中华人民共和国国家标准
建筑振动荷载标准
Standard for vibration load of buildings
GB/T 51228-2017
主编部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2018年5月1日
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第1693号
住房城乡建设部关于发布国家标准《建筑振动荷载标准》的公告
现批准《建筑振动荷载标准》为国家标准,编号为GB/T 51228-2017,自2018年5月1日起实施。
本标准在住房城乡建设部门户网站(www.mohurd.gov.cn)公开,并由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
2017年9月27日
前言
根据住房和城乡建设部《关于印发2014年工程建设标准规范制订修订计划的通知》(建标[2013]169号)的要求,标准编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,编制本标准。
本标准的主要技术内容是:1 总则、2 术语和符号、3 基本规定、4 旋转式机器、5 往复式机器、6 冲击式机器、7 冶金机械、8 矿山机械、9 轻纺机械、10 金属切削机床、11 振动台、12 人行振动、13 轨道交通、14 施工机械等。
本标准由住房和城乡建设部负责管理,由中国机械工业集团有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送中国机械丁业集团有限公司(地址:北京市海淀区丹棱街3号A座,邮政编码:100080)。
本标准主编单位:中国机械工业集团有限公司
本标准参编单位:中国汽车工业工程有限公司
中国中元国际工程有限公司
中国铁道科学研究院
北方工程设计研究院有限公司
宝钢工程技术集团有限公司
中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司
中国寰球工程公司
合肥通用机械研究院
中国重型机械研究院股份公司
隔而固(青岛)振动控制有限公司
中国第二重型机械集团公司
合肥工业大学
重庆大学
中国昆仑工程公司
中国机械工业建设集团有限公司
机械工业第六设计研究院有限公司
合肥水泥研究设计院
中国轻工业长沙工程有限公司
中国电子工程设计院
中国联合工程有限公司
中机国际工程设计研究院有限责任公司
中冶建筑研究总院有限公司
中冶京诚工程技术有限公司
中冶赛迪工程技术股份有限公司
哈尔滨电站设备成套设计研究所有限公司
哈尔滨电机厂有限责任公司
哈尔滨汽轮机厂有限责任公司
大连机床集团有限责任公司
青岛科而泰环境控制技术有限公司
中建材(合肥)粉体科技装备有限公司
中央军委后勤保障部工程兵科研三所
安阳锻压机械工业有限公司
本标准主要起草人员:徐建 万叶青 张同亿 杨宜谦 黎益仁 陈炯 周建军 余东航 尹学军 杨俭 于跃平 张德友 钱则刚 冯延雅 朱大勇 陈骝 张洪波 胥畅 王建刚 江山红 徐衍林 王永国 丁奇生 曹雪生 王伟强 高星亮 邵晓岩 胡明祎 黄伟 宫海军 徐学东 何正法 李图学 毕成 李永录 陆锋 曲高君 夏巍 王林春 李正良 晏致涛 余仲元 付承云 刘鹏辉 王巍 徐敏杰 李志和 顾卫东 余尚江 彭晓辉 王洪领 赵玉兰 严乐 王卫东 姜涌 高霖 刘福海 黄晓毅 李剑 罗秀珍
本标准主要审查人员:杜彦良 张建民 金新阳 王立军 任书考 李炳益 张楠 邹宏 张友亮 李波 钱春宇
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1 总 则
1.0.1 为了有效地控制建筑工程的振动,符合安全适用、经济合理的要求,制定本标准。
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1.0.2 本标准适用于工业与民用建筑及构筑物承受人为振动作用时振动荷载的确定,不包括风振、地震等自然现象引起的振动。
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1.0.3 建筑工程的振动荷载,除应符合本标准的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
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2 术语和符号
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2.1 术 语
2.1.1 振动荷载 vibrational load
作用于结构体系上,随时间变化的荷载,作用力具有动力特性。
2.1.2 静力荷载 static load
施加在作用物上的力或者力矩,其大小、方向、位置不变或者随着时间变化非常缓慢,亦即在结构分析时可以忽略时间因素和惯性作用的荷载。
2.1.3 等效静力荷载 equivalent static load
建筑结构动力计算时,根据荷载效应等效的原则将结构或设备的自重乘以动力系数后得到的荷载称为等效静力荷载。等效静力荷载可以按照静力计算方法进行设计。
2.1.4 荷载组合 load combination
按极限状态设计时,为保证结构的可靠性而对同时出现的各种荷载设计值的规定。
2.1.5 振动荷载效应 effect of vibration load
由振动荷载引起结构或构件的动力反应,例如振动位移、振动速度和振动加速度等。
2.1.6 动力系数 dynamic coefficient
承受振动荷载的结构或构件,当按静力设计时采用的系数,其值为结构或构件的最大动力效应与相应的静力效应的比值。
2.1.7 频率响应函数 frequency response function
描述振动体系振动特性,以频率作为自变量的函数。
2.1.8 振动荷载代表值 representative value of vibrational load
设计中用于验算结构振动响应的荷载量值。
2.2 符 号
2.2.1 作用和作用效应
Fv——振动荷载;
Fvx——x轴向振动荷载;
Fvy——y轴向振动荷载;
Fvz——z轴向振动荷载;
Mθ——回转力矩;
Mψ——扭转力矩。
2.2.2 计算指标
C——振动体系阻尼系数;
E——弹性模量;
e——偏心距;
f——频率;
K——振动体系刚度;
M——振动体系质量;
T——周期;
t——时间;
ζ——阻尼比;
——初始相位角;
w——振动圆频率,主轴旋转角速度。
2.2.3 几何参数
I——惯性矩;
li——轨道几何不平顺的波长;
αi——轨道几何高低不平顺的矢高。
2.2.4 计算系数
G——衡量转子平衡品质等级的参数;
γ——等效静力设计时采用的动力系数;
η——振动传递效率;
η1,η2——修正系数。
3 基本规定
3.1 一般规定
3.1.1 建筑工程振动荷载,应根据设计要求采用标准值、组合值作为代表值。
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3.1.2 振动荷载标准值宜由设备制造厂提供,当设备制造厂不能提供时,应按本标准的有关规定采用。
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3.1.3 振动荷载的计算模型和基本假定应与设备的实际运行工况相一致。
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3.1.4 在有充分依据时,振动荷载可简化为等效静力荷载,按静力方法进行设计。
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3.1.5 当采用等效静力方法计算时,振动荷载的动力系数,宜按下列公式计算:
式中:βv——振动荷载的动力系数;
μv——振动荷载效应比;
Sv——振动荷载效应;
Ss——静力荷载效应。
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3.1.6 振动荷载应明确荷载最大值或荷载时间历程曲线、作用位置及方向、作用有效时间和作用有效频率范围等。
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3.1.7 正常使用极限状态设计时,荷载代表值应符合下列规定:
1 计算结构振动加速度、速度和位移等振动响应与结构变形时,宜采用振动荷载效应标准值或标准组合值;
2 验算结构裂缝时,宜采用等效静力荷载效应的标准组合值。
3.1.8 承载能力极限状态设计时,验算结构承载力和疲劳强度的荷载代表值宜采用振动荷载效应与静力荷载效应的基本组合值。
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3.2 荷载组合
3.2.1 振动荷载作用效应组合,应符合下列规定:
1 承载能力极限状态设计时,静力荷载与等效静力荷载效应组合、静力荷载与振动荷载效应组合时,应采用基本组合;
2 正常使用极限状态设计时,静力荷载与等效静力荷载效应组合、静力荷载与振动荷载效应组合应采用标准组合,振动荷载与振动荷载效应组合应按本标准第3.2.2条的规定计算。
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3.2.2 多振源振动荷载作用效应组合,应符合下列规定:
1 当多个周期性振动荷载或稳态随机振动荷载组合时,振动荷载均方根效应组合值,宜按下式计算:
式中:Svσ——n个振动荷载均方根效应的组合值;
Svσi——第i个振动荷载效应的均方根值;
n——振动荷载的总数量。
2 当两个周期性振动荷载作用时,振动荷载效应组合的最大值,宜按下式计算:
式中:Svmax——两个振动荷载效应组合的最大值;
Sv1max——第1个振动荷载效应的最大值;
Sv2max——第2个振动荷载效应的最大值。
3 当冲击荷载起控制作用时,振动荷载效应组合,宜按下式计算:
式中:Svp——当冲击荷载控制时,在时域范围上效应的组合值;
Svmax——冲击荷载效应在时域上的最大值;
αk——冲击作用下的荷载组合系数,可取1.0。
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本标准用词说明
1 为便于在执行本标准条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的用词:
正面词采用“必须”;反面词采用“严禁”;
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的用词:
正面词采用“应”;反面词采用“不应”或“不得”;
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先这样做的用词:
正面词采用“宜”;反面词采用“不宜”;
4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的用词,采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
1 《建筑结构荷载规范》GB 50009
2 《动力机器基础设计规范》GB 50040
3 《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068
4 《机械振动 恒态(刚性)转子平衡品质要求 第1部分:规范与平衡允差的检验》GB/T 9239.1/ISO
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