К.т.н., Романченко М.К.

Новосибирский техникум автосервиса и дорожного хозяйства,

г. Новосибирск, Россия

ВЛИЯНИЕ УРОВНЯ КОЛЕБАНИЙ НА ДИНАМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ КОНСТРУКЦИЙ

Эксплуатационные динамические нагрузки несущих конструкций, в которых размещено основное и вспомогательное оборудование, как правило, невелики, и вызываемые ими напряжения в элементах конструкций значительно меньше напряжений от статической нагрузки.

Допустимый уровень вибрации этих конструкций определяется не только необходимостью обеспечения несущей способности конструкций при совместном действии статических и динамических нагрузок, но и пределами, которые исключают возможность вредного влияния на людей и технологический процесс.

Количественные характеристики допустимого уровня колебаний для промышленных сооружений при действии колебаний на людей в тяжелых производственных условиях приведены в табл.1.

Таблица 1

Характеристики воздействия колебаний на людей в зависимости от скорости и ускорения гармонических колебаний с амплитудой не более 1 мм

Характеристика воздействия колебаний на людей	Предельное ускорение колебаний Wмакс (мм/с^2) для частот от 1 до 10 Гц вкл.	Предельная скорость колебаний Vмакс (мм/с) для частот от 1 до 10 Гц вкл.
Неощутимы	10	0,16
Слабо ощутимы	40	0,64
Хорошо ощутимы	125	2
Сильно ощутимы (мешают)	400	6,4
Вредны при длительном воздействии	1000	16
Безусловно вредны	Св. 1000	Св. 16
Примечание. А = 0,16 vln= 0,025 w/n^2, где А - амплитуда или размах колебаний, мм; v - скорость колебаний, мм/с; w- ускорение колебаний, мм/с^2; n - частота колебаний, Гц.

Качественные оценки характера воздействия колебаний на людей, приведенные в табл.1, могут быть использованы для любых сооружений и условий.

Перед началом измерения вибраций несущих конструкций в целях определения динамического состояния необходимо получить сведения, характеризующие расчетную схему конструкций:

тип конструкции;

размеры пролетов и поперечных сечений;

конструкции узлов соединений элементов;

конструкции элементов, постоянно дополняющих несущие конструкции (бетонная подготовка под полы и пр.);

распределение масс конструкции и присоединенных к ней конструкций;

другие конструктивные характеристики, влияющие на жесткость и массу конструкции;

характеристики прилегающего к строительным конструкциям оборудования с динамическими нагрузками: уровень вибрации на подшипниках, преобладающие направления вибрации, спектр возмущаемых колебаний, состояние предусмотренных проектом деформационных (антивибрационных) швов по периметру действующего оборудования, наличие не предусмотренных проектом жестких связей между каркасами технологического оборудования и строительными конструкциями и т.д.

Для выбора точек и направления вибрации рекомендуется следующая схема измерений:

-вначале регистрируются колебания при каком-то определенном (по возможности наиболее типичном) динамическом воздействии, которые обеспечивают выявление формы колебаний конструкции и спектра частот колебаний;

-в результате выполнения первого этапа измерений следует выделить точки и направления регистрации вибраций, наиболее характерные для данного динамического процесса;

-установив приборы в этих характерных точках, можно получить зависимости измеряемых параметров (амплитуды, частоты и т.д.) от режимов источников вибрации (при этом синхронно регистрируется уровень вибрации на ее источнике и используется вибродатчик на источнике вибрации в качестве базового);

-в качестве характерных точек на строительных конструкциях электростанции принимаются: середины пролетов несущих балок, плит перекрытия, ферм покрытия и т.д., узлы соединений этих элементов, середины высот колонн, стоек и зоны сопряжений этих элементов с перекрытием, полом, покрытием;

-приборы устанавливаются непосредственно на несущие поверхности элементов (в железобетонных элементах в зонах регистрации колебаний штукатурный слой отбивается);

-в дополнение к измерениям вибрации при фактических режимах работы данных конструкций, определяющихся условиями их эксплуатации, рекомендуется регистрировать параметры вибрации строительных конструкций при изменении ступенями режимов источников вибрации (по согласованию со службой эксплуатации);

-вклад в вибрацию строительных конструкций нескольких ее источников определяется путем их поочередного отключения или включения.

Измерение основного тона свободных затухающих колебаний элементов строительных конструкций следует выполнять в пролетах несущих элементов. Установление частот свободных (собственных) колебаний необходимо при наличии резонансных явлений (при совпадении частот собственных колебаний конструкции с вынужденными колебаниями от источников вибрации).

Свободные затухающие колебания возбуждаются ударом через деревянную прокладку толщиной 3-4 см по конструкции в средней части ее пролета. Сила удара должна обеспечить в начальных 2-3 периодах колебаний значения амплитуд перемещений конструкции не меньше максимально допустимых технологий .производства и санитарно-гигиеническими ограничениями.

Прилегающее к строительным конструкциям оборудование во время измерений свободных колебаний должно быть по возможности полностью или частично отключено.

Резонансные зоны элементов строительных конструкций можно установить при включении или отключении прилегающего оборудования по характерным всплескам амплитуд на графике амплитудно-частотной характеристики, построенном по результатам измерений вибрации конструкций при наборе (сбросе) номинальной частоты вращения оборудования.

Литература:

1.Вибрационная безопасность. Общие требования. ССБТ. ГОСТ 12.1.012-90

2. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий СН 245-71.

3.Романченко М.К. Щербакова О.В. Проблема динамической устойчивости систем виброизоляции. Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока, № 2, Новосибирск, 2010, с.232-235.

4.Романченко М.К., Федосеева М.А. Аналитический обзор современных средств виброшумозащиты /Журнал университета водных коммуникаций, вып. № 4 (12), СПУВК, Санкт - Петербург, 2011, с.41-43.