环境激励下电子厂房微振响应分析及控制措施研究

来源 :张超瑜 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mtv138
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随着国内电子产业的高速发展,大型电子厂房类项目对微振控制的要求越来越高,在项目规划和选址阶段,以道路交通为主的环境振动对厂房结构选型、方案布置、甚至工艺的选择都有着重要的影响,极端情况下,甚至有因环境振动影响过大,导致项目建成后影响生产的情况。因此,以环境振动影响为前提,研究电子厂房的微振控制具有重要的工程应用价值。本文依托山东济南某电子厂房为工程背景,利用SAP2000建立电子厂房结构的整体模型,对电子厂房结构在环境振动激励下的振动响应进行研究,论文主要工作如下:(1)电子厂房因工艺要求,不设缝结构单元的平面尺度可达数百米,探讨此类电子厂房在环境激励下的行波效应影响,是确定微振分析输入方式的前提。本文通过对比3种视波速下多点输入的时程响应与一致输入下响应的差异,分析了典型电子厂房在环境激励下考虑行波效应分析的必要性。(2)基于背景工程项目,通过对电子厂房进行环境激励下的时程分析和1/3倍频程分析,对电子厂房洁净区位于结构一层楼板时,振动最不利点的响应特性进行了分析,并通过VC(Vibration Criteria)标准进行了评价。(3)通过对比改变结构整层构件参数和改变洁净区局部构件参数对楼板竖向速度响应的影响,确定了结构参数调整的建模方案;讨论了楼板厚度、柱截面、梁截面、混凝土强度等级、剪力墙数量以及剪力墙长度等结构参数对楼板基频和微振控制的影响规律,为大型电子厂房结构方案的选型和优化提供了建议。基于上述工作,本文主要结论如下:(1)对典型电子厂房而言,行波效应对楼板竖向速度响应的影响受视波速和楼层位置这两个因素控制,总体规律为:随视波速增大,行波效应影响加强;随楼层增高,行波效应影响更显著。当视波速为500m/s,考虑行波效应的楼板速度响应均小于一致输入;当视波速增大为1500m/s时,低位楼层(结构一层)的楼板速度响应与一致输入时大致相当,高位楼层(结构二层及以上)部分楼板节点响应大于一致输入。综上,当典型电子厂房洁净室位于结构一层时,按一致输入进行微振分析偏安全。(2)车行环境激励下楼板速度响应随楼层增高而增大,有微振控制需求的区域在可行条件下应设于低位楼层;基于1/3倍频程分析,背景项目结构一层洁净区楼板在X方向和Y方向的速度响应均满足VC-C限值,部分节点Z方向速度响应超过VC-C要求,需要进行防微振优化设计。(3)防微振设计可通过改变局部区域构件参数的方式实施,以达到简化模型和提高分析效率的目的。在本文探讨的6类结构参数中,对楼板竖向速度响应控制效率最高的参数是梁截面高度,优先推荐通过增大梁高的方式控制楼板竖向速度响应;增大板厚、增加剪力墙数量和增加剪力墙长度对减小楼板竖向速度响应虽有一定效果,但单位混凝土用量的速度响应改变率偏小,即上述三种方法控制效率不高;增大混凝土强度和增大柱截面的方法依赖于输入激励的频率,既可能出现速度响应增大,也可能出现减小的情况,从保证控制可靠性的角度,不建议采用上述两类方案。
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