标准规范下载简介

工业建筑振动控制设计标准 GB 50190-2020 [附条文说明].pdf

载的参振质量取值过大不一定对振动控制更安全，具体要视设计 结构为“趋共振前”还是“超共振后”分别取值；当不能准确确定楼 面活荷载时，可以按下列原则取值：结构频率低于振动荷载频率

时可取较小值，结构频率高于振动荷载频率时可取较大值。另外， 本条要求也是基于工业建筑与民用建筑可变荷载取值不同规定 的，主梁设计、次梁设计时楼面活荷载按《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定取值。

振效应较大，此时考虑阻尼作用

DB3301／T 0325-2020 公共机构能源资源消费数据管理规范.pdf4.1.7本条给出了结构振动分析时构件截面参数取值的规定

主要是考虑楼板对梁刚度的影响，给出现浇楼板、叠合板、结构面 层的翼缘作用及计算方法。另外，由于振动计算对楼盖频率反应 敏感，所以尚应考虑设备基础及墙体对楼盖刚度的影响

结构振动分析数值计算方法

2.1本条针对振动荷载动力特性不同，要求采用适合的计算方 对于谐波、周期性或者频段比较集中的振动荷载作用，稳态响 振动分析可在频域内采用传递函数方法计算；对于非稳定、非周 或者频率成分比较复杂的振动荷载作用，振动分析宜在时域内 用动力时程分析方法进行计算。其中动力时程分析方法是基于 接输入动力荷载求解结构振动响应的直接方法

4.2.2、4.2.3这两条从结构自振频率和振动荷载频率

4.2.4结构振动分析应选取独立的结构单元进行计算，其中应包

括相关的附属结构；另外，有限元模型尚应考虑填充墙等非结构构 牛对于整体刚度的影响。 计算设备荷载引起的本层楼盖竖向振动响应时，计算模型可 又取本层楼盖进行分析。计算设备荷载引起的其他楼层楼盖竖向 振动响应时，计算模型宜取整体结构进行分析。

5单层工业建筑振动控制

本章适用于单层工业建筑在振动荷载作用下，房基础振动、 结构水平振动、屋盖及吊车梁等竖向振动的控制。单层工业建筑 多采用独立基础，其地基承载力和基础沉降均受振动作用影响，设 计时应予以控制。结构水平振动控制主要是屋盖水平振动响应控 制，屋盖及吊车梁均为大跨度构件，需对其竖向振动予以控制。 5.1.1根据单层工业建筑结构受力特点，参照相关国际标准，单

5.1.3根据工程经验，单层工业建筑结构在邻近大型动力设备振 动荷载作用下，其地基承载力有所下降，基础设计时应对地基承载 力予以折减后进行基础承载力验算。

5.1.3根据工程经验，单层工业建筑结构在邻近大型动力设备振

5.2.1～5.2.3单层工业建筑时常出现风机等动力设备设置在屋 盖上的情况，本条给出屋盖水平振动响应和竖向振动响应的计算 公式。其中，结构水平自振频率计算公式是根据实测资料回归的 经验公式。其中，计算结构在振动荷载幅值作用下产生的静位移 时，可按简化单棉屋架分析，分析时仅考虑受动荷载作用范围内屋 架，不必考虑相邻屋架的空间作用共同工作，另外，抗弯刚度可按 简支约束计算，这样计算结果偏于安全

5. 2. 4~5. 2. 6 单层工业建筑在地面大

经常出现邻近屋架竖向振动响应较大的情况，根据工程经验 屋架竖向振动响应的简化计算公式。

5.3.2本节给出了在锻锤、压力机、空气压缩机及落锤等

5.3.2本节给出丁在锻锤、压刀机、空气压缩机及落锤等振动何 载较大的动力设备作用下，单层工业建筑的屋架、吊车梁等构件的 动应力系数方法，主要用于振动荷载作用的动内力验算。 根据工程经验，结构设计习惯采用重力荷载乘动力系数方法 提高荷载作用后按静荷载计算结构强度，实践证明也是行之有 效的。

屋盖结构距离锻锤基础距离的影响。一般而言，落锤振动影响半 径可按表2确定，当两者距离接近锻锤振动对屋盖动应力影响半 径时，屋盖结构动应力的放大系数取值可按表中数值减小0.05

表2锻锤振动对屋盖结构动应力影响半径

5.3.5落锤振动对屋盖结构动应力的放大系数为表3给出的落 睡振动影响半径内的经验值，当距离接近或超过影响半径时，屋盖 结构动应力的放大系数取值适当减小。其中一、二、三、四类土应 按现行国家标准《动力机器基础设计标准》GB50040的规定确定。

3落锤振动对屋盖动应力影响半

、5.3.7这两条根据工程实测及统计分析，分别给出空气压 压力机对于屋盖结构动应力的放大系数及适用范围

统提出加强整体刚度措施，增强空间作用，减小振动响应；对主体 结构、围护系统等提出措施要求，以保障振动状态影响下减小柱间 沉降差，保证围护结构不发生平面外失稳。

6多层工业建筑振动控制

本章适用于多层工业建筑的水平振动及楼盖的竖向振动控 设计，其中楼盖竖向振动控制设计适用于动力设备作用点振动 应计算。

先需确定设备布置需求以及振动荷载作用，根据设备振动

设计时，确保整体结构水平自振频率、楼盖的竖向自振频率 开设备的振动荷载频率；然后计算结构振动响应，并验算是否满 容许振动值需求，不满足时要调整结构和楼盖布置及构件截面： 至满足容许振动值需求。

6.1.2本条针对治金、纺织、建材等水平振动较大的工业建

5.1.2本条针对冶金、纺织、建材等水平振动较大的工业建筑， 需要楼层上设置低转速、大振动荷载的动力设备时，提出了结构 系选择的一般要求。

6.1.3、6.1.4根据已有的工程经验，对于承受动力设备作用的工 业建筑，提出楼盖梁和楼板截面的要求，可供设计人员初步设计时 选用。振动荷载大于3kN时，除了按本标准第6.1.5条要求采取 隔振措施外，梁截面可在3kN规定值基础上，根据振动响应计算 确定。如果对动力设备采取隔振措施，楼盖结构承受的振动荷载 很小时，主次梁截面可适当放宽。

6.1.5考虑到楼盖设计的可行性，根据既有工程经验，提出设备

构造措施情况下，如果判定机器不会引起结构共振效应时，可不做 动力验算。

6. 1.7当建筑结构经过合理设计后,其振动仍不满足云

容许振动标准或结构承载力要求时，应对动力设备采取隔振或减 振措施或者对建筑结构本身采取措施；当建筑结构的振动不满足 精密仪器的容许振动标准，但不涉及结构承载力要求时，可对精密 仪器采取隔振措施

形。此时，结构中的柱与墙在水平荷载下的变形主要为层间剪切 变形，满足后面简化计算的要求。

6.2.3工业建筑水平振幅的计算通过振型分解法求得，振沁

假设结构的简化体系共有n个质点，每个质点有一个自由度， 质点k的质量以m表示厂图1（a）7。该体系共有n个振型，i振型 质点的振型位移以X表示。某一振源作用于质点k上的简谐 荷载分别为Fsin（2元f。t），在该激励下质点k的位移以y（t）表 示。将各质点的位移振型分解，质点的位移为：

ye(t) = Xic;(t)

其中，（t)是时间的函数，C；（t）为组合系数，也是时间函数 组合系数，（t）由下列微分方程确定： m;c,(t) +2m,(2元f,)c,(t) +m, (2元f,)"c,(t) = F,sin(2πfet)

(2 (3) (4)

折算体系的传递系数；，为折算体系对外荷载激励的滞后角。 此时，质点位移可以写为：

Y阝;Xi为振型i在折算荷载幅值F，作用下折算体系第k 点产生的动位移幅值，将其记为B，则有：

将式（11）的等号两端展开，令两端式中的cos（2元f。t）或 sin（2元f。t）的系数相等，由此得到用以确定结构动位移u的表 达式：

uscose=Bicoso, u sin = B sing, u =(ZB coso,)"+(Bx sing,) tangp = Bi sing,/(ZB cose,) Ⅱ结构肾向振动计简

2.5当需要提高次梁的抗弯刚度而传统做法受到限制时，主

6.2.5当需要提高次梁的抗弯刚度而传统做法受到限制时，主次 梁连接可以考虑刚性连接，此时应采取措施限制主梁扭转。主梁 在振动荷载作用下静挠度小于次梁在振动荷载作用下静挠度的 1/10时，主梁可视为次梁的刚性支座，否则应作为弹性支座处理， 6.2.6 本条给出了典型单跨梁简化频率计算公式。其中,刚性支

2.6本条给出了典型单跨梁简化频率计算公式。其中,刚性

6.2.6本条给出了典型单跨梁简化频率计算公式。其

座刚接主梁计算简图如图2所示。两端弹性支座次梁的振动计算，主要包括两端弹性支座刚度不同的铰接次梁的振动计算（如图3所示），两端弹性支座刚度相同的刚接次梁的振动计算（如图4所示），其他情况可采用本标准公式简化得到。mgFv图2刚性支座刚接主梁计算简图mgF图3弹性支座铰接次梁计算简图mgF图4弹性支座刚接次梁计算简图对于次梁铰接，两端弹性支座刚度相同的梁计算简图如图5所示。mgL图5两端弹性支座刚度相同的梁计算简图.68:

其一、二、三阶频率可按下列公式计算：9. 9EIw(13)L?m39.5EIW2(14)L?m88. 9EI(15)W3m当一端为刚性简支支座另一端为弹性支座梁，计算简图如图6 所示。mgL图6一端为刚性简支支座另一端为弹性铰接支座梁计算简图其基频可按下式计算：9.9/EI(16)另外，对于一端为刚性刚接支座另一端为弹性铰接支座梁，计算简图如图7所示。mgWWE图7一端为刚性刚接支座另一端为弹性铰接支座梁计算简图69

其基频可按下式计算：

15.5 EI W1 L2 m

6.3结构振动控制措施

6.3.1为避免结构扭转效应，设备振动荷载作用点宜与结 刚度中心重合，当存在多个振动荷载时，宜将各方向合力作月 结构抗侧刚度中心重合。

6.3.1为避免结构扭转效应，设备振动荷载作用点宜与结构抗侧 刚度中心重合，当存在多个振动荷载时，宜将各方向合力作用点与 结构抗侧刚度中心重合。 6.3.2、6.3.3结构整体水平振动过大时，针对性地给出两类措 施：一是对动力设备采取隔振措施改变振动荷载大小和频率，或者 调整设备布置方向。二是对结构采取措施，改变结构水平自振频 率、增加结构抗侧刚度、增加结构阻尼等措施，减小振动响应。 结构楼盖自振频率调整可采用以下方法：调整主梁跨度、调整 主次梁布置、调整主次梁及楼板截面或调整主次梁的边界约束条 件等措施。

Ⅱ结构竖向振动控制措施

6.3.4本条给出结构楼盖布置动力设备的要求。一般而言，动力 设备应布置在楼盖梁上，不应布置在独立的板块上，以免引发板的 高阶振动。上下往复运动的设备应布置在结构竖向构件附近，水 平往复运动的设备应布置在跨中部位，并使振动荷载沿梁轴向作 用。这些措施均是为了将设备振动荷载与结构刚度协调，降低结 构振动响应

6.3.6动力设备不应与结构竖向构件直接连接，以降低振动作用 直接传递。

6.3.6动力设备不应与结构竖向构件直接连接，以降低振动作用

度、调整主次梁布置、调整主次梁及楼板截面或调整主次梁的边 界约束条件等措施，也可以采取增加刚性支撑加强楼盖刚度的 方法。

7多层工业建筑楼盖微振动控制

科的茶件下得到的。 7.1.2本条为原规范编制组通过大量调研统计分析，给出的楼盖 界限刚度限值。满足本条规定时，可不进行振动验算。条文中粗糙 度“较粗”是指楼盖控制点合成振动速度峰值不大于1.5mm/s。 7.1.3本条基于微振动控制需要给出楼盖梁、板的最小尺寸，供 设计人员在初步设计时借鉴。鉴于针对微振动控制振动荷载较 小,本条规定比本标准第6.1.3条有所放松

7.2.1为了简化计算，标准编制组经过多年的试验研究分析，提 出了简易实用且具有一定准确性的振动荷载作用点下振动位移的 计算方法。该方法是将楼盖沿纵向视作彼此分开的多跨连续T 形梁，当计算主梁上振动荷载作用点下的振动位移时，则可直接将 主梁视作T形梁来计算。因此，楼盖的振动计算简化为T形单跨 或多跨连续梁的计算模型

（1）现浇钢筋混凝土肋形楼盖中梁的截面惯性矩，宜按T形 载面计算，其翼缘宽度应取梁的间距，但不应大于梁跨度的一半； （2）装配整体式楼盖中预制槽形板的截面惯性矩，宜取包括浇 面层在内的预制槽形板的截面计算； （3）装配整体式楼盖中主梁的截面惯性矩，宜按T形截面计

算，其翼缘厚度宜取现浇面层厚度，翼缘的宽度应取王梁的间距， 但不应大于主梁跨度的一半。

开，兴尹 但不应大于主梁跨度的一半。 7.2.3楼盖竖向自振频率的计算，按本标准第7.2.1条中提出的 计算模式进行，即采用单跨或多跨连续梁的计算模型，由梁的自由 振动方程式：

可解得k振型自振频率：

(l+ir)EI a"z+3 m ar ar

EI f= Pk ml a 2元

7.2.4在梁上同时具有均布质量m和集中质量m，时，用“精确 法”求算该体系的自振频率和振型是十分复杂的，可近似地采用 能量法”将集中质量换算成均布质量，较简单地求出该体系的自 振频率和振型。对于同时具有均布质量mu和集中质量m，的梁， 假定其振型曲线之（）与具有均布质量m梁的振型曲线相同。 当仅有均布质量㎡，时，体系的自振频率为：

EI["()d 1 f = 2 元 mu?()dr

当既有均布质量mu，又有集中质量m，时，体系的自振频 率为：

令两者的自振频率和振型相同可得：

EI ["()d f= 1 2元 z²()d+ n m;zj

m=mu+ m,k

7.2.7楼盖振动荷载作用点的竖向振动位移，采用了连续梁的计 算模型，由梁的振动方程：

az(r,t) F(x) m ar at? m

z(x,t) = βk 之 w" +(2g)2 o 2 F;(r) zi()d m β = ws r z()dr i=) 29 r=arctan C wis αk EI Wn: 72 m

如果略去相位角r，并令sinwt1，则得到梁上任一点处的 大位移方程为：

F;() 之 ()da A μ(α)= 1 2(x) mws z (x)dx 1 w +(2g)2 Wnk

一集中振动荷载Fsinwt离支厂

Z1。 F;() z()d = F,z±(p)

由于式（33）和式（35）在f。=f，处不连续，因此将式（33） 改为：

标准中引用了空间影响系数ε，这是由于连续梁的计算简图是 将楼盖视作彼此独立的梁来进行计算，未考虑其空间整体作用，因 比计算结果均较实测数据大，通过计算与实测数据对比分析，引入空 间影响系数ε后，使计算结果更符合实际。用本标准方法计算跨中板 条上振动荷载作用点位移和自 结果的对比见表4。

表4用本标准方法计算振动荷载作用点下位移和 自振频率与实测结果对比

7.2.8振动荷载作用点下位移计算的位置修正系数Φ值，是由于

工艺要求不同，变化范围不同，且启闭频繁，很难避开楼盖的 频率，因此机床的振动荷载频率可近似地取楼盖的第一密集 最低自振频率f。

7.2.12机器振动荷载作用点以外的楼盖响应振动位移简

简化计算法的基本思路是：“抓住一条主线，做出三个修正”。 一条主线是振动荷载作用点作用于梁中（板中）共振时，其他各梁 中（板中）位移传递系数的计算。三个修正是：振动荷载点不作用 在梁中（板中）的修正；验算点不在梁中（板中）的修正；非共振（共 振前）的修正。 影响楼盖振动位移传递系数的因素有：板梁刚度比、阻尼比、 频率比、振动荷载点及验算点的位置等。 （1）振动荷载作用于梁中（板中）共振时，其他各梁中（板中） 位移传递系数是通过对44个模拟工业建筑的有限元计算和 10多个工业建筑实测结果进行数理统计，取具有90%以上保证 率进行回归分析，对得到的曲线进行归类优化，得出的计算公 式。 所选取工业建筑的梁板刚度比变化范围为0.4～3.0，取单 跨、二跨和三跨分别进行统计和回归。结果表明：单跨、二跨和三 跨的本跨，二跨和三跨的邻跨，其位移传递系数的数值相差不多 （小于10%），为简化计算，对本跨和邻跨按同一公式考虑。 （2）对振动荷载点不作用在梁中（板中）时的位移传递系数与

振动荷载作用于梁中（板中）时位移传递系数的比值分析发现，在某些区域内，振动荷载点位置换算系数β为常数。0值与梁板刚度比有关，但相差不大（小于15%），为简化起见，换算系数取其包络值，而不与梁板刚度比相联系。（3）验算点位置换算系数是采用插入法原理并根据有限单元法计算结果进行了调整。（4）共振前的传递系数采用有限元进行分析，频率比采用0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60、0.70、0.75、0.80、0.85、0.90、0.95、1.00共13个档次，对于每一验算点，其传递系数随频率比呈抛物线变化，类似于单质点放大系数曲线，但其数值不同，两者的差别用函数F、进行修正。计算结果表明：当频率比入<0.5时，其传递系数变化较小，接近常数；当0.5<入<0.95时，呈抛物线变化；0.95<入<1时，呈直线变化。用本标准计算的传递系数值与实测结果的对比见图9。1.01.25F1.00.8 A0.8 A1.0FL0.6 0.60.4 0.20.223456723234567测点测点测点上海微型轴承厂上海微型轴承厂上海微型轴承厂（板中激振）（梁中激振）（中跨板中激振）1.0?1.01.00.80.80.8F 0.6 0.6 0.60.40.40.40.20.2F0.2F123456712 3 4 5 612345测点测点测点上海铁锅厂上海铁锅厂华北光学仪器厂（边跨梁中激振）（中跨梁中激振）（染中激振）:78:

行实测试验，并进行了理论研究。对层间振动传递较为系统地进 行了6个多层工业建筑的实测试验，还有个别局部试验或实际生 产的测定。在理论研究方面，将多层工业建筑分割为楼板子结构 及柱子结构，采用固定界面模态综合法进行计算，其计算值与实测 结果相吻合较好，为层间传递比提供了较为可靠的基础。 （1）层间振动传递实测试验的结果。实测试验结果表明：层间 传递比离散性较大，主要由于影响层间振动的因素较多，如各层楼 盖及振源远近的不同测点均存在一定的共振频率差；在某一共振 频率时，并不是各层楼盖及各测点均出现振动的最天响应；在实测 试验中存在着某些外界振动干扰或因振动位移较小等因素，给实 测试验结果带来误差。 6个多层工业建筑的实测值，均考虑在第一共振频率密集区 的最大响应，在多个共振频率下，可得到不同的试验值，摒弃过大、 过小值，然后对1个工业建筑的多个数据取其均值为实测值。 从6个多层工业建筑楼盖层振动传递的数据中取保证率为 90%以上进行回归分析，并以此作为确定对应振源r处的层间振 动传递比。层间振动传递比的大小，一般远处大于近处，大约传到 4个柱距可考虑接近1；振源附近各层相差较大，而远距离振源各 层相差甚小；上层区域大于下层区域；隔跨区域大于本跨区域振 幅小时大于振幅大时。 （2）生产使用时的层间振动传递比。从西安东风仪表厂实际 生产使用时的测定表明：当二层机床开动率为60%～80%时，梁 中最大振动位移1um～6μm，板中最大位移2μm~10μm，振动传 到三层：其上下对应点的层间振动传递比，梁中为0.35～0.50，板 中为0.20～0.60，振幅小时传递比大，反之则小

8.0.1～8.0.3振动测试分为设计前测试和竣工后测试，前者主 要解决振动荷载输入问题，后者主要解决设计验证和确保满足使 用要求工程验收问题。 工业建筑设计前，应根据建筑及其内部设备使用功能，对环境 潜在振源进行现场测量后，可采用VC曲线评价环境振动水平，并 评估采取措施后可否满足工业建筑功能要求。 工业建筑结构竣工后及设备安装调试后，应对振动敏感区域 进行振动测试，测试工况包含环境振动及设备使用，以验证设计的 准确性及保障建筑及设备可以正常使用。 敏感区域包括设备要求的振动控制点以及设计需要控制的部 位，均为建筑及设备振动容许标准控制点。 8.0.4测量仪器选择应根据振动响应及测试目标的特点选择，按 本条规定选用。另外，如果测量仪器安置空间不满足测量条件，则 需要协调测量精度和安置空间的矛盾。对于工程已经明确要求， 可按要求进行拾振器精度、频率范围、量程范围等参数的选择；对 于无明确要求，但可预估振动水平的工程，可由测试人员确定测试 仪器的选择标准，包括拾振器的灵敏度、动态范围、量程上下限等 参数。选用量程应覆盖振动响应的幅值变化上下限，避免拾振器 因过载而受损。 8.0.5本条给出了振动荷载测试推荐方法、测点及测向要求。 8.0.6设计中为便于设备安装布置，应掌握建筑结构两个方向的 动力特性；对于精密装备的测试，其支撑结构包括基础或工作台 等要分别对支撑结构顶底部测试振动益裁响应以便王优化

8.0.5本条给出了振动荷载测试推荐方法、测点及测向要

8.0.7本条给出了振动响应测试要求，具体测试内容根据振动控 制要求确定。 8.0.11对于工业建筑内设备自身或刚性基础顶部振动测试，当 设备转速较高时，应该采用扫频区频率最大值的3倍作为采样频 率；当对建筑物主体结构如楼板、梁顶测试时，由于传递到该部分 结构上的卓越频段上限一般低于80Hz，所以采样频率取值256H2 即可满足使用。 8.0.12为全面评估环境及楼板振动响应的传递与衰减规律，本 条对测点数量给出要求。对环境测试，测点应考虑振源特点，沿振 动传递方问测试研究衰减及传递规律，垂直振动传递方向测试可 能发生的极值。对楼板振动测试时，测点应选在人员或设备主要 分布区域的振动敏感位置，当振动敏感位置无法确定时，测点应均 匀分布。

条对测点数量给出要求。对环境测试，测点应考振源特点，沿振 动传递方向测试研究衰减及传递规律，垂直振动传递方向测试可 能发生的极值。对楼板振动测试时，测点应选在人员或设备主要 分布区域的振动敏感位置，当振动敏感位置无法确定时，测点应均 分布。

页率对应周期的10倍；平稳性随机振动测试时长不宜小于300 平稳性随机振动测试以及连续振动测试，可根据实际需要进 长时连续振动测试。

3.0.15在实际测试过程中，如果由于特殊原因不能保持同步测 量，则至少应保持不低于2个测点同步测量，并根据测量经验进行 每组测点搭接测试JTS 145-2015 港口与航道水文规范.pdf，通过搭接测试方法，确保最终测试数据在非同 步测量条件下，可以获取相对较为稳定的环境振动信息。

9既有工业建筑振动控制措施

9.0.1本条给出了既有工业建筑振动幅值超标时，振动控制的四 常用处理办法。强振超标时则采用第2、3项办法处理，结构改 造困难时，可采取第1、4项办法处理。 9.0.2本条给出了减小设备振动输出的几条措施：其中对于设备 安装调试不良或长期使用磨损的设备使用措施；措施二调整布置 区域及布置方向方案是解决楼盖竖向刚度及结构水平刚度不相同 的情况；前两项措施不宜使用时，应考虑措施三动力设备隔振。

9.0.3当既有建筑振幅过大时，大部分情况下要求增加

减小楼盖或梁的跨度一般可采用增加竖向构件或支撑的方 法，增大构件截面一般可采用粘钢加固或外包混凝土方法。 改变支承边界条件，可采用以下方法：一是主次梁由铰接变为 刚接；二是增加主梁抗扭刚度，减小次梁转角；三是增加主梁截面， 加大次梁弹性支承刚度等。

CJJ242-2016城市道路与轨道交通合建桥梁设计规范附条文统一书号：155182·0737 定价：18.00元