动力设备站房运行对建筑振动危害成因诊断技术研究

摘要

动力设备站房是动力设备的集中区域，为满足现代化建筑的使用要求，风机、水泵、空调机组等动力设备更多更广泛地应用到各类建筑中。以动力设备运行为振源产生的机械振动，对建筑物使用寿命及人员舒适度产生不利影响，严重的甚至威胁到人员健康和建筑结构安全。动力设备运行产生的振动由于振源组合复杂，传递路径多样，结构响应不定等诸多因素，对其进行振动控制专项设计十分困难，而其中的重点则是找出振动危害的成因，只有明确振动产生的具体原因，才能准确找到设计思路从而有针对性的解决振动问题、避免振动危害。
　　本文结合某中心医院动力设备站房运行对建筑振动危害的工程实例，通过实际测量与通用有限元软件ANSYS建模分析相结合的手段，对振动原因进行分析，对振动问题进行处理，并对振动危害成因诊断技术进行总结。本文的研究内容主要包括以下几个方面。
　　(1)对某中心人民医院的5条测线、38个测点进行振动测试，得到各主要测点的加速度响应，其中对振源设备、振动传递路径、振动水平较大的楼面等关注对象分别测试，为建筑结构的动力仿真计算提供了输入荷载。对各测点上的时、频域数据进行分析，并与国家标准进行比较，总结出各测点的振动水平、振动在传播路径上的衰减规律，初步得到该振动问题的产生原因及需要进行减隔振处理的对象，并提出针对各关键部位的振动处理方案。
　　(2)对有限元理论和ANSYS的基本理论进行介绍，通过对ANSYS数值分析中模态计算和瞬态动力计算基本理论的学习，确定出本文振动分析应采用的方法，并结合本工程的具体工况选取阻尼、积分时间步长等主要参数。
　　(3)根据建筑类型和结构选择对应的单元类型与单元参数，建立与实际情况相符的有限元模型，通过对振动体系进行模态分析和瞬态动力分析得到建筑结构的振型图和加速度响应曲线等能够反映其振动特性的重要结果。之后在振动区域下方增设弹簧单元，再次进行瞬态动力分析，得到振动处理前后结构加速度响应的差异。将得到的数值计算结果与实测结果相对比，进一步明确抗振设计方案的处理效果。
　　(4)总结得到振动危害成因诊断技术的设计理念和动力设备零拆卸减振装置升级技术的施工方法，为处理类似振动问题的专项工程提供设计思路和实施方法。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国际现状

1．2．2 国内现状

1．3 研究背景及意义

1．4 本文研究内容

第2章 现场测量及处理方案

2．1 振动测试方案

2．1．1 振动测试仪器

2．1．2 工程概况

2．1．3 振动测试方案

2．1．4 振动测试方法

2．2 振动数据分析

2．2．1 预处理阶段

2．2．2 各主要测点的振动水平分析

2．2．3 设备层由下至上振动响应分析

2．2．4 动力设备站房地面振动衰减分析

2．2．5 楼板由设备层至二层振动响应水平分析

2．3 振动处理方案

2．3．1 冷却水泵的隔振处理

2．3．2 冷水管连接处的减振处理

2．3．3 冷水管组悬吊处的减振处理

2．4 本章小结

第3章 有限元理论及方法

3．1 有限元理论介绍

3．1．1 有限元法的基本思想

3．1．2 有限元法的运用步骤

3．2 通用有限元分析软件ANSYS介绍

3．2．1 ANSYS的发展历史

3．2．2 ANSYS的主要功能

3．2．3 ANSYS的技术特点

3．3 计算方法与参数的确定

3．3．1 模态提取法的基本理论

3．3．2 瞬态动力学分析基本理论

3．3．3 阻尼系数的确定

3．3．4 积分时间步长的确定

3．4 本章小结

第4章 有限元模拟

4．1 结构模型的建立

4．1．1 建立有限元模型

4．1．2 模型参数选取

4．1．3 模型网格划分

4．1．4 施加约束

4．2 结构模态分析

4．2．1 模态分析的结果

4．2．2 模态分析总结

4．3 结构瞬态动力分析

4．3．1 瞬态动力分析的结果

4．3．2 瞬态动力分析总结

4．4 本章小结

第5章 振动危害处理技术

5．1 动力设备运行对建筑物振动危害成因诊断技术

5．2 动力设备零拆卸减振装置升级技术

5．3 本章小结

结论

参考文献

致谢

作者简介