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摘要：目前我国选煤厂的厂房结构大多数都采用钢筋混凝土框架结构。选煤厂厂房中都放置着振动筛、电动机、脱水机以及破碎机等相关动力设备。当这些动力设备正常工作时，由于设备的往复运动，选煤厂厂房结构振动无可避免。本文对选煤厂多层厂房振动原因和厂房结构形式与布置进行了分析，并提出一些选煤厂厂房结构振动的防治措施。
关键词：选煤厂厂房 结构振动 措施
选煤厂厂房和其他厂房的机械设备布置不同，选煤厂的设备大多都是布置在楼面上的，这些设备都是震动较大的振动筛、电动机、脱水机以及破碎机等相关动力设备。这些设备在正常工作时的振动不可避免，设备振动时产生的振动波会通过设备的支座传递给厂房，从而引起选煤厂厂房的振动。当厂房的震动强度不大时，可能影响到选煤厂员工的工作情绪或设备的正常工作，降低工作效率；当选煤厂设备的振动频率和选煤厂厂房的固有自振频率接近或相同时，会产生共振现象，从而引发安全生产事故。如何有效降低选煤厂多层厂房土建结构振动成为了选煤厂亟待解决的一个重要课题。
1 选煤厂厂房振动原因
1.1 生产设备工作时的振动 选煤厂采用的设备在正常工作时都会产生振动，而且这些设备的工作方式不同，且在每个楼层里都无规律的放置着，这些振动设备的工作特性差别也非常大。比如：振动筛是上下往复振动，压滤机是水平往复振动。这些设备都是单一性振动设备，在进行结构振动计算时容易分析和模拟。有些设备的振动分析和计算比较复杂，比如：卧式振动离心机既有前后往复运动又有横轴旋转运动，而斜轮分选机的振动则是绕斜轴转动。对于跳汰机设备的振动，其扰力可能是跳汰机设备本身产生，也可能是有跳汰机内部的物料运动所产生的，具有很强的随机性。
1.2 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。控制选煤厂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。
2 厂房结构形式和布置
2.1 结构形式 选煤厂厂房应当选用钢结构或者钢筋混凝土框架结构。厂房的框架结构整体应当具有刚度大、传力明确以及对水平和垂直振动荷载都有较高的承受能力的特点。现目前，框架的设计和施工方法都比较成熟，能够有效地保证厂房结构安全。选煤厂厂房内一般都有吊车运行，故厂房的屋盖形式一般采用轻钢结构，轻钢结构的设计和施工方面不仅比较成熟，而且其普及程度也比较高。采用轻钢结构和框架结构相结合的形式，比其他结构要合理一些，能够更好地保证厂房的稳定性及安全性。
2.2 结构布置 选煤厂厂房内的设备不仅比较多，而且荷载都比较大，尤其是在大型设备运行时产生的振动荷载比较明显，因此在厂房的结构布置上，应当均匀合理分布各种荷载。在厂房的结构布置方面应当遵循以下原则：①为了保证振动设备的基础和振动设备的承重构件之间的可靠连接应当设置专门的受力构件，确保荷载能够准确地传递到柱、框架梁等厂房主要受力结构上。②在安装厂房生产设备时，对后砌外墙处的框架梁应当对该处安装设备最大重量进行验算，此验算不包括墙体的自重。在进行楼板梁布置时应当充分考虑吊梁的安装，避免由于吊梁的位置不合适而导致吊梁无法安装以及无法更换检修设备的现象。
3 选煤厂厂房共振的防治措施
3.1 加强结构的自身动力特性 ①在设备结构动力特性方面。应当减小楼层结构的振动，达到减小共同振幅的目的，在减少结构振动中最有效的方法便是保证直接承受动力设备构件的刚度。合理确定间接承受动力荷载各杆件与直接承受动力荷载杆件之间的刚度比值，这对降低厂房楼层振动有着重要作用。此外，对于非振动设备的楼层结构布置的重视也应当加强，可以采取加大非振动设备安装楼层的楼板刚度，尽量减小楼板的振动响应，如增加梁的宽度或者截面高度，减少楼板的跨度等措施。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。
3.2 合理布置扰力源 选煤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选煤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。
4 结束语
为了有效地降低选煤厂多层厂房的结构振动，可以采取加强结构的自身动力特性和合理布置扰力源两种方式，尽量降低生产设备振动对设备正常运行、厂房的振动以及员工的工作情绪的影响，保证工作设备正常运行和员工的工作效率，为选煤厂带来更大的经济效益。
参考文献：
[1]刘健康，武保全，王鲲鹏，张卫华，王渭南.浅谈厂房结构的振动梁设计[J].露天采矿技术，2013，03：85-86+90.
[2]史宇.选煤厂工业厂房共振分析及解决方法[J].选煤技术，2012，04：108-109.
[3]杨晓静.防屈曲支撑在选煤主厂房中的减震控制[D].河北工程大学，2012.
[4]张虎.选煤厂结构振动控制研究[D].太原理工大学，2012.
[5]戴华，建瑞革.浅谈选煤厂技术改造工程的设计思路[A].中国煤炭学会.第四届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C].中国煤炭学会，2009：3.
关键词：选煤厂厂房 结构振动 措施
选煤厂厂房和其他厂房的机械设备布置不同，选煤厂的设备大多都是布置在楼面上的，这些设备都是震动较大的振动筛、电动机、脱水机以及破碎机等相关动力设备。这些设备在正常工作时的振动不可避免，设备振动时产生的振动波会通过设备的支座传递给厂房，从而引起选煤厂厂房的振动。当厂房的震动强度不大时，可能影响到选煤厂员工的工作情绪或设备的正常工作，降低工作效率；当选煤厂设备的振动频率和选煤厂厂房的固有自振频率接近或相同时，会产生共振现象，从而引发安全生产事故。如何有效降低选煤厂多层厂房土建结构振动成为了选煤厂亟待解决的一个重要课题。
1 选煤厂厂房振动原因
1.1 生产设备工作时的振动 选煤厂采用的设备在正常工作时都会产生振动，而且这些设备的工作方式不同，且在每个楼层里都无规律的放置着，这些振动设备的工作特性差别也非常大。比如：振动筛是上下往复振动，压滤机是水平往复振动。这些设备都是单一性振动设备，在进行结构振动计算时容易分析和模拟。有些设备的振动分析和计算比较复杂，比如：卧式振动离心机既有前后往复运动又有横轴旋转运动，而斜轮分选机的振动则是绕斜轴转动。对于跳汰机设备的振动，其扰力可能是跳汰机设备本身产生，也可能是有跳汰机内部的物料运动所产生的，具有很强的随机性。
1.2 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。控制选煤厂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。
2 厂房结构形式和布置
2.1 结构形式 选煤厂厂房应当选用钢结构或者钢筋混凝土框架结构。厂房的框架结构整体应当具有刚度大、传力明确以及对水平和垂直振动荷载都有较高的承受能力的特点。现目前，框架的设计和施工方法都比较成熟，能够有效地保证厂房结构安全。选煤厂厂房内一般都有吊车运行，故厂房的屋盖形式一般采用轻钢结构，轻钢结构的设计和施工方面不仅比较成熟，而且其普及程度也比较高。采用轻钢结构和框架结构相结合的形式，比其他结构要合理一些，能够更好地保证厂房的稳定性及安全性。
2.2 结构布置 选煤厂厂房内的设备不仅比较多，而且荷载都比较大，尤其是在大型设备运行时产生的振动荷载比较明显，因此在厂房的结构布置上，应当均匀合理分布各种荷载。在厂房的结构布置方面应当遵循以下原则：①为了保证振动设备的基础和振动设备的承重构件之间的可靠连接应当设置专门的受力构件，确保荷载能够准确地传递到柱、框架梁等厂房主要受力结构上。②在安装厂房生产设备时，对后砌外墙处的框架梁应当对该处安装设备最大重量进行验算，此验算不包括墙体的自重。在进行楼板梁布置时应当充分考虑吊梁的安装，避免由于吊梁的位置不合适而导致吊梁无法安装以及无法更换检修设备的现象。
3 选煤厂厂房共振的防治措施
3.1 加强结构的自身动力特性 ①在设备结构动力特性方面。应当减小楼层结构的振动，达到减小共同振幅的目的，在减少结构振动中最有效的方法便是保证直接承受动力设备构件的刚度。合理确定间接承受动力荷载各杆件与直接承受动力荷载杆件之间的刚度比值，这对降低厂房楼层振动有着重要作用。此外，对于非振动设备的楼层结构布置的重视也应当加强，可以采取加大非振动设备安装楼层的楼板刚度，尽量减小楼板的振动响应，如增加梁的宽度或者截面高度，减少楼板的跨度等措施。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。
3.2 合理布置扰力源 选煤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选煤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。
4 结束语
为了有效地降低选煤厂多层厂房的结构振动，可以采取加强结构的自身动力特性和合理布置扰力源两种方式，尽量降低生产设备振动对设备正常运行、厂房的振动以及员工的工作情绪的影响，保证工作设备正常运行和员工的工作效率，为选煤厂带来更大的经济效益。
参考文献：
[1]刘健康，武保全，王鲲鹏，张卫华，王渭南.浅谈厂房结构的振动梁设计[J].露天采矿技术，2013，03：85-86+90.
[2]史宇.选煤厂工业厂房共振分析及解决方法[J].选煤技术，2012，04：108-109.
[3]杨晓静.防屈曲支撑在选煤主厂房中的减震控制[D].河北工程大学，2012.
[4]张虎.选煤厂结构振动控制研究[D].太原理工大学，2012.
[5]戴华，建瑞革.浅谈选煤厂技术改造工程的设计思路[A].中国煤炭学会.第四届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C].中国煤炭学会，2009：3.