第一章 绪论
机械设备在运行的时候会或多或少的产生振动，机械设备运行时相互之间的振动影响会导致振动的放大，放大的振动传播到生产楼结构上会引起生产楼结构的振动，机械振动引起的建筑结构的振动会带来各种各样的危害，机械振动对生产楼结构的影响轻者不仅影响到设备的正常生产，严重的振动响应还会导致建筑结构产生裂缝；更为严重的会直接导致生产楼结构的破坏，带来结构的安全隐患。设备越大在运行的时候往往会导致建筑结构产生的响应相应的也越大，大型的机械设备在运行的同时将会不可避免的引起建筑结构大的动应力，不仅如此，较大的振动还往往会导致屋架上弦端的节点、斜拉杆、特别是端节点处因应力集中而产生裂缝，较大的动应力还会导致结构构件连接处松动，更严重的还会导致结构的破坏，引起梁、墙、柱、围护结构等出现裂缝[2]。为了减小甚至避免这种设备振动对建筑结构产生的较大的动应力影响，应该采取一些非常必要的合理有效的振动控制方法。
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第 2 章 生产楼楼板的振动测试与分析
2.1 引言
机械设备运行时产生的振动会对生产楼产生持续的激励作用，而对生产楼的激励作用会引起生产楼结构或构件的强迫振动而诱发共振。随着机械设备朝着大型化以及高速化方向的不断发展，机械振动引起的结构问题变的更加突出，需要解决的此类问题也更为迫切，同时也对相关的振动测试以及振动信号分析技术的要求越来越高[40]。针对生产楼的振动问题，如果处理不好会引起楼面结构剧烈振动，剧烈的振动不仅会影响机械设备的正常工作，降低了生产工艺的生产精度，引起结构变形大甚至会造成地面的开裂，严重影响了结构的使用寿命，而且还会影响到工作人员的身心健康甚至生命安全。针对此类问题，我国的相关部门专门的就类似生产楼的多层工业厂房的振动问题提出了设计规范[41]。针对各种不同的振动及动态特性的问题，研究分析系统的动力学特性，确定振动产生的原因，考察设备适应振动和周围环境的关系，不仅有相关的理论分析，对建筑结构、系统以及振动的设备进行有效的振动测试和相对应的信号分析是必不可少的重要的方法。在现代动力学学科中振动测试以及信号分析技术已经成为非常重要的分支之一，是动力学在工程应用方面的较为普遍的一个。伴随着现代化以及大型化设备的不断发展，振动问题变得日益突出，因此对振动测试以及振动信号分析技术提出了更高的要求[43]。对于蓬勃发展的以生产楼为代表的多层工业建筑尤为重要。
2.2 工程概况
现场振动筛底部设有钢弹簧隔振系统，通过现场观察比对安装资料根据计算结果，确定设备隔振性能良好，隔振效果良好。该生产楼中的振动筛全部分布在八楼和九楼，其它楼层无振动筛分布，其中八楼设有三个振动筛，九楼设有两个振动筛。振动筛在运行的时候，八楼和九楼楼面有明显的竖向振感，其中振动筛附近楼面的振感最为强烈，部分楼面还出现了开裂的现象。而针对该情况，曾经对该生产楼的八楼的部分楼板进行过简单的加固处理，采取的形式是增大楼板厚度和增设横隔梁并增加尺寸的传统抗振方法，加固位置处的振动控制相比较未加固的有一定的效果，但是效果并不理想。图2-1给出了标高为48m即生产楼第八层的平面结构及振动筛的布置简图，图2-2给出了标高为57.5m即生产楼第九层的平面结构及振动筛的布置简图。
第3章 振动筛引起生产楼振动的有限元分析...........33
3.1 引言............33
3.2 生产楼的有限元模型......................34
3.3 振动筛引起生产楼的振动分析.....................36
第4章 生产楼调谐质量阻尼器的参数优化.....................47
4.1 引言...................47
4.2 TMD 质量参数与刚度参数的优化 ..................47
4.3 TMD 阻尼系数的优化 ..............................54
4.4 本章小结..........................58
第5章结论及展望...........................61
5.1 结论.........................61
5.2 展望及建议....................61
第 4 章 生产楼调谐质量阻尼器的参数优化
4.1 引言
通过第3章的分析研究表明，将调谐质量阻尼器（TMD）应用在该生产楼中，对因振动筛引起生产楼共振具有明显的控制效果。但是仅仅通过预定的TMD质量参数以及刚度参数来进行TMD的分布工况的量化并不一定能够达到最佳的振动控制效果。为了充分发挥TMD的振动控制效果，在已经确定最佳的TMD分布工况的情况下，对施加的TMD进行进一步的TMD振动控制参数的优化[58]。通过分析确定最佳的TMD参数可以对生产楼的振动控制达到最佳的效果。本章仍然运用ANSYS大型有限元分析软件中的谐响应分析对生产楼进行仿真分析。
4.2 TMD 质量参数与刚度参数的优化
通过生产楼的变形云图4-2和最大正负变形值对比表4-2可知：ANSYS分析不同的TMD质量参数对生产楼的竖向变形控制效率不同，根据得出的最大的变形数值对比可以看出，TMD质量参数选取1.5m时生产楼的最大变形值最小。所以，TMD的质量参数选取1.5m时对生产楼的变形控制效果最佳。根据应力图 4-3 和应力值的最大正负值表 4-3 得出：TMD 质量参数改变时，生产楼的竖向应力值变化明显。通过比较最大正负应力可以看出，质量为 1.5m时生产楼的最大正应力最小，而初拟质量 m 的最大负应力最小。然而，TMD 质量参数为1.5m 和m两种时对生产楼振动控制的应力相差并不大，通过总的最小应力值对比是发现，质量为m时效果稍好，质量为1.5m时效果次之，而且质量为1.5m时控制效率最佳。
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第 5 章结论及展望
5.1 结论
本文提出了机械设备引起的生产楼振动的新型振动控制方案，即调谐质量阻尼（TMD）振动控制系统。针对振动筛引起生产楼振动的具体实例，对生产楼建立有限元模型，利用ANSYS大型有限元分析中的谐响应分析进行分析。将TMD应用到生产楼中，研究TMD 对机械设备引起生产楼振动的振动控制效果，得到以下结论:
1、针对振动筛引起的生产楼振动情况，通过现场的实地的振动检测，得出生产楼楼面的振动性质为竖向单一的简谐振动，并通过信号处理得出楼板的振动频率16.0Hz。
2、根据振动筛的工作频率16.2Hz，与检测出的楼面振动频率16.0Hz，断定振动筛的运行引起了生产楼楼板的共振。
5.2 展望及建议
本文应用TMD对生产楼的振动控制做了仿真分析，但是受时间限制和作者水平，仍然存在一些问题有待进一步的探索和研究：
1、本文主要针对设备引起生产楼振动控制问题，由于生产楼部分结构的复杂性，在仿真分析建模过程中需要考虑的更详细。
2、在对生产楼进行分析研究的时候，忽略了风荷载和地震荷载的影响，有必要对风荷载和地震荷载影响较大生产楼进行相关研究。
3、本文主要针对振动筛引起的生产楼振动做了仿真分析，目前工业建筑中生产楼多样其中的设备也各异，继续开展对其他设备引起的生产楼振动控制研究工作，为TMD的应用推广提供依据。
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参考文献（略）