淺談動(dòng)力機(jī)械在鋼結(jié)構(gòu)建筑物中的應(yīng)用

王建軍

（廈門船舶重工股份有限公司，福建　廈門　361026）

淺談動(dòng)力機(jī)械在鋼結(jié)構(gòu)建筑物中的應(yīng)用

王建軍

（廈門船舶重工股份有限公司，福建廈門361026）

【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，動(dòng)力機(jī)械設(shè)備運(yùn)用到鋼結(jié)構(gòu)的建筑，改善了建筑結(jié)構(gòu)，提高建筑結(jié)構(gòu)的性能。文章通過分析了鋼結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn)和鋼結(jié)構(gòu)建筑中的動(dòng)力機(jī)械，深入的探析了鋼結(jié)構(gòu)建筑中動(dòng)力機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)和動(dòng)力機(jī)械在鋼結(jié)構(gòu)建筑物中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】動(dòng)力機(jī)械；鋼結(jié)構(gòu)建筑物；振動(dòng)位移

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在各種建筑中普遍應(yīng)用。而動(dòng)力機(jī)械在鋼結(jié)構(gòu)建筑中應(yīng)用越來越廣泛，動(dòng)力機(jī)械的振動(dòng)會(huì)隨著基礎(chǔ)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑造成影響，這樣會(huì)給生產(chǎn)帶來不利的影響。因此需要充分的考慮對(duì)動(dòng)力機(jī)械設(shè)備的控制，確保動(dòng)力機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)控制在一定的范圍內(nèi)。

1　鋼結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)建筑興起于二戰(zhàn)后的美國(guó)，這與美國(guó)的鋼鐵產(chǎn)量高有密切的關(guān)系。鋼結(jié)構(gòu)建筑的興起改變了傳統(tǒng)的手工結(jié)構(gòu)造房的模式，有利于鋼鐵行業(yè)的發(fā)展，有力的拉動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)建筑中預(yù)工程化程度高，這樣的鋼結(jié)構(gòu)可以促使材料加工和安裝一體化，并且可以降低施工成本，這樣就會(huì)加快施工工期，利于早日完工，可以加快資金的周轉(zhuǎn)。鋼結(jié)構(gòu)建筑具有的組織均勻、強(qiáng)度高、彈性高的特點(diǎn)，鋼結(jié)構(gòu)的密度小于磚石、混凝土結(jié)構(gòu)，在受到同等壓力的情況下，鋼結(jié)構(gòu)可以用到跨度較大的結(jié)構(gòu)中，這樣有利于高大穹頂?shù)慕ㄔ?。鋼結(jié)構(gòu)建筑具有技術(shù)美，鋼結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能強(qiáng)于磚石和混凝土結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)充分體現(xiàn)出結(jié)構(gòu)的邏輯、構(gòu)造的完美，而且鋼結(jié)構(gòu)可以確保受力從平面發(fā)展到了立體空間，能夠體現(xiàn)結(jié)構(gòu)造型的魅力。

2　鋼結(jié)構(gòu)建筑中的動(dòng)力機(jī)械

動(dòng)力機(jī)械可以依照運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力特性機(jī)械劃分，例如金屬切削類的機(jī)械動(dòng)力的輸出不大，因此并不需要考慮，而對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力特別大的設(shè)備，需要考慮動(dòng)力的特性。如果忽視機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力特性，在動(dòng)力機(jī)械的使用中都會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的建筑造成不利的影響。動(dòng)力機(jī)械設(shè)備在使用中會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)作用，這樣會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑、土地以及周圍的建筑產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，進(jìn)而使人們的生產(chǎn)和生活受到影響。另外振動(dòng)波及的范圍比較廣，可能會(huì)對(duì)施工中的一些精密的儀器和儀表造成破壞，影響儀器儀表的測(cè)量精度。動(dòng)力機(jī)械設(shè)備依據(jù)振動(dòng)頻率的不同可以劃分為沖擊性作用設(shè)備和周期性作用設(shè)備。動(dòng)力機(jī)械依據(jù)結(jié)構(gòu)的不同可以劃分為框架式、塊式、墻式。在鋼結(jié)構(gòu)建筑中應(yīng)用最多的是塊式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有安裝簡(jiǎn)單，設(shè)備相關(guān)管道的規(guī)劃和維修簡(jiǎn)單，并且設(shè)備的供應(yīng)商可以提供尺寸。這種基礎(chǔ)的彈性形變會(huì)造成振動(dòng)。墻式基礎(chǔ)和框架結(jié)構(gòu)中的橫向框架差不多，并且具有很好的剛度，這類結(jié)構(gòu)通常在破碎機(jī)中使用。對(duì)于墻式結(jié)構(gòu)需要精確的計(jì)算，也可以按照塊式基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算。框架式基礎(chǔ)通常是由地板、立柱、頂板組合而成，對(duì)于高轉(zhuǎn)速的設(shè)備在安裝時(shí)，不需要考慮彈性問題?？蚣芑A(chǔ)的計(jì)算依據(jù)是自由度體系，原理是結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)。

3　鋼結(jié)構(gòu)建筑中動(dòng)力機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)

動(dòng)力機(jī)械的設(shè)計(jì)比非動(dòng)力機(jī)械設(shè)備復(fù)雜，一些設(shè)備的安裝不合理、隔震失效就會(huì)造成振動(dòng)，這樣會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑產(chǎn)生不利的影響。因此需要合理的設(shè)計(jì)動(dòng)力機(jī)械設(shè)備，需要依照設(shè)計(jì)圖紙對(duì)設(shè)備的振動(dòng)情況進(jìn)行分析。動(dòng)力機(jī)械基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的步驟為：依照設(shè)計(jì)樣本和規(guī)范確定基礎(chǔ)構(gòu)造的尺寸；需要依照設(shè)備樣本確定設(shè)備荷載的分布、擾力的大小和擾力的頻率。計(jì)算基組的自振頻率，避免在共振區(qū)域工作，但是在擾力和振幅很小的情況下可以在共振區(qū)域工作。計(jì)算基礎(chǔ)振幅，確保其在合理的范圍內(nèi)工作。當(dāng)出現(xiàn)擾力頻率高于基組頻率，需要驗(yàn)算共振區(qū)域的振幅是否滿足樣本設(shè)備的要求。對(duì)于框架式、墻式基礎(chǔ)需要計(jì)算基礎(chǔ)在動(dòng)力作用下的承載能力。另外需要注意的是，如果動(dòng)力機(jī)械不滿足設(shè)備的要求，需要及時(shí)修改設(shè)計(jì)，重新計(jì)算。

4　動(dòng)力機(jī)械在鋼結(jié)構(gòu)建筑物中的應(yīng)用

4.1動(dòng)力設(shè)備基礎(chǔ)下鋼梁的動(dòng)力計(jì)算的重要性

在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，動(dòng)力設(shè)備支撐鋼梁的計(jì)算在鋼結(jié)構(gòu)建筑占有重要的地位，動(dòng)力計(jì)算過程繁瑣，因此在具體的過程設(shè)計(jì)中需要簡(jiǎn)化鋼梁的動(dòng)力設(shè)計(jì)?！抖鄬訌S房樓蓋抗微振設(shè)計(jì)規(guī)范》只適用于像電機(jī)、風(fēng)機(jī)、小型機(jī)床等設(shè)備作嘔一個(gè)下動(dòng)力計(jì)算和振動(dòng)設(shè)計(jì)，對(duì)于較大的動(dòng)力設(shè)備需要通過具體的工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行確定。在鋼結(jié)構(gòu)中動(dòng)力機(jī)械的支撐梁，需要滿足承載力的要求，并且要合理的控制鋼梁的剛度，防止出現(xiàn)振動(dòng)位移。在進(jìn)行動(dòng)力機(jī)械的設(shè)計(jì)的時(shí)候需要掌握相關(guān)的資料，并且進(jìn)行合理的計(jì)算，從而控制制動(dòng)位移，確保結(jié)構(gòu)布局合理。

4.2動(dòng)力設(shè)備基礎(chǔ)下鋼梁的動(dòng)力計(jì)算步驟

動(dòng)力設(shè)備基礎(chǔ)下鋼梁的動(dòng)力計(jì)算的具體步驟如下：一是獲得相關(guān)的信息。在進(jìn)行動(dòng)力機(jī)械基礎(chǔ)的計(jì)算的時(shí)候，需要了解動(dòng)力機(jī)械的基本情況，了解設(shè)備靜力荷載的位置、荷載的大小、擾力的方向和大小、以及設(shè)備運(yùn)作的轉(zhuǎn)速，這些信息可以參照設(shè)備供應(yīng)商的說明書。二是鋼結(jié)構(gòu)建筑鋼梁固有頻率的計(jì)算。研究表明，如果鋼結(jié)構(gòu)建筑支撐梁的固有頻率和動(dòng)力機(jī)械的自振頻率接近，鋼梁就會(huì)發(fā)生較大的振動(dòng)位移，影響到正常的使用。因此需要鋼梁的固有頻率高出或者低于自振頻率。對(duì)于質(zhì)量不均勻的問題，需要借助GB50190-93的規(guī)定，把集中質(zhì)量化為均布質(zhì)量，然后可以利用集中質(zhì)量進(jìn)行求解。三是鋼梁位移的控制。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)建筑支持梁的振動(dòng)需要控制一定的范圍內(nèi)，這樣才能夠確保設(shè)備的正常的運(yùn)作。對(duì)于精密的儀器位移的允許范圍也相應(yīng)的提高。對(duì)于振動(dòng)位移比較大的設(shè)備，需要依照具體的施工環(huán)境，設(shè)定振動(dòng)位移的范圍。

5　結(jié)語

在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，動(dòng)力機(jī)械的合理設(shè)計(jì)，可以提高機(jī)械設(shè)備的運(yùn)作效率?？刂坪脛?dòng)力機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)范圍，可以減少對(duì)建筑物周圍居民的影響，降低對(duì)鄰近設(shè)備的干擾，對(duì)于提高鋼結(jié)構(gòu)建筑的建設(shè)具有重要的意義。

【參考文獻(xiàn)】

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【作者簡(jiǎn)介】

王建軍（1970-），男，漢，煙臺(tái)人，工程師，8500PCTC項(xiàng)目經(jīng)理。