GB 50190-2020 工业建筑振动控制设计标准.pdf

UDC 中华人民共和国国家标准GB p GB 50190-2020 工业建筑振动控制设计标准Standard for vibration control design of industrial buildings 2020-06-09发布2021-03-01实施中华人民共和国住房和城乡建设部联合发布国家市场监督管理总局中华人民共和国国家标准工业建筑振动控制设计标准Standard for vibration control design of industrial buildings GB 50190-2020 主编部门：中华人民共和国住房和城乡建设部批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期：20 2 1 年3 月1 日中国计划出版社2020北京目次1总则（1)2 术语和符号(2)2.1 术语（2)2.2 符号（2)3 基本规定(4)3.1 一般规定(4)3.2 工业建筑选址及设备布 置(5)3.3 结构选型及布置（5)3.4 结构振动验算（6)4 结构振动计算(8)4.1 一般规定(8)4.2 结构振动分析数值计算方法5 单层工业建筑振动控制5.1 一般规定(11)5.2 结构振动计算5.3 构件内力计算（14)5.4 振动控制构造措施6 多层工业建筑振动控制门们6.1 一般规定门6)6.2 结构振动计算（17)6.3 结构振动控制措施（20)7 多层工业建筑楼盖微振动控制(22)7.1 一般规定(22)7.2 楼盖微振动计算.噜.7.3 楼盖微振动控制措施8 工业建筑振动测试9 既有工业建筑振动控制措施附录A多层工业建筑楼盖微振动位移传递系数简化计算本标准用词说明引用标准名录附：条文说明 2 1总则1.0.I 为在工业建筑结构振动控制中贯彻国家相关法律法规及技术经济政策，确保工业建筑在振动荷载作用下满足结构安全、正常生产及环境要求，做到技术先进、经济合理，制定本标准。1.0.2 本标准适用于工业建筑在机械振动荷载作用下结构振动控制设计，不适用于地震、风等其他激励作用下结构的振动控制。1.0.3 工业建筑振动控制设计除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。1 2 术语和符号2.1术语2.1.1 建筑振动building vibration 由振动荷载引起的建筑结构振动。2.1.2 容许振动值allowable vibration value 受振对象振动指标的限值。2.1.3 水平振动horizontal vi bra ti on 与地面平行的振动，用工轴、y轴表示两个正交方向。2.1.4 竖向振动vertical vi bra ti on 与地面垂直的振动，用z轴表示。2.I.5 第一频率密集区first frequency compact zone 振动荷载作用下，多跨连续结构在幅频特性曲线上首先出现的频率密集区。2.1.6 振动控制vibration control 对振动荷载源、振动传递路径或者建筑结构本身采取降低结构的振动响应的措施。2.1.7 隔振vi bra ti on isolation 采用弹性元件、阻尼元件或屏障减小振动传递的措施。2.2符口可2.2.1 作用和作用效应：U一一振动位移；U一一振动速度；一一振动加速度；Fv一一振动荷载；2 F咱一一振动荷载幅值；R一一结构构件的抗力设计值；S一一效应设计值；C一一设备与仪器正常使用的效应限值；8一一单位力作用下构件变形。2.2.2 计算指标：K一一体系或构件刚度；m一一构件均布质量；E一一材料弹性模量；f一一结构自振频率；fo设备振动荷载频率；f川m一一扫频区频率最小值；fe.max扫频区频率最大值；一一扫频计算参数；一一振动圆频率；C一一阻尼比。2.2.3 几何参数：Ao设备基础面积；B一一山墙间距；H一一单层工业建筑柱顶高度；I一一构件截面惯性矩；L一一结构横向跨度、构件跨度；ro一一设备基础折算半径。3 3基本规定3.I一般规 定3.1.I 工业建筑的振动控制，应满足设备与仪器正常使用要求以及结构与构件承载力要求。3.I.2 工业建筑振动控制设计应具备下列资料：I 工程规划总图及工艺平面布置图；2设备与仪器平面布置图、设备名称、型号、外形及底座尺寸；3 动力设备的振动荷载；4 受控设备与仪器的容许振动标准；5 结构平面图、剖面图；6 建筑场地岩土工程勘察报告；7 建筑周边的动力设备及环境振动资料，对振动控制有较高要求的建筑及人群分布资料。3.1.3 工业建筑振动控制设计应符合下列规定：I 振动荷载应按现行国家标准建筑振动荷载标准GB/T51228的有关规定确定；2 容许振动标准应按现行国家标准建筑工程容许振动标准GB50868的有关规定确定；3 采取隔振措施时，应符合现行国家标准工程隔振设计标准GB50463的有关规定。3.1.4 工业建筑结构的自振频率应避开振动荷载频率。3.1.5 工业建筑结构在大型动力设备振动作用下，当振动控制不能满足正常使用要求时，应采取减小动力设备振动输出或隔振减振的措施。4 3.2 工业建筑选址及设备布置3.2.1 当工业建筑内设备及仪器对振动环境要求较高时，建筑选址宜远离有较大振动的振源。3.2.2 当工业建筑动力设备振动荷载较大时，厂址的选择宜避开软土、填土、液化土等不良地质；当无法避开时，应进行地基处理。3.2.3 工业建筑工艺设计时，有较大振动的设备应与精密仪器和加工设备分区布置，普通加工设备宜与精密加工设备分区布置。3.2.4 动力设备的布置宜符合下列规定：1 自重较大且振动荷载较大的设备、冲击式机器宜布置在建筑的底层；2 楼层上的动力设备宜沿楼盖主、次梁布置，竖向振动较大的设备宜布置在主梁端部区域；3 建筑物的附属振动设备，宜集中布置在对精密加工和精密仪器振动影响较小的区域。3.3 结构选型及布置3.3.1 工业建筑的结构选型应满足生产工艺和建筑功能的要求，并应符合下列规定：1 承受振动荷载的工业建筑，宜采用钢筋混凝土结构、组合结构或钢结构；2 工业建筑抗侧力结构的布置应与振动荷载作用方向协调；3 结构的平面和竖向布置宜规则，传力路径应明确、合理；4 多层工业建筑宜采用混凝土楼盖或组合楼盖。3.3.2 当工业建筑设置振动荷载较大的动力设备时，动力设备宜单独设置基础并与主体结构隔开。3.3.3 振动控制要求较高的多层工业建筑内不宜设置起重机；当需要设置时，应设置独立的支承结构并与主体结构隔开。3.3.4 承受振动影响的工业建筑，当天然地基不能满足振动控制 5 要求时，应进行地基处理或采用桩基础。3.3.S 承受振动荷载的工业建筑结构，混凝土的强度等级不应低于C30。3.4 结构振动验算3.4.1 工业建筑振动控制设计时，结构的正常使用极限状态应符合下式要求：SvCv(3.4.1)式中：Sv一一正常使用极限状态振动荷载效应设计值；Cv设备与仪器正常使用的效应限值。3.4.2 工业建筑振动控制设计时，结构的承载能力极限状态应符合下式要求：oSR式中：。一一结构重要性系数；(3.4.2)S一一承载能力极限状态下作用组合的效应设计值；R一一结构或构件的抗力设计值。3.4.3 结构构件在振动荷载作用下的疲劳验算，应按现行国家标准混凝土结构设计规范GB50010和钢结构设计标准GB50017的有关规定执行，荷载标准值应按本标准第3.4.7条的规定确定。3.4.4 工业建筑承受振动荷载作用时，结构和构件的变形设计值应按下式计算：U=U s+U v(3.4.4)式中：r一结构和构件的变形设计值；u一一结构和构件在静力荷载作用下的变形值；Uv一一结构和构件在振动荷载作用下的变形幅值。3.4.S 工业建筑钢筋混凝土构件在振动荷载作用下的拉应力及裂缝验算时，构件截面内力组合设计值应按下式计算：S=Ss十Sv(3.4.5)6 式中：S一一结构构件内力组合设计值；SS一一结构构件在静力荷载作用下内力组合设计值。3.4.6 工业建筑构件承载力验算时，结构构件的振动荷载作用效应与其他静力荷载效应的基本组合应按下式计算：S=Ss+1.5 Sv(3.4.6)3.4.7 工业建筑构件疲劳验算时，结构构件的振动荷载作用效应与其他荷载效应的标准值组合应按下式计算：S=S ks+S v(3.4.7)式中：Sks一一构件在静力荷载作用下内力组合的标准值。3.4.8 工业建筑正常使用极限状态计算时，多振源振动荷载作用效应组合应符合下列规定：1 当两个周期性振动荷载作用时，振动荷载作用效应组合值宜按下式计算：Sv=Svl+Sv2(3.4.8-1)式中：Sv1、Sv2一一第1个、第2个振动荷载作用效应。2 当多个周期性振动荷载或稳态随机振动荷载组合时，振动荷载作用效应组合值宜按下列公式计算，并取两者中较大值：Sv=I CSv;)2 Sv=Svmaxl+Svmax2 式中：Sv；第i个振动荷载作用效应值；一一振动荷载的总数量；Svmaxl一一振动荷载作用效应的第一较大值；s2一一振动荷载作用效应的第二较大值。(3.4.8-2)(3.4.8-3)3 当冲击荷载起控制作用时，振动荷载作用效应组合值宜按下式计算：Sv=Svp+.I CSvi(3.4.8-4)i=2 式中：Svp一一最大冲击荷载效应值。7 4 结构振动计算4.1一般规定4.1.1 工业建筑结构的振动控制设计时，可对整体结构的水平振动与竖向振动分别计算。4.1.2 结构水平向动力特性和振动响应的计算应符合下列规定：1 宜采用数值分析方法并计入结构空间作用影响；2 对于平面及竖向布置规则、结构质量及刚度分布均匀、楼盖刚度较大、振动荷载偏心小的结构，可按本标准第5章、第6章规定中简化方法的要求计算；3 当振动荷载频率大于对应方向结构二阶频率时，可取振动荷载幅值的等效静力荷载进行计算。4.1.3 楼盖及屋盖的竖向动力特性和振动响应计算应符合下列规定：1 宜采用数值分析方法；2 当符合下列条件时，可简化为单相结构，按本标准第5章第7章规定的方法进行竖向振动分析：1）单层工业建筑屋盖竖向受力无空间协同作用时；2）多层工业建筑楼盖的刚度和质量分布较均匀，各跨跨度最大相差不超过20%，且机器转速小于1500r/min时。4.1.4 结构动力特性和振动响应计算时，建筑重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和；可变荷载的组合值应符合下列规定：1 计算结构整体自振频率、振动响应时，楼面活荷载可采用与主梁设计相同的荷载，并计入准永久值系数进行组合；2 计算楼盖整体自振频率、竖向振动响应时，楼面活荷载宜 8 采用与次梁设计相同的荷载，并计入准永久值系数进行组合；3 计算楼盖局部自振频率、竖向振动响应时，楼面活荷载宜按实际情况计入。4.1.5 结构振动计算时的阻尼比宜符合表4.1.5的规定。表4.1.5 结构振动计算时采用的阻尼比结构类型1m.尼比？昆凝土结构0.05 钢结构0.02 组合结构0.035 4.1.6 结构振动计算时，混凝土、钢筋和钢材的材料强度、弹性模量、泊松比取值应按现行国家标准混凝土结构设计规范GB50010和钢结构设计标准GB50017的有关规定执行。4.1.7 结构振动分析时，构件刚度的计算宜符合下列规定：1 现浇楼盖及装配整体式楼盖，梁有效翼缘计算宽度宜按现行国家标准混凝土结构设计规范GB50010的有关规定确定；楼板上的砂浆面层可计人厚度的1/2计算；2 当设备基础与楼板有可靠连接时，宜计入基础对楼盖刚度的影响。4.1.8 在单一周期性荷载作用下，结构的振动速度和振动加速度可按下列公式计算：式中：一一振动速度（m/s);v比u 一一振动加速度（m/s2);U一一振动位移（m);一一振动荷载圆频率（rad/s）。4.2 结构振动分析数值计算方法(4.1.8-1)(4.1.8-2)4.2.1 采用数值计算方法进行结构振动分析时，应符合下列 9 规定：1 在谐波、周期性或频段较集中的振动荷载作用下，可在频域内采用传递函数方法进行结构振动分析；2 在非稳定、非周期或频率成分比较复杂的振动荷载作用下，以及对受力复杂的结构进行动力分析，宜在时域内采用动力时程