王建军

（厦门船舶重工股份有限公司，福建　厦门　361026）

浅谈动力机械在钢结构建筑物中的应用

王建军

（厦门船舶重工股份有限公司，福建厦门361026）

【摘要】随着经济的发展，动力机械设备运用到钢结构的建筑，改善了建筑结构，提高建筑结构的性能。文章通过分析了钢结构建筑的特点和钢结构建筑中的动力机械，深入的探析了钢结构建筑中动力机械设备的设计和动力机械在钢结构建筑物中的应用。

【关键词】动力机械；钢结构建筑物；振动位移

随着经济的发展，钢结构在各种建筑中普遍应用。而动力机械在钢结构建筑中应用越来越广泛，动力机械的振动会随着基础对钢结构建筑造成影响，这样会给生产带来不利的影响。因此需要充分的考虑对动力机械设备的控制，确保动力机械设备的振动控制在一定的范围内。

1　钢结构建筑的特点

钢结构建筑兴起于二战后的美国，这与美国的钢铁产量高有密切的关系。钢结构建筑的兴起改变了传统的手工结构造房的模式，有利于钢铁行业的发展，有力的拉动了经济的发展。钢结构建筑中预工程化程度高，这样的钢结构可以促使材料加工和安装一体化，并且可以降低施工成本，这样就会加快施工工期，利于早日完工，可以加快资金的周转。钢结构建筑具有的组织均匀、强度高、弹性高的特点，钢结构的密度小于砖石、混凝土结构，在受到同等压力的情况下，钢结构可以用到跨度较大的结构中，这样有利于高大穹顶的建造。钢结构建筑具有技术美，钢结构的力学性能强于砖石和混凝土结构。钢结构充分体现出结构的逻辑、构造的完美，而且钢结构可以确保受力从平面发展到了立体空间，能够体现结构造型的魅力。

2　钢结构建筑中的动力机械

动力机械可以依照运转的动力特性机械划分，例如金属切削类的机械动力的输出不大，因此并不需要考虑，而对于运转动力特别大的设备，需要考虑动力的特性。如果忽视机械运转的动力特性，在动力机械的使用中都会对钢结构的建筑造成不利的影响。动力机械设备在使用中会产生振动作用，这样会对钢结构建筑、土地以及周围的建筑产生严重的影响，进而使人们的生产和生活受到影响。另外振动波及的范围比较广，可能会对施工中的一些精密的仪器和仪表造成破坏，影响仪器仪表的测量精度。动力机械设备依据振动频率的不同可以划分为冲击性作用设备和周期性作用设备。动力机械依据结构的不同可以划分为框架式、块式、墙式。在钢结构建筑中应用最多的是块式结构，这种结构具有安装简单，设备相关管道的规划和维修简单，并且设备的供应商可以提供尺寸。这种基础的弹性形变会造成振动。墙式基础和框架结构中的横向框架差不多，并且具有很好的刚度，这类结构通常在破碎机中使用。对于墙式结构需要精确的计算，也可以按照块式基础进行计算。框架式基础通常是由地板、立柱、顶板组合而成，对于高转速的设备在安装时，不需要考虑弹性问题。框架基础的计算依据是自由度体系，原理是结构动力学。

3　钢结构建筑中动力机械设备的设计

动力机械的设计比非动力机械设备复杂，一些设备的安装不合理、隔震失效就会造成振动，这样会对钢结构建筑产生不利的影响。因此需要合理的设计动力机械设备，需要依照设计图纸对设备的振动情况进行分析。动力机械基础设计的步骤为：依照设计样本和规范确定基础构造的尺寸；需要依照设备样本确定设备荷载的分布、扰力的大小和扰力的频率。计算基组的自振频率，避免在共振区域工作，但是在扰力和振幅很小的情况下可以在共振区域工作。计算基础振幅，确保其在合理的范围内工作。当出现扰力频率高于基组频率，需要验算共振区域的振幅是否满足样本设备的要求。对于框架式、墙式基础需要计算基础在动力作用下的承载能力。另外需要注意的是，如果动力机械不满足设备的要求，需要及时修改设计，重新计算。

4　动力机械在钢结构建筑物中的应用

4.1动力设备基础下钢梁的动力计算的重要性

在钢结构建筑中，动力设备支撑钢梁的计算在钢结构建筑占有重要的地位，动力计算过程繁琐，因此在具体的过程设计中需要简化钢梁的动力设计。《多层厂房楼盖抗微振设计规范》只适用于像电机、风机、小型机床等设备作呕一个下动力计算和振动设计，对于较大的动力设备需要通过具体的工程经验进行确定。在钢结构中动力机械的支撑梁，需要满足承载力的要求，并且要合理的控制钢梁的刚度，防止出现振动位移。在进行动力机械的设计的时候需要掌握相关的资料，并且进行合理的计算，从而控制制动位移，确保结构布局合理。

4.2动力设备基础下钢梁的动力计算步骤

动力设备基础下钢梁的动力计算的具体步骤如下：一是获得相关的信息。在进行动力机械基础的计算的时候，需要了解动力机械的基本情况，了解设备静力荷载的位置、荷载的大小、扰力的方向和大小、以及设备运作的转速，这些信息可以参照设备供应商的说明书。二是钢结构建筑钢梁固有频率的计算。研究表明，如果钢结构建筑支撑梁的固有频率和动力机械的自振频率接近，钢梁就会发生较大的振动位移，影响到正常的使用。因此需要钢梁的固有频率高出或者低于自振频率。对于质量不均匀的问题，需要借助GB50190-93的规定，把集中质量化为均布质量，然后可以利用集中质量进行求解。三是钢梁位移的控制。对于钢结构建筑支持梁的振动需要控制一定的范围内，这样才能够确保设备的正常的运作。对于精密的仪器位移的允许范围也相应的提高。对于振动位移比较大的设备，需要依照具体的施工环境，设定振动位移的范围。

5　结语

在钢结构建筑中，动力机械的合理设计，可以提高机械设备的运作效率。控制好动力机械设备的振动范围，可以减少对建筑物周围居民的影响，降低对邻近设备的干扰，对于提高钢结构建筑的建设具有重要的意义。

【参考文献】

[1]叶菲.动力设备基础设计的几点体会[J].房材与应用，2005,33（06）：32-34.

[2]付道颖.浅谈钢结构建筑物中动力机械的应用[J].中国新技术新产品.2013,11(08)：48.

[3]丁泽良，杨鹏，汤迎红，黄守辉.钢构件表面涂层结合强度的研究[J].金属材料与冶金工程，2010,11(1)：223-224.

[4]孙生玉.钢结构焊接中的常见问题探讨[J].中国新技术新产品，2009,14(2)：178-180.

【作者简介】

王建军（1970-），男，汉，烟台人，工程师，8500PCTC项目经理。