路建波 石樹中 孫海青 戴 梁 盛特奇

(浙江省工程地震研究所,浙江 杭州 310013)

0 引言

近年來，隨著我國高科技的迅速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加快，大量高科技廠房(如微電子、激光、納米材料、光學(xué)儀器等)開始興建[1,2]。精密儀器設(shè)備對于環(huán)境振動(dòng)非常敏感，要求嚴(yán)格的工作環(huán)境，因此在生產(chǎn)車間建設(shè)前需要對周圍進(jìn)行環(huán)境振動(dòng)測試分析。目前精密儀器廠房大都建在城市的高新技術(shù)開發(fā)區(qū)或者相對安靜的地區(qū)，相鄰的地面交通、城軌、地鐵以及附近的生產(chǎn)機(jī)器等引起的環(huán)境振動(dòng)不可避免，因此要求廠房結(jié)構(gòu)具有較好的防微振動(dòng)的性能[3]，并且精密儀器要有可靠的隔振措施，保證精密儀器的正常運(yùn)行。

紹興某公司辦公大樓擬建精密儀器生產(chǎn)車間，辦公大樓緊鄰紡織廠。為評估廠內(nèi)紡織機(jī)運(yùn)行的振動(dòng)對辦公大樓產(chǎn)生的影響，采用高靈敏度加速度傳感器，測試了辦公大樓的環(huán)境振動(dòng)，并對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理分析，獲得了一些初步的結(jié)論，對此類的環(huán)境振動(dòng)測試和分析具有一定的借鑒意義。

1 工程概況

該公司辦公大樓位于紹興市袍江工業(yè)園，辦公大樓為四層框架結(jié)構(gòu)[4]。該辦公大樓內(nèi)擬建精密儀器生產(chǎn)車間，由于辦公大樓緊鄰紡織廠，紡織廠為二層廠房，廠房二層紡織機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的振動(dòng)對辦公樓產(chǎn)生了一定的影響，為評定紡織廠紡織機(jī)的振動(dòng)影響，根據(jù)《建筑工程容許振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》[5]要求測定紡織機(jī)運(yùn)行對辦公樓樓板產(chǎn)生的振動(dòng)速度值。

2 現(xiàn)場測試

2.1 測試設(shè)備

本次工作采用以下設(shè)備進(jìn)行測試：

瑞士GeoSIG公司的GSMplus數(shù)據(jù)采集器(3通道)、AC-73三分量力平衡加速度計(jì)(滿量程±0.5g)，處理軟件采用設(shè)備自帶GeoDAS軟件。設(shè)備的主要技術(shù)指標(biāo)見GeoSIG官方網(wǎng)站[6,7]。測試系統(tǒng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，儀器設(shè)備按照計(jì)量認(rèn)證管理體系要求進(jìn)行校準(zhǔn)。

2.2 測試方案

由于紡織廠的紡織機(jī)在二樓，并且精密儀器設(shè)備可能布置在一樓和二樓，故在辦公樓一樓和二樓相同位置各布置一個(gè)測點(diǎn)，測點(diǎn)位置見圖1。安裝加速度計(jì)時(shí)，在樓板鉆孔，用膨脹螺絲將加速度計(jì)固定，同時(shí)采用加速度計(jì)自帶調(diào)平螺絲將其水平方向和豎直方向調(diào)平，并確保儀器與地面緊密接觸。加速度計(jì)X向?yàn)槟媳毕颍琘向?yàn)闁|西向。

為消除測試結(jié)果偶然性以及環(huán)境干擾，現(xiàn)場監(jiān)測分兩次在夜間無人為干擾時(shí)進(jìn)行測試，時(shí)間分別為2016年2月26日～27日和2016年3月4日～5日，兩次測試的兩個(gè)測點(diǎn)位置均相同。

3 測試數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采集的為時(shí)間域內(nèi)的加速度信號(hào)，選取加速度時(shí)間域內(nèi)的平穩(wěn)段(持時(shí)8 min以上)，采用GeoDAS軟件進(jìn)行1 Hz高通濾波積分得到時(shí)間域內(nèi)的速度信號(hào)，取其峰值速度。每次測試均選取三個(gè)平穩(wěn)段進(jìn)行分析，得到X,Y兩個(gè)水平向和垂直向的峰值速度。具體數(shù)據(jù)分析結(jié)果見表1。各段時(shí)域速度時(shí)程見圖2～圖7。

測試結(jié)果表明，兩個(gè)測點(diǎn)兩次測試環(huán)境振動(dòng)值比較一致，辦公樓環(huán)境振動(dòng)變化相對穩(wěn)定。二樓測點(diǎn)X水平向峰值速度PGV在35 μm/s～43 μm/s，平均值為40 μm/s；Y水平向峰值速度PGV在33 μm/s～46 μm/s，平均值為40 μm/s；垂直向峰值速度PGV在89 μm/s～104 μm/s，平均值為93 μm/s。

一樓測點(diǎn)X水平向峰值速度PGV在13 μm/s～21 μm/s，平均值為16 μm/s；Y水平向峰值速度PGV在11 μm/s～21 μm/s，平均值為16 μm/s；垂直向峰值速度PGV在28 μm/s～47 μm/s，平均值為40 μm/s。

兩個(gè)測點(diǎn)的兩個(gè)水平方向峰值速度相差不大，垂直向的峰值速度明顯大于兩個(gè)水平方向。

表1 峰值速度處理結(jié)果

由一樓和二樓測試結(jié)果對比可以看出，一樓環(huán)境振動(dòng)值明顯減小，二樓到一樓振動(dòng)衰減較快。

4 結(jié)語

1)測試結(jié)果表明，兩個(gè)測點(diǎn)兩次測試環(huán)境振動(dòng)值比較一致，辦公樓環(huán)境振動(dòng)變化相對穩(wěn)定。兩個(gè)測點(diǎn)的兩個(gè)水平方向峰值速度相差不大，垂直向的峰值速度明顯大于兩個(gè)水平方向。一樓環(huán)境振動(dòng)值明顯減小，二樓到一樓振動(dòng)衰減較快。2)本文只考慮了紡織機(jī)的振動(dòng)影響，在處理過程中去掉了干擾較大的交通等不明干擾信號(hào)的影響。根據(jù)測試結(jié)果，紡織機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)對辦公樓的影響較大，尤其表現(xiàn)在垂直方向上。3)本次振動(dòng)測試是在辦公樓樓板上、任何生產(chǎn)設(shè)備還未安裝的條件下進(jìn)行的。在安裝設(shè)備時(shí)應(yīng)根據(jù)設(shè)備的要求對設(shè)備基礎(chǔ)平臺(tái)進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，采取相應(yīng)的隔振措施確保精密儀器符合相應(yīng)的振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)。