筛分破碎厂房是工业生产系统中一类重要的建筑物,广泛应用于煤炭、冶金等行业。随着我国选洗煤产业的发展,为满足生产要求,筛分破碎厂房不断引进国外大型动力设备,设备扰力也相应增加,由此引起的结构振动问题日益突出。异常振动不仅危及结构安全,影响工业生产,还会损害工作人员身心健康。筛分破碎厂房的振动问题已成为亟待研究和探讨的课题。本文根据有限元功率流理论,在振动传递路径分析的基础上,结合具体工程的动力测试和有限元分析,找出结构振动原因并提出振动控制方案。本文的主要工作和取得的主要研究成果归纳如下:(1)基于有限元功率流理论,使用MATLAB编程实现了梁板单元结构振动声强的计算及矢量可视化;推导筛分机和破碎机激振力的计算公式,对筛分破碎厂房主要振源层进行振动传递路径分析,得出结构主要通过振源附近及其周边区域传递、耗散能量,并通过柱向上下楼层传递振动。(2)根据振动传递路径的分析结果并结合现场实际情况,制定筛分破碎厂房的动力测试方案;对测试数据进行频谱分析得出结构的动力特性参数,同时发现结构受迫频率与筛分机和破碎机的运行频率较为接近,明确筛分机和破碎机是引起结构异常振动的主要振源。(3)分析现场所测动力响应数据,结构振动主要表现为水平横向和楼盖竖向振动较大;依据国内外结构振动允许限值标准,分别从振动对结构、人体、设备这三方面的影响进行振动评价,结果表明多个测点的振动响应超标,已经对结构、工作人员产生严重影响。(4)使用ANSYS分别建立筛分破碎厂房的实体单元模型(“模型S”)和梁壳单元模型(“模型T”),进行模态分析,将所得模态参量与现场实测结果进行对比,验证了有限元模型的合理性;对“模型T”进行动力时程分析,数值分析结果与现场实测数据基本吻合,结构振动特点较为一致;进一步研究发现结构横向整体及楼盖竖向刚度不足是结构振动过大的主要原因。(5)结合筛分破碎厂房振动原因及振动控制的主要方法,提出增加结构刚度、采取二次隔振和增设双向MTMD系统三种振动控制方案,并进行参数化设计;针对三种方案进行有限元建模分析,综合比较各方案的振动控制效果,可以得出,采取二次隔振和MTMD系统均能大幅降低结构的动力响应参数;相比提高结构刚度的加固方法,二次隔振和TMD振动控制方案施工周期短,对正常生产影响较小,可为解决新建结构的抗振设计及既有建筑的振动控制提供参考。