随着工业的发展，大型动力机械设备（如大容量或超高压压缩机、高速汽轮机等）不断在钢结构厂房中得到应用。动力机械产生的振动会随地基一起传递到建筑物上，对人造成严重伤害。给生产、生活带来不便。因此，在设计动力设备的基础时，一方面必须控制机器本身产生的振动；另一方面，必须尽量减少或消除振动对周围环境的影响。

1动力机械的分类

动力机械通常根据机器运行时产生动力的特性进行分类。很多机器在运行时产生的动力并不大，比如大多数金属切削机床、中小型电动机等，不需要考虑动力问题。但有些机器在运行时会产生大量的电力，必须特别考虑电力问题。设计不当不仅会影响机器本身的正常运转，还会使工人的操作条件恶化，影响其身心健康。同时，过多的振动会穿过地基土壤。波及附近房屋，影响人们正常工作和生活，导致精密机床、仪器仪表无法正常运转。这种机器称为动力机器。各类动力机械的功率和振动是不同的。按振动特性可分为周期性动作的机械和间歇动作或冲击动作的机械。

2 动力机械的基本类型

块式、框架式和墙式是动力机械基础的三种结构型式。

块式基础应用最广泛，适用于多种类型的机器，如曲柄连杆、锻锤、电动机、轧机和金属切削机床等。基础上设有坑、沟、孔，供机器安装、设备、管道布置或维修等，其位置和尺寸由机器制造厂提供。块状基础的刚度很大，振动主要是由基础的弹性变形引起的。

由底板、顶板、立柱组成的框架式基础。附属设备放置在立柱之间。将机器和工作平台安装在屋顶上。对于高速机械（n>3000r/min），无需考虑地基弹性的影响。框架基础动力计算基于多自由度系统，采用结构动力学方法。允许振动幅值控制，即使发生共振，只要振幅满足允许值要求，也能产生振动。

墙基础采用横向墙代替框架基础中的横向框架。壁厚一般为壁高的1/6-1/4，因此刚度较大。破碎机大多采用这种基础。在两堆墙之间的空间设置运输带和漏斗。动力计算时，在垂直于水平扰动力的方向上，若墙体净高不超过墙厚的4倍，可按块基础计算。否则，两个方向均以帧为基础进行计算。

3 钢结构楼板基础混凝土要求

1）基本尺寸的确定

确定基础底面尺寸时，应尽量避免偏心，即机器扰动力中心、基础组质心（简称“质心”）、基础底面的质心在一条垂直线上。这样，不仅可以避免不均匀沉降，而且可以减少振动形状并简化动力计算。设计中，调整基本尺寸，使“三中心”成一直线的工作称为“定心”。严格居中不容易做到，但一定要努力做好一件事。

2）确定基础混凝土重量

动力机械基础设计的基本目标是限制其振动幅度，以满足机械本身及附近设备、仪器正常运行的要求，且不干扰附近工人和居民的工作和生活。最早的设计方法是根据经验增加基本质量来控制其振动，而不进行振动分析计算。例如，习惯做法是要求大体积混凝土基础的重量至少是机器重量的2-5倍。这个方法，对于地面上的地基来说，乍一看似乎有些道理。但它实际上是一种老方法，因为它忽略了影响地基运动的各种其他因素，例如干扰力的类型和频率、地基土的性质等。如果简单地提高地基的质量，可以减少基础。固有频率对于低频机器来说并不安全，对于中频和高频机器来说可能过于保守。钢楼板上动力设备的基础尤为重要。我们遇到一个项目，碳酸钾厂房20米高的楼层风机基础。两个风扇基础采用联合基础。一个是先安装的，另一个是预安装的。保留基础知识。由于本次设备改造，原预留的设备基础影响了新设备的安装钢结构基础，因此原预留的设备基础被拆除一半，设备就位后恢复原状。为了省事，业主没有恢复预留的一半地基。结果，设备带动了一半的基础振动，导致周围梁的振动超过允许极限，振动速度达到3.8~4.2mm/s。严重影响正常生产。业主尝试了很多方法都未能解决问题。最终恢复到原来的状态，问题也解决了。这种传统方法由于简单，至今仍在一定程度上使用。

4、移动设备基础下钢梁动力计算

在钢结构楼板设计中，动力设备支撑钢梁的计算是一项重要工作。由于动力计算的复杂性，在具体的工程设计中需要进行多次简化才能实现钢梁的动力计算。目前国家标准《多层厂房楼板抗微振动设计规范》（GB 50190）仅适用于中小型机床、制冷压缩机、电机、风机作用下的楼板动力计算以及动载荷小于0.6KN的水泵。及振动设计，地板控制点的综合振动速度不得大于1.5mm/s。对于较大的电力设备，需要通过具体的工程设计经验来确定。

钢结构楼板中支撑电力设备的钢梁，必须在满足承载能力要求的基础上，合理控制钢梁的刚度，避免出现不符合使用要求的过大振动位移。在设计支撑楼面移动设备的钢梁时，需要掌握设备数据并进行合理计算，防止移动设备与楼面基础产生共振，从而控制动态位移，使结构布局合理。钢结构楼板上动力设备支撑的钢梁动力计算步骤如下：

1）获取移动设备信息

在进行运动设备的基本设计时，首先必须了解运动设备的相关信息，如设备静载荷的位置、大小和方向，设备正常运行时的速度，运动的方向和大小等。运行时的干扰力。以上信息可以在设备供货中找到。设备说明书由制造商提供。

设备的干扰力值一般可以在设备信息中查到。但国产设备缺乏干扰力值。因此，对于缺少过盈力值的动力设备（机床、电机、制冷压缩机等）钢结构基础，在基础设计时，必须按GB50190-93中的相应规定进行计算。

2）楼板钢梁固有频率计算

当楼面支撑钢梁的固有频率与设备的固有频率接近时，钢梁就会产生过大的位移和变形，影响正常使用。为此，对于带有移动设备的楼面钢梁，一般要求钢梁的固有频率f必须比设备的固有频率高或低20%。

对于质量分布不均匀，但集中质量与均匀质量相比可以忽略不计的情况，可按 GB50190-93 第 6.3.6 条的规定将集中质量折算为均匀质量，然后按式 3 计算。与均匀质量相比，质量不能被忽略，解可以全部基于集中质量。

3）钢梁位移控制

① 钢梁位移允许值的确定

钢梁的振动位移必须能使设备正常运行。对于精密设备，随着设备精度的提高，允许值也相应增加。一般应保证在0.01mm以下。对于振动较大的设备（如振动筛）应由操作人员根据具体工作环境进行设定。可根据不同的工作环境和极限速度、极限加速度，确定各种振动对人体的影响，确定允许振动位移。

②振动位移的测定

综上所述

由上可见，合理的机器基础设计可以充分减少其振动，保证机器平稳运行，且不干扰邻近设备、操作人员和居民的工作和生活。为此，加强动力机械基础的设计研究具有重要意义。