建筑结构振动或晃动工程实例
(一) 前言 (二) 武钢炼铁厂7#高炉 (三) 武钢烧结厂203转运站 (四) 鄂钢4号高炉斜桥 (五) 武钢一炼钢CD跨 (六) 小结
(一) 前言
建筑物所受到的振动主要是来自设备、建筑施工及交通 的影响，主要表现为墙皮剥落、墙壁龟裂、地板裂缝、基础 变形或下沉等，严重的甚至倒塌。
动特点，属有阻尼的简谐振动，从结构开始接受冲击到振动
达到最大值、再到振动衰减到正常状态的时间大约在6～9秒 之间，有比较明显的振动增大和衰减段。
各测点最大位移测试结果
测区 1＃ 1＃ 2＃ 2＃ 3＃ 3＃
测点标高 42.0m 39.0m 29.0m
测试项目 单峰值(mm)
南北向位移
4.6
东西向位移
计算结构加固方案
10
5
0
0.64
0.26
0.17
01..0131
测点2
测点3
测点4
测点5
蓝线表示工况Ⅰ：正常生产（吊车未行驶） 红线表示工况Ⅱ：吊车空车运行,大车、小车往复运行
加固前后在天车荷载作用下平台水平位移测试结果(mm)
位移(mm)
25 23.14
20
15
16.02
10
5 3
0 测点2
2.1 测点3
01..127 测点4
3.7
东西向位移
3.2
南北向位移
4.9
南北向位移
3.5
东西向位移
3.0
峰峰值(mm) 8.6 7.8 6.0 9.1 7.0 5.6
加固方案
转运站结构变形的主要途径是增大结构的刚度，而增大结 构刚度一般有两种途径：增大结构构件的截面和采用刚度 更大的结构形式(原来增设钢支撑的加固方案也属此类)。 根据以上思路提出如下两种加固方案：
1
2
7
8
1 2 7
3
4 6
3 6
8
1-5水平横向传感器 6-7水平纵向传感器 8竖向传感器
1-4水平横向传感器 5-7水平纵向传感器 8竖向传感器
5
图1 吊车梁平台测点布置图
4 5
图2 除尘管道测点布置图
测试工况
工况Ⅰ：正常生产（吊车未运行）； 工况Ⅱ：吊车空车运行,大车、小车往复运行。
平台结构最大振动幅值测试结果（mm）
最大振幅
测 测试
点 项目 工况Ⅰ：正常生产 工况Ⅱ：吊车空车运行,
（吊车未行驶）
大车、小车往复运行
2 横向
0.64
3 水平
0.26
位移
4
0.10
23.14 16.02 0.17
5
0.03
1.11
位移(mm)
平台水平位移测试结果(mm)
25 23.14
20
15
16.02
1、位移的允许值
(1)R.WESTWATER
普通建筑物
0.067mm
强度特别好的建筑物 0.135mm
(2)A.G.REID
设备和基础结构
0.406mm
可以有轻微受害的场所 0.406mm
住宅和建筑物
0.203mm
教堂、旧纪念馆
0.127mm
2、振动速度允许值 (1)E.BANIK 建筑物基本没有损坏 轻微损坏 损坏较大 损坏严重
1
2
A 700×700柱 300×800梁 700×700柱 9000
1
2
39.000平面
图1 皮带机作用平面结构图
42.200平面
将拾振器双向布置在框架柱变截面标高处(29.0m)、皮带机 位置标高39m和标高42.2m处。皮带机的启动对转运站来讲 是典型的冲击激励，在此激励下结构出现比较典型的强迫振
(二)武钢炼铁厂7#高炉
武钢炼铁厂七号高炉由武汉钢铁设计研究院设计，于 2004年10月15日破土动工，2006年6月28日投产，总投资 12.98亿元，占地面积15.67万平方米，有效容积3200立方 米，是完善炼铁与炼钢、轧钢生产能力相配套的工程，设 计日产达7360吨。
武钢炼铁厂7#高炉投产后发现在高炉上部天车运行时吊 车梁所在平台与高炉除尘下降管道振动较大，为掌握吊车 梁所在的平台结构和下降管的振动情况、寻找引起振动的 主要原因，并为减少振动所采取的处理措施等提供技术依 据，对其振动位移幅值与频谱特性进行测试。
方案一： 框架柱：沿全高外包钢筋混凝土，混凝土强度等级C35，
加固后的柱截面尺寸均为1100mm×1100mm。 框架梁：外包钢筋混凝土，混凝土强度等级C35，加固后
尺寸为400mm×1000mm。 方案二：
在框架四面沿全高度各层梁柱之间形成带洞口的钢筋混凝 土墙，墙厚400mm。洞口尺寸：6500mm×3500mm。
12.11 测点5
(三)武钢烧结厂203转运站
203转运站2005年建成投产，该转运站为10层四柱组成的规 则混凝土框架结构，纵横向柱距均为9m，结构高度约50m， 框架柱在29m处截面由900×900变为700×700，从地面到 标高39m基本未设置楼板，在标高39m平台布置混-205皮带 机(南北向)，标高42.2m平台布置混-204皮带机(东西向)， 两皮带机呈90度布置，具体标高39m和标高42.2m结构平面 图。该转运站建成后发现在混-205皮带机、混-204皮带机启 动和停止运行时，结构振动明显，为保证结构安全，2006 年6月设计单位提出了沿框架四周全高设置钢支撑，但厂方
建筑物受到振动影响大小主要与如下因素有关： 1.振源的振幅和频率； 2.振源至建筑物的距离和振动传播介质的特性； 3.建筑物类型和陈旧程度； 4.建筑物整体及各部分构件的响应特性。
德国允许振动的标准(DIN4150)
美国建筑结构安全极限的标准
ISO推荐的建筑振动标准
日本烟中元弘归纳的建筑物振动允许界限
反映采取措施后振动并未明显减小。
9000 300×800梁 300×800梁
9000 300×800梁
混204皮带机中心线
300×800梁
B
700×700柱 300×800梁 700×700柱
B
700×700柱 300×800梁 700×700柱
混205皮带机中心线
头轮中心线
电机中心线
A 700×700柱 300×800梁 700×700柱 加速度允许值 (1)E.BANIK 安全范围 开始引起损坏
5m/s 10m/s 50m/s 1000m/s
>84m/s >119m/s
0.102g >1.02g
1990年《机器动荷载作用下建筑承重结构的振动计算 和隔振设计规程》YBJ55-90的规定