对复杂地质地区水泥厂厂房振动问题的探讨
时间：2021-01-09 20:01:29 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：本文笔者对水泥厂厂房振动原因进行了分析，并提出一些水泥厂厂房结构振动设计的防治措施，可供参考。
关键词：结构振动；措施；水泥厂
在当前阶段的发展中，建筑行业的崛起会在一定程度上加快有关建筑行业的发展进程。在这当中，水泥的生产会给重工业的生产形成巨大的冲击与振动，这就要求水泥厂优化结构，使其可以承载水泥生产加工过程中的所有程序。因为水泥厂主要位于山区，在结构设计时往往会碰到石牙、小型溶洞、水塘、破碎带等情况，所以我们必须要具体剖析研究水泥厂房的振动问题，以防后患。
一、目前我国水泥生产的基本情况
随着我国社会的持续发展，城市化发展的步伐也在不断的加快。在我国国民经济建设过程中，水泥发挥出无可替代的作用。然而在建筑方面，水泥依旧是最基础的原材料，直至如今依旧不存在可以彻底替代水泥的材料。可以说，水泥产业依旧是我国国民经济发展过程中的一个关键的基础产业，它标志着社会发展水平与国民经济综合实力。我国经济在新形势下已取得了快速的发展，在我国经济发展过程中水泥的作用及其所处的地位也越来越大。事实上，我国水泥的生产总量从1985年起就远超其他国家。从布鲁塞尔的欧洲水泥协会得到的数据可知，2014年的全球数据时是最新的数据信息，整个世界的水泥产量多达136亿吨，但是中国的水泥产量就占据着59.4个百分点，从这可以看出，在我国经济发展当中水泥产业的发展极为重要。
二、水泥厂厂房振动原因
1生产设备工作时的振动
在正常工作状态下，水泥厂运用的设备均会有振动产生。此类设备的工作方式及其工作特征各不相同，他们被无规律地放置于每个楼层里。举个例子，压滤机与振动筛的振动方式就不一样，前者是水平往复振动，而后者则是上下往复振动。此类设备均为单一性振动设备，因此其在实施结构振动计算的过程易于模拟与分析。实际上部分设备的振动计算与分析较为繁杂，例：斜轮分选机的振动为绕斜轴转动，而卧式振动离心机不仅可以横轴旋转运动也可以进行前后往复振动。但是，淘汰机设备的振动扰力也许出自于淘汰机设备自身，也许出自于淘汰机内部的物料运动，它有较大的随机性。
2共振原因分析
通过多年的振动实测资料以及设计经验的分析研究，厂房的结构振动与厂房内设备的工作频率有着很大联系。控制厂房结构振动的频率和振幅有两个因素，即对结构施加的激振力（也称为扰力源）和结构自身的动力特性。当扰力源的频率与厂房结构自身的固有频率接近或吻合时，会产生共振现象，使厂房的振动幅度不断增加，并出现高噪声、高动应力等严重影响工作环境和厂房结构强度的问题。
三、关于水泥厂房振动问题的设计研究
在不断发展进步的生产力与科学技术的推动下，我国人民的生活水平有了较大提升。这在一定程度上提高了人们对于居住的要求，事实上随着城镇化步伐的几块，建筑行业的发展十分惊人，这使得建筑材料的需求量突然剧增。众所周知，在建筑施工过程中水泥是最基础的原材料，随着建筑的快速发展它的需求量也在猛增，这极大地威胁到部分结构有缺陷的水泥厂房的安全。因各类因素的影响生产水泥的厂房总是会存在一系列的问题，其中最为突显的问题就属厂房振动问题。由于水泥厂房的建筑设计受制于各类工艺的要求，导致水泥厂房的建筑设计因材料及经济因素的影响没有足够自由的创作空间。通常情况下，水泥生产厂房给人的印象都是粗糙、简陋的，随着当下水泥产量的剧增，水泥厂房的振动问题越来越突出，亟待处理。
水泥厂房通常在软弱地基上建成品库，由于建筑物自身重量不大，建筑物基础不会太大，但是在成品库内堆放包装水泥的区域，长期大面积加荷减荷，堆荷区将下沉，引起建筑物的基础内倾，严重时建筑结构破坏，控制堆荷区的下沉，才能确保建筑物使用安全。因此，解决水泥厂房的振动问题就要从根本上进行，要在水泥厂房的设计过程中多方面的进行考虑，要把其建筑的结构以及厂房的抗振的问题得到充分的考虑。在对水泥厂房进行设计的时候要考虑多方面的问题，不仅要对水泥厂房的结构在强度以及刚度方面得到满足，还要在其抗振的性能上得到重视，在水泥厂房的结构设计过程中最要的就是对其结构的选型，这对于建设的投资以及水泥厂房的可持续发展有着关键的作用，这就要求水泥厂房的设计人员要对其设计全心的投入到工作当中，精心的设计，选择适合水泥厂房的最优结构，水泥厂房的结构形式主要是取决于水泥的生产工艺自身的一些特点，故此，结合实际才能够把设计的效果得到完美的呈现。 在对水泥厂房的抗振设计中要结合现代的一些专业设计的软件进行设计，水泥厂房的建设比较的复杂，要对水泥生产的各个环节以及水泥生产时的一些特性进行综合性的考虑，要把水泥厂房的结构设计进行准确地模态分析，各个厂房结构之间的影响以及生产设备之间的影响都要进行详细的分析，在水泥厂房的建设完毕之后要用专业的检测软件进行测试其合格性，要把水泥厂房的抗振功能得以体现出来。
根据对水泥厂房的实际考察得知，对水泥厂房的自振周期起到决定性作用的是其刚度特征以及质量的分布，造成结构丧失承载力的因素是疲劳破坏，故此，根据这些具体的原因应当对水泥厂房的构造以及设备的使用进行全面的考虑，把关键性因素得到有效的处理，而建构一个合格标准的水泥厂房是对当下水泥安全生产的一个重要的保障。
四、水泥厂厂房共振的防治措施
1加强结构的自身动力特性
①为降低共同振幅，在设备结构动力特征上要降低楼层结构的振动率。实际上，要使结构振动减小，确保直接承受动力设备构件的刚度是最为有效的一大手段。合理科学地确定直接承受动力荷载杆件和间接承受动力荷载各杆件间的刚度比值，有利于减小厂房楼层振动。与此同时，要高度重视布置非振动设备的楼层结构工作，提升非振动设备安装楼层的楼板刚度，缩短楼板跨度，尽可能地降低楼板的振动响应幅度，增加梁的截面高度或者梁的宽度等。②加强楼层结构的动力特性。对布置有振动设备的厂房，如果厂房只布置了中频和高频生产设备，一般只需考虑厂房在垂直振动方面的影响；如果厂房布置有低频水平振动设备还应当考虑到厂房水平振动方面的影响。
2合理布置扰力源
水泥厂多层厂房的振动主要是由于生产设备的振动引起的，厂房的振动受到厂房内设备的布置位置、设备动力特性以及土建结构动力特性的影响。在生产设备布置时，重量较重的设备或者振动较大的设备应当布置在厂房的地面，如果这些设备必须布置在楼板上时，应当保证振动设备产生的不平衡干扰力作用在厂房的主梁上，且设备位置的布置应当靠近中间支柱或外墙。对于垂直扰力比较大的生产设备，应当将其布置在梁的支座周围，并保证设备产生的扰力和梁的轴向方向一致。另外在布置跳汰机的时候，应当尽量避免跳汰机的物料振荡方向朝向水泥厂厂房刚度较小的方向，防止低频共振。设备动力特性在布置时应当遵循布置合理、荷载传递直接及结构受力明确的原则。比如：动力设备需要布置在梁上时应当防止动力设备布置在悬臂梁上；为了方便计算分析，振动梁应当布置成单跨梁；振动梁不应跨轴线布置。
四、结语
在新形势下，我国科技得到了突飞猛进的发展，建筑行业在这个大环境下发展得十分迅猛。这在一定程度上促进了水泥产业的发展进程，有利于促进水泥厂房的结构技术与水泥厂的生产实现和谐统一。然而目前部分水泥厂房在结构方面尚存一些问题，为此我们要具体探究并分析水泥厂房的结构，有效改善工作环境，确保水泥厂生产工作的安全性。
