紹興某公司辦公大樓環境振動測試及分析

路建波 石樹中 孫海青 戴 梁 盛特奇

(浙江省工程地震研究所,浙江 杭州 310013)

0 引言

近年來，隨著我國高科技的迅速發展和產業化進程的加快，大量高科技廠房(如微電子、激光、納米材料、光學儀器等)開始興建[1,2]。精密儀器設備對于環境振動非常敏感，要求嚴格的工作環境，因此在生產車間建設前需要對周圍進行環境振動測試分析。目前精密儀器廠房大都建在城市的高新技術開發區或者相對安靜的地區，相鄰的地面交通、城軌、地鐵以及附近的生產機器等引起的環境振動不可避免，因此要求廠房結構具有較好的防微振動的性能[3]，并且精密儀器要有可靠的隔振措施，保證精密儀器的正常運行。

紹興某公司辦公大樓擬建精密儀器生產車間，辦公大樓緊鄰紡織廠。為評估廠內紡織機運行的振動對辦公大樓產生的影響，采用高靈敏度加速度傳感器，測試了辦公大樓的環境振動，并對測試數據進行了處理分析，獲得了一些初步的結論，對此類的環境振動測試和分析具有一定的借鑒意義。

1 工程概況

該公司辦公大樓位于紹興市袍江工業園，辦公大樓為四層框架結構[4]。該辦公大樓內擬建精密儀器生產車間，由于辦公大樓緊鄰紡織廠，紡織廠為二層廠房，廠房二層紡織機運行產生的振動對辦公樓產生了一定的影響，為評定紡織廠紡織機的振動影響，根據《建筑工程容許振動標準》[5]要求測定紡織機運行對辦公樓樓板產生的振動速度值。

2 現場測試

2.1 測試設備

本次工作采用以下設備進行測試：

瑞士GeoSIG公司的GSMplus數據采集器(3通道)、AC-73三分量力平衡加速度計(滿量程±0.5g)，處理軟件采用設備自帶GeoDAS軟件。設備的主要技術指標見GeoSIG官方網站[6,7]。測試系統符合國家現行有關標準的規定，儀器設備按照計量認證管理體系要求進行校準。

2.2 測試方案

由于紡織廠的紡織機在二樓，并且精密儀器設備可能布置在一樓和二樓，故在辦公樓一樓和二樓相同位置各布置一個測點，測點位置見圖1。安裝加速度計時，在樓板鉆孔，用膨脹螺絲將加速度計固定，同時采用加速度計自帶調平螺絲將其水平方向和豎直方向調平，并確保儀器與地面緊密接觸。加速度計X向為南北向，Y向為東西向。

為消除測試結果偶然性以及環境干擾，現場監測分兩次在夜間無人為干擾時進行測試，時間分別為2016年2月26日～27日和2016年3月4日～5日，兩次測試的兩個測點位置均相同。

3 測試數據分析

數據采集的為時間域內的加速度信號，選取加速度時間域內的平穩段(持時8 min以上)，采用GeoDAS軟件進行1 Hz高通濾波積分得到時間域內的速度信號，取其峰值速度。每次測試均選取三個平穩段進行分析，得到X,Y兩個水平向和垂直向的峰值速度。具體數據分析結果見表1。各段時域速度時程見圖2～圖7。

測試結果表明，兩個測點兩次測試環境振動值比較一致，辦公樓環境振動變化相對穩定。二樓測點X水平向峰值速度PGV在35 μm/s～43 μm/s，平均值為40 μm/s；Y水平向峰值速度PGV在33 μm/s～46 μm/s，平均值為40 μm/s；垂直向峰值速度PGV在89 μm/s～104 μm/s，平均值為93 μm/s。

一樓測點X水平向峰值速度PGV在13 μm/s～21 μm/s，平均值為16 μm/s；Y水平向峰值速度PGV在11 μm/s～21 μm/s，平均值為16 μm/s；垂直向峰值速度PGV在28 μm/s～47 μm/s，平均值為40 μm/s。

兩個測點的兩個水平方向峰值速度相差不大，垂直向的峰值速度明顯大于兩個水平方向。

表1 峰值速度處理結果

由一樓和二樓測試結果對比可以看出，一樓環境振動值明顯減小，二樓到一樓振動衰減較快。

4 結語

1)測試結果表明，兩個測點兩次測試環境振動值比較一致，辦公樓環境振動變化相對穩定。兩個測點的兩個水平方向峰值速度相差不大，垂直向的峰值速度明顯大于兩個水平方向。一樓環境振動值明顯減小，二樓到一樓振動衰減較快。2)本文只考慮了紡織機的振動影響，在處理過程中去掉了干擾較大的交通等不明干擾信號的影響。根據測試結果，紡織機的轉動對辦公樓的影響較大，尤其表現在垂直方向上。3)本次振動測試是在辦公樓樓板上、任何生產設備還未安裝的條件下進行的。在安裝設備時應根據設備的要求對設備基礎平臺進行嚴格的設計，采取相應的隔振措施確保精密儀器符合相應的振動控制標準。