)計(jì)算

2.1.1 梁單自由度體系自由振動(dòng)計(jì)算概述

2.1.2 質(zhì)量集中于“特定”點(diǎn)的方法

2.1.3 質(zhì)量集中于任意點(diǎn)的方法

2.2 梁單自由度體系(不考慮阻尼)在簡諧荷載作用下的強(qiáng)迫振動(dòng)計(jì)算

2.2.1 振動(dòng)線位移計(jì)算的表達(dá)式

2.2.2 振動(dòng)幅值方程

2.2.3 工程實(shí)例

2.3 單自由度體系(考慮阻尼作用)振動(dòng)計(jì)算概述

2.3.1 黏滯阻尼理論

2.3.2 滯變阻尼理論

2.3.3 工程實(shí)例

2.4 單跨梁多自由度和無限自由度體系振動(dòng)計(jì)算

2.4.1 多自由度體系振動(dòng)計(jì)算

2.4.2 無限自由度體系振動(dòng)計(jì)算

2.4.3 集中質(zhì)量簡化為均布質(zhì)量的方法

2.5 等跨連續(xù)梁振動(dòng)計(jì)算概述

2.5.1 剛度相同等跨連續(xù)梁振動(dòng)計(jì)算

2.5.2 工程實(shí)例

第3章 彈性支座梁單自由度豎向振動(dòng)簡便計(jì)算

3.1 彈性支座單跨梁自由振動(dòng)簡便計(jì)算

3.1.1 集中質(zhì)量在梁跨中時(shí)的自振頻率計(jì)算

3.1.2 集中質(zhì)量在梁上任意點(diǎn)時(shí)的自振頻率計(jì)算

3.1.3 梁上質(zhì)量集中到特定點(diǎn)時(shí)的自振頻率計(jì)算

3.2 工程實(shí)例

3.2.1 工程實(shí)例

3.2.2 工程實(shí)例二

3.2.3 工程實(shí)例三

3.2.4 工程實(shí)例四

第4章 兩端簡支彈性支座均質(zhì)梁振動(dòng)簡便計(jì)算

4.1 兩端彈性支座剛度相同的梁

4.1.1 梁基頻計(jì)算

4.1.2 第二頻率計(jì)算

4.1.3 第三頻率計(jì)算

4.1.4 工程實(shí)例

4.2 兩端彈性支座剛度不同的梁

4.2.1 梁基頻計(jì)算

4.2.2 第二頻率計(jì)算

4.2.3 第三頻率計(jì)算

4.2.4 工程實(shí)例

4.3 一端剛接非彈性支座另一端簡支彈性支座的梁

4.3.1 梁基頻計(jì)算

4.3.2 工程實(shí)例

4.4 一端簡支非彈性支座另一端彈性支座的梁

4.4.1 梁基頻計(jì)算

4.4.2 工程實(shí)例

第5章 兩端剛接彈性支座均質(zhì)梁振動(dòng)簡便計(jì)算

5.1 兩端剛接彈性支座且兩端剛度相同的梁

5.1.1 梁基頻計(jì)算

5.1.2 第二頻率計(jì)算

5.1.3 第三頻率計(jì)算

5.1.4 工程實(shí)例

5.2 兩端剛接一端不動(dòng)支座另一端彈性支座的梁

5.2.1 梁基頻計(jì)算

5.2.2 工程實(shí)例

5.3 兩端剛接彈性支座且兩端剛度不同的梁

5.3.1 梁基頻計(jì)算

5.3.2 工程實(shí)例

5.4 兩端剛接非彈性支座且兩端發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的梁

5.4.1 兩端轉(zhuǎn)角不同的梁的基頻計(jì)算

5.4.2 僅一端轉(zhuǎn)動(dòng)的梁的基頻計(jì)算

5.4.3 兩端轉(zhuǎn)角相等的梁的基頻計(jì)算

5.5 兩端剛接一端非彈性支座另一端彈性支座且僅一端轉(zhuǎn)動(dòng)的梁

5.5.1梁基頻計(jì)算

5.5.2 工程實(shí)例

5.6 兩端剛接彈性支座且兩端剛度和轉(zhuǎn)角相同的梁的基頻計(jì)算

第6章 剛架橫向振動(dòng)計(jì)算

6.1 剛架橫向自由振動(dòng)實(shí)用計(jì)算方法

6.2 多層剛架橫向自由振動(dòng)的簡便計(jì)算方法

6.2.1 關(guān)系表達(dá)式的建立

6.2.2 算例

第7章 空間振動(dòng)分析

7.1 變斷面多層剛架房屋空間振動(dòng)分析

7.1.1 自由振動(dòng)

7.1.2 簡諧荷載作用下的強(qiáng)迫振動(dòng)

7.1.3 工程實(shí)例

7.2 計(jì)算多層剛架平動(dòng)一扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)自由振動(dòng)的傳遞矩陣法

7.2.1 自由振動(dòng)

7.2.2 水平剛度、扭轉(zhuǎn)剛度、剛心、質(zhì)心的確定

7.2.3 算例

7.3 頂層空曠多層剛架房屋自由振動(dòng)計(jì)算

7.3.1 自由振動(dòng)計(jì)算

7.3.2 工程實(shí)例

7.4 房屋抗振設(shè)計(jì)實(shí)例

7.4.1 整體橫向空間振動(dòng)計(jì)算

7.4.2 梁豎向振動(dòng)計(jì)算

7.5 房屋抗振設(shè)計(jì)實(shí)例二

7.5.1 工程概況

7.5.2 壓縮機(jī)承重結(jié)構(gòu)的布置

7.5.3 梁豎向振動(dòng)計(jì)算

7.5.4 房屋橫向整體振動(dòng)計(jì)算

7.6 鋼平臺(tái)空間振動(dòng)分析與抗振工程實(shí)例

7.6.1 工程概況

7.6.2 原鋼平臺(tái)自由振動(dòng)計(jì)算

7.6.3 鋼平臺(tái)抗振加固措施及振動(dòng)計(jì)算

7.6.4 鋼梁豎向自由振動(dòng)計(jì)算

第8章 框架式動(dòng)力基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與計(jì)算

8.1 空間多自由度體系振動(dòng)計(jì)算

8.1.1 縱橫梁剛度的確定

8.1.2 頂板質(zhì)量折算到縱、橫梁上的方法

8.1.3 設(shè)備質(zhì)量折算到縱、橫梁上的方法

8.2 按兩個(gè)或三個(gè)自由度體系的簡化計(jì)算

8.2.1 按兩個(gè)自由度體系的計(jì)算

8.2.2 按三個(gè)自由度體系的計(jì)算

8.3 框架式動(dòng)力基礎(chǔ)整體水平振動(dòng)計(jì)算

8.3.1 自由振動(dòng)計(jì)算

8.3.2 水平振動(dòng)線位移計(jì)算

8.4 框架式動(dòng)力基礎(chǔ)整體豎向振動(dòng)計(jì)算

8.4.1 豎向振動(dòng)線位移計(jì)算

8.4.2 回轉(zhuǎn)振動(dòng)角位移計(jì)算

8.4.3 工程實(shí)例

第9章 框架聯(lián)合式動(dòng)力基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與計(jì)算

9.1 大塊一框架聯(lián)合式動(dòng)力基礎(chǔ)整體水平振動(dòng)計(jì)算

9.1.1 自由振動(dòng)計(jì)算

9.1.2 振動(dòng)線位移計(jì)算

9.1.3 工程實(shí)例

9.2 大塊一框架聯(lián)合式動(dòng)力基礎(chǔ)整體豎向振動(dòng)近似計(jì)算

9.2.1 自由振動(dòng)計(jì)算

9.2.2 豎向振動(dòng)線位移和大塊式基礎(chǔ)回轉(zhuǎn)角位移計(jì)算

9.2.3 工程實(shí)例

9.3 多框架聯(lián)合式動(dòng)力基礎(chǔ)整體豎向振動(dòng)近似計(jì)算

9.3.1 自由振動(dòng)計(jì)算

9.3.2 豎向振動(dòng)線位移和底板回轉(zhuǎn)角位移計(jì)算

9.3.3 工程實(shí)例

9.4 框架聯(lián)合式動(dòng)力基礎(chǔ)的構(gòu)造措施

9.4.1 構(gòu)造要求

9.4.2 配筋要求

9.4.3 調(diào)頻措施

9.4.4 基礎(chǔ)布置和施工要求

9.4.5 材料

第10章 大塊式動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)水平、回轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)計(jì)算

10.1 自由振動(dòng)計(jì)算

第11章 隔振設(shè)計(jì)

第12章 動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)振動(dòng)對房屋不利影響的處理

第13章 振動(dòng)管道管架設(shè)計(jì)和振動(dòng)管架事故處理

附錄

參考文獻(xiàn)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)廠房建設(shè)迅猛擴(kuò)張。由于土地資源稀缺的矛盾日益突出以及生產(chǎn)流程的需要，設(shè)置在樓層上的動(dòng)力機(jī)器（包括離心式壓縮機(jī)、破碎機(jī)、電動(dòng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、振動(dòng)篩、泵、磨機(jī)等）越來越多，重量也越來越大，有的機(jī)組重量甚至達(dá)50t以上。多年來，動(dòng)力機(jī)器上樓，使一些承受動(dòng)力機(jī)器的房屋，尤其是沒有經(jīng)過恰當(dāng)抗振設(shè)計(jì)（甚至根本沒有經(jīng)過抗振設(shè)計(jì)）的房屋，不論是支承動(dòng)力機(jī)器的構(gòu)件的豎向振動(dòng)，還是房屋的整體水平振動(dòng)，往往超過了允許的限值，這不但直接影響了正常的生產(chǎn)活動(dòng)，也對生產(chǎn)人員的身心健康造成了嚴(yán)重的威脅；隨著生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了一些新的動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)形式，但目前我國動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中還沒有這方面的內(nèi)容，因此如何對這些基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，設(shè)計(jì)人員也心中無底；在以往的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員對振動(dòng)管道管架的振動(dòng)知之甚少，但振動(dòng)管道振動(dòng)過大以致影響生產(chǎn)的情況卻時(shí)有發(fā)生。工程中若發(fā)生了振動(dòng)問題，有關(guān)人員往往束手無策，不知如何處理。導(dǎo)致這些問題的主要原因是：有關(guān)工程技術(shù)人員缺乏振動(dòng)方面的理論知識(shí)，沒有解決振動(dòng)問題的工程經(jīng)驗(yàn)。更不應(yīng)該的是，有的工程技術(shù)人員把動(dòng)力機(jī)器當(dāng)成靜力機(jī)器，在工程設(shè)計(jì)時(shí)沒有很好地（或者沒有）進(jìn)行振動(dòng)計(jì)算和設(shè)計(jì)；審圖工程師沒有（甚至不能）把好關(guān)；監(jiān)理人員也不知不理，工程一旦發(fā)生了振動(dòng)問題又不能采取有效的抗振措施。針對上述存在的問題，為滿足廣大工程技術(shù)人員進(jìn)行抗振設(shè)計(jì)的需要，作者撰寫了本書。本書的主要內(nèi)容概括為：講述了對建筑結(jié)構(gòu)工程的一些簡便實(shí)用的振動(dòng)計(jì)算方法，結(jié)合實(shí)際工程介紹了作者解決抗振問題的體會(huì)和經(jīng)驗(yàn)。我們相信，在轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式以及科學(xué)技術(shù)全面創(chuàng)新的新時(shí)代，本書的出版對有關(guān)工程技術(shù)人員掌握工程振動(dòng)的理論和提高解決振動(dòng)問題的實(shí)際能力會(huì)有所幫助，也能對解決工程振動(dòng)技術(shù)的創(chuàng)新起到一定的積極作用。

本書共分13章，第1章提出了在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力設(shè)計(jì)與計(jì)算時(shí)應(yīng)獲取的資料以及其他一些應(yīng)注意的問題；第2章簡要介紹了一般的振動(dòng)理論和概念，并結(jié)合工程實(shí)例介紹了非彈性支座梁豎向振動(dòng)的實(shí)用簡化計(jì)算方法；第3章介紹了彈性支座梁單自由度豎向振動(dòng)簡化計(jì)算方法以及抗振工程實(shí)例；第4章提出了簡支彈性支座均質(zhì)梁前三個(gè)振型的振動(dòng)簡便計(jì)算方法，并結(jié)合工程實(shí)例介紹了可采取的抗振措施；第5章提出了剛接彈性支座均質(zhì)梁前三個(gè)振型和第一振型的振動(dòng)簡便計(jì)算方法，并結(jié)合更多的工程實(shí)例介紹了可采取的抗振措施；第6章講述了剛架橫向振動(dòng)的實(shí)用簡便計(jì)算方法；第7章介紹了房屋空間振動(dòng)分析。

《建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)計(jì)算與抗振措施》是由冶金工業(yè)出版社出版的。

結(jié)構(gòu)自振頻率（Natural frequency of structure) 計(jì)算是結(jié)構(gòu)動(dòng)力（包括結(jié)構(gòu)抗震）計(jì)算的基礎(chǔ)。一直以來都認(rèn)結(jié)構(gòu)自振頻率僅僅取決于結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與結(jié)構(gòu)的剛度（或柔度）。然本人最近發(fā)現(xiàn)并非如此，情況遠(yuǎn)比所認(rèn)為的復(fù)雜，結(jié)構(gòu)受力（包括結(jié)構(gòu)自身所受的重力）會(huì)影響到振動(dòng)時(shí)的恢復(fù)力從而影響到結(jié)構(gòu)的動(dòng)力方程（組），特別是質(zhì)量/剛度較大時(shí)更是如此（參看附圖中的結(jié)果分析比較）?，F(xiàn)以幾個(gè)簡單結(jié)構(gòu)為例說明這種復(fù)雜性。申明此新思想為本人原創(chuàng)。另：對軸力變化的振動(dòng)問題（無論是自由振動(dòng)還是強(qiáng)迫振動(dòng)），頻率不再是常數(shù)，甚至不再有頻率的概念、不再有振型的概念。

《結(jié)構(gòu)振動(dòng)與穩(wěn)定》是為土木工程專業(yè)本科學(xué)生編寫的專業(yè)基礎(chǔ)課教材，主要介紹了結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、工程結(jié)構(gòu)抗震制振和工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等方面的基礎(chǔ)知識(shí)。全書共分十章，前六章主要介紹結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、抗震與減震制振基礎(chǔ)知識(shí)，后四章為結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析基本內(nèi)容。