通廊转运站振动分析及减振设计

论文摘要

转运站是为了保证货物运送过程的连续性以及减少运输成本而在产品产地(或集中地点)与目的地之间所设的中转站。转运站建造简单、造价低廉、可以根据生产工艺自由改变运输方向,因此在工业生产中广泛采用。转运站大多是敞开式的钢筋混凝土框架结构,其特点是长、宽相当,高与长、宽之比较大,填充墙比较少,一般只在设备所在层设置楼板,且填充墙和洞口较大较多、设备层层高较大、柱子较少或很少,属典型高耸柔性结构。作用于结构上部的输送机皮带张力和动力设备扰力是转运站异常振动的主要激振源;生产工艺及结构特征是转运站的振动问题的根源。近十年,随着我国制造业的迅速发展,运输领域中广泛使用了长运距、高带速、大运量、大功率带式输送机,这使转运站结构的振动问题更加突出。然而对于转运站结构的振动问题研究却比较少,很多集中在结构的抗震方面,国内尚没有系统的研究成果可借鉴应用于新建结构的设计和在役结构的加固维修。实际检测比较表明:对于6度区工业建筑的抗震问题远不及抵抗激振力的振动问题严重,同时对于结构的振动控制问题,一般也倾向于传统的加固方法,其效果尚须探讨。因此,本文以RZ2及K9转运站实例为着手点,着重进行了以下几方面的工作:(1)总结归纳了当前工业领域常见转运站的结构类型及结构特点,明确转运站结构在工业运输中的重要性及亟需解决的问题。(2)通过现场调研及动测实验,获得转运站结构的动力特性和实际动力响应,为建立合理的模型进行分析提供一个坚实的基础。(3)考虑压型钢板蒙皮效应及填充墙抗侧刚度的影响,对结构进行一定的简化,从而提出了更为符合实际的转运站结构整体计算模型;并通过理论计算结果和实测结果的对比分析,验证力学模型的合理性。(4)根据模型计算分析,明确了转运站结构水平振动及竖向振动各自的分析思路及分析要点。(5)针对振动问题对建筑物结构、机器设备、人体三个主要方面的影响,结合现有振动容许限值标准及对结构的动力分析和振动测试结果,对转运站现状进行评估。(6)为解决动力设备运行过程中转运站的异常振动问题,通过计算分析,提出了相应加固方案,为现有转运站异常振动加固改造提供一定的参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 转运站的结构特点及常见问题
• 1.2.1 转运站的结构特点
• 1.2.2 转运站的常见问题
• 1.3 研究现状
• 1.3.1 振动研究的基本问题
• 1.3.2 振动问题的研究方法
• 1.3.3 转运站结构振动问题的研究现状
• 1.4 研究意义及主要研究内容
• 2 通廊转运站结构动测分析及现状评估
• 2.1 试验仪器和测试方法
• 2.1.1 试验仪器
• 2.1.2 测试方法及原理
• 2.2 RZ2 转运站动力特性及动力响应测试
• 2.2.1 RZ2 转运站工程概况
• 2.2.2 传感器布置
• 2.3 测试结果
• 2.3.1 动力特性测试结果
• 2.3.2 动力响应测试结果
• 2.3.3 测试结果的初步分析
• 2.3.4 RZ2 转运站现状评估
• 3 通廊转运站结构模型建立
• 3.1 模型简化方法及原理原则
• 3.1.1 模型简化基本原则
• 3.1.2 转运站梁柱简化的基本假定
• 3.1.3 围护结构蒙皮效应对结构刚度的影响
• 3.1.4 填充墙对结构抗侧刚度的影响
• 3.1.5 SAP2000 动力分析基本原理
• 3.2 简化模型的建立
• 3.2.1 几何模型的建立
• 3.2.2 机器设备布置
• 3.2.3 荷载条件
• 3.2.4 激振源
• 4 通廊转运站结构模型动力分析
• 4.1 转运站异常振动问题的两种类型
• 4.2 结构动力特性分析
• 4.3 楼盖竖向振动响应计算分析
• 4.3.1 RZ2 转运站楼板竖向振动分析
• 4.3.2 K9 转运站楼板竖向振动分析
• 4.4 结构侧向水平振动响应分析
• 4.4.1 带式输送机启动阶段的动态分析
• 4.4.2 带式输送机制动阶段的动态分析
• 4.5 实测结果与计算分析结果比较
• 5 通廊转运站结构的加固设计
• 5.1 楼盖竖向振动加固设计
• 5.2 结构侧向水平振动加固设计
• 5.3 小结
• 6 结论与建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录