Вибрация и удар. Вибрация зданий. Измерение вибрации и оценка ее воздействия на конструкцию
На нашем сайте можно бесплатно скачать ГОСТ Р 52892-2007 в удобном формате. Узнать актуальный статус ГОСТА «Вибрация и удар. Вибрация зданий. Измерение вибрации и оценка ее воздействия на конструкцию» на 2016 год.
Скрыть дополнительную информацию
Страница 1
Страница 2
Страница 3
Страница 4
Страница 5
Страница 6
Страница 7
Страница 8
Страница 9
Страница 10
Страница 11
Страница 12
Страница 13
Страница 14
Страница 15
Страница 16
Страница 17
Страница 18
Страница 19
Страница 20
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ
НАЦИОНАЛЬНЫМ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСТР
52892
2007
Вибрация и удар
ВИБРАЦИЯ ЗДАНИЙ
Измерение вибрации и оценка ее воздействия на конструкцию
Издание официальное
ю
С
о
о
7
о
со
ш
|
Москва Стандартинформ 2008 |
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем»
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК183 «Вибрация и удар»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2007 г. № 586-ст
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок— в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». Вслучаепересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
© Стандартинформ, 2008
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
Содержание
1 Область применения…………………………………………..1
2 Нормативные ссылки…………………………………………..1
3 Термины и определения…………………………………………2
4 Повреждения конструкции здания……………………………………2
5 Принципы оценивания воздействия вибрации на конструкцию……………………2
6 Измеряемые величины………………………………………….4
7 Средства измерений и анализа…………………………………….5
8 Измерения ……………………………………………….. 6
9 Оценка результатов измерений…………………………………….8
10 Протокол измерений…………………………………………..9
Приложение А (рекомендуемое) Оценка механических напряжений в конструкции по пиковым
значениям скорости…………………………………..10
Приложение Б (справочное) Оценка вибрации зданий…………………………11
Введение
В процессе эксплуатации здания подвергаются воздействию вибрации как естественной (связанной с такими явлениями, как ветер или землетрясение), так и техногенной (вызванной деятельностью человека, например строительными работами, движением транспорта) природы. Вибрация может стать причиной повреждения конструкции здания, снизив ее эксплуатационную надежность: уменьшить устойчивость, ухудшить несущую способность перекрытий. Признаками снижения эксплуатационной надежностиявляется появление трещин, оторванных от несущего каркаса элементов ит.п. Поэтому вибрацию сооружений следует постоянно или периодически контролировать, чтобы определить, насколько действующие вибрационные нагрузки опасны как для конструкции в целом, так и для ее частей.
Вибрации естественной и техногенной природы различаются по своему характеру. Как правило, вибрация от естественных источников сосредоточена в области более низких частот, характеризуется высокой мощностью в источнике и распространяется на более далекие расстояния. Такая вибрация может вызвать значительные повреждения зданий, поэтому в местах постоянного или ожидаемого действия источников вибрации естественного происхождения (например, в сейсмоопасных районах) к конструкции зданий предъявляют специальные требования. Настоящий стандарт распространяется на вибрацию техногенной природы зданий, при проектировании и строительстве которых не были установлены специальные требования устойчивости кдинамическим нагрузкам.
Исследование воздействия вибрации на конструкцию здания проводят в том случае, если есть основания предполагать, что это воздействие может привести кповреждению конструкции. Такое исследование представляет собой многоэтапный процесс, начинающийся на стадии проектирования новых зданий в условиях действия существующих источников вибрации или новых систем, которые являются источниками вибрации и могутоказывать существенное воздействие на возведенные здания. На разных этапах проектирования разрабатывают и уточняют расчетные модели, в которых учитывают динамические свойства источника вибрации, пути ее распространения и особенности конструкции здания. Выходом модели является отклик в разных точках конструкции. Измерения вибрации, рассматриваемые в настоящем стандарте, могут использоваться для оценки корректности построенной модели.
В настоящее время не имеется достаточных данных для установления соответствия между степенью жесткости вибрации и вызываемыми ею повреждениями. Ориентировочные предельные значения вибрации установлены в ряде национальных стандартов и других нормативных документах зарубежных стран. В приложении Б настоящего стандарта приведены критерии оценки вибрации, наиболее часто используемые в международной практике. Данные оценки не охватывают все многообразие сооружений и видов воздействий вибрации и поэтому могут быть применены только после предварительного анализа каждой конкретной ситуации.
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Вибрация и удар ВИБРАЦИЯ ЗДАНИЙ Измерение вибрации и оценка ее воздействия на конструкцию
Vibration and shock. Vibration of buildings. Measurement of vibration and evaluation of its effects on structure
Дата введения — 2008—10—01
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает методы измерения вибрации и оценки ее воздействия на конструкцию зданий, рассчитанных на статические нагрузки без предъявления специальных требований в отношении устойчивостиквоздействиюдинамическихсил. Оценка воздействия базируется на риске появления повреждений конструкции, способных снизить ее эксплуатационную надежность.
Настоящий стандарт распространяется на здания, подвергающиеся воздействию передаваемой через грунт (в виде сейсмических волн) вибрации техногенной природы (например, в ходе проведения строительных работ, разработки полезных ископаемых, при движении транспорта). Воздействия вибрации естественной природы (в результате землетрясений или сильных ветров), а также создаваемой звуковыми волнами, машинами, работающими внутри здания, и деятельностью людей внутри здания в настоящем стандарте не рассматриваются.
Настоящий стандарт распространяется на измерения вибрации, которые проводят для проверки соответствия установленным требованиям по допустимым уровням вибрации конструкции здания или для подтверждения корректности использованной при проектировании здания модели передачи вибрации от источника.
Рекомендации настоящего стандарта допускается использовать также для других наземных сооружений, исключая сооружения, имеющие специальную конструкцию, такие какядерные реакторы, сооружения для топливно-энергетических, металлургических, химических и нефтехимических производств, а также для хранения жидких или гранулированных материалов, например водонапорные башни и цистерны, нефтехранилища, бункеры для хранения зерна и других продуктов.
В стандарте приведены критерии оценки вибрации, построенные по результатам наблюдений и экспериментальных исследований, проведенных в ряде зарубежных стран (Великобритании, Германии, Норвегии, США). Предполагается, что при соблюдении рекомендаций по предельным значениям вибрации риск повреждений конструкции здания будет незначительным. Выбор того или иного критерия должен быть согласован между заинтересованными сторонами.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 24346-80 Вибрация. Термины и определения
ГОСТ ИСО 5348-2002 Вибрация и удар. Механическое крепление акселерометров
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
Издание официальное
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 24346, а также следующие термины с соответствующими определениями.
3.1 источник вибрации: Любое твердое, жидкое или газообразное тело, вызывающее распространение вибрации в окружающей среде.
3.2 рабочий цикл: Повторяющаяся процедура, целью которой является производство продукции или выполнение рабочей операции.
3.3 период измерений: Интервал времени, в течение которого осуществляют непрерывный сбор данных о вибрации здания.
3.4 период наблюдения: Интервал времени, в течение которого осуществляют одно или несколько измерений для получения репрезентативной информации об источнике вибрации.
3.5 период контроля: Интервал времени, установленный в соответствии с требованиями законодательства, в нормативных документах, контрактах и др., для проведения оценки вибрации зданий, вызванной действием конкретного источника.
4 Повреждения конструкции здания
4.1 Степени повреждений
В настоящем стандарте используется классификация повреждений, принятая в сейсмологии. Повреждения зданий разделяют на:
— легкие (косметические): тонкие трещины в штукатурке и откалывание небольших кусков штукатурки, появление тонких трещин в растворе, связывающем кирпичную кладку или бетонные блоки;
— умеренные: небольшие трещины в стенах, проходящие через кирпичную кладку или бетонные панели, откалывание довольно больших кусков штукатурки;
— тяжелые: большие глубокие и сквозные трещины в стенах, трещины в каркасе здания.
4.2 Связь повреждений конструкции здания с вибрацией
Сразу после завершения строительства здания элементы его конструкции испытывают дополнительные механические напряжения, связанные с воздействиями разного вида. Изменения температуры, влажность, осадка грунта, деятельность людей и работа оборудования внутри здания, ползучесть материала, химические вещества и др. являются факторами дополнительной нагрузки на конструкцию, текущее состояние которой зависит от всей предыстории действовавших в этой конструкции механических напряжений. Время начала образования трещин в несущих элементах конструкции здания и скорость их развития зависят от способности материала сооружения сопротивляться воздействию физических и химических нагрузок.
Таким образом, даже в отсутствие существенных внешних нагрузок, к числу которых относится передаваемая через грунт вибрация, для каждого здания характерна своя скорость развития повреждений конструкции, обусловленная процессами естественного старения. Поэтому, хотя вибрация способна значительно ускорить естественный рост трещин, связать повреждения конструкции с воздействием вибрации можно только в том случае, если обследование этой конструкции было проведено непосредственно до и сразу после воздействия. При этом следует принимать во внимание только существенные изменения длины и раскрытия трещин, поскольку незначительные изменения могут быть обусловлены воздействием факторов естественной природы (например, сменой дня и ночи).
5 Принципы оценивания воздействия вибрации на конструкцию
5.1 Механизмы воздействия вибрации
5.1.1 Прямое воздействие на конструкцию
Вибрация оказывает на конструкцию здания механические воздействия, вызывая тем самым изменение ее состояния. Напряжение в каждой точке конструкции напрямую связано с деформациями, возникающими в этой точке, поэтому может быть выражено через параметры вибрации. При этом пиковые значения напряжения связаны с пиковыми значениями скорости. Теоретически по результатам измерений вибрации можно определить механическое напряжение и сравнить его с допустимыми значениями для данного элемента конструкции в зависимости от вида и продолжительности воздействия динамической нагрузки, свойств строительного материала и типа конструкции.
На состояние конструкции помимо пиковых напряжений влияют также накопленные усталостные изменения материала, которые невозможно определить по результатам измерений вибрации. Обычно усталостными эффектами пренебрегают, если динамическое напряжение менее 10 % допустимого статического напряжения. Однако в некоторых случаях для оценки влияния динамических нагрузок (вибрации) может потребоваться измерение механических напряжений.
5.1.2 Влияние на состояние грунта в основании здания
Помимо изменений состояния самой конструкции вибрация вызывает изменения свойств грунта, на котором установлено здание. Одним из таких изменений является локальное уплотнение грунта, которое может привести к повреждению конструкции из-за неравномерной осадки под фундаментом здания. Если вибрация носит долговременный характер, то уплотнение грунта может произойти даже на большом расстоянии от источника вибрации, когда уровень вибрации мал и не способен оказать существенного прямого воздействия на конструкцию здания.
Еще более опасным явлением является разжижение грунта и потеря им несущей способности под воздействием вибрации. Особенно это относится к слабосвязанным водонасыщенным почвам.
Указанные явления являются косвенными эффектами воздействия вибрации на конструкцию здания, которые, как правило, нельзя определить по результатам измерений колебаний конструкции. Поэтому для проведения комплексной оценки воздействия вибрации рекомендуется привлекать специалистов-геотехников, особенно в тех случаях, если здания расположены на слабых грунтах.
5.2 Характеристики вибрации
5.2.1 Длительность возбуждения
Важной характеристикой источника вибрации является длительность создаваемого возбуждения. Кратковременные импульсы или последовательность таких импульсов, если они повторяются нерегулярно или с низкой частотой повторения, при которой откликуспевает затухнуть до прихода следующего импульса, не способны эффективно раскачать конструкцию здания на ее резонансных частотах.
Примечан ие — Обычно частота собственных колебаний небольших сооружений высотой до 12 м находится в диапазоне от 4 до 15 Гц, а частота собственных колебаний элементов конструкции, таких как стены и перекрытия, — в диапазоне от 10 до 30 Гц и выше.
Но если здание в течение длительного времени подвергается воздействию непрерывной вибрации, то в отдельных точках конструкции максимальные значения колебания могут в 2,5 — 10 раз превышать значения колебаний грунта в месте его контакта с фундаментом здания. В соответствии с этим вибрацию классифицируют по длительности воздействия. Вибрацию считают кратковременной, если время действия источника недостаточно для накопления существенных усталостных повреждений конструкции, а также для того, чтобы раскачать конструкцию в резонансном режиме. Все остальные источники создают долговременную вибрацию.
5.2.2 Диапазон частот и уровень вибрации
Диапазон частот вибрации в разных точках здания зависит от источника возбуждения, свойств грунта, через который воздействие передается на конструкцию, и передаточных характеристик конструкции. При некоторых сочетаниях указанных факторов (например, при взрывах твердой породы, проводимых на небольшом расстоянии от здания, или при работе высокоскоростных машин) верхняя граница диапазона частот может достигать 1000 Гц. Однако в большинстве случаев при оценке риска повреждения конструкции здания вследствие воздействия на него вибрации техногенной природы достаточно проводить анализ в диапазоне частот от 1 до 150 Гц.
Уровни вибрации могут колебаться от единиц до нескольких сотен миллиметров в секунду в зависимости от частоты возбуждения.
Характеристики вибрации, измеряемой на конструкции здания, для разных источников возбуждения техногенной природы приведены в таблице 11).
|
Таблица 1 — Типичный диапазон параметров вибрации зданий для некоторых источников возбуждения |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
1) Данные таблицы 1 взяты из ИСО 4866:1990 «Mechanical vibration and shock — Vibration of buildings — Guidelines for the measurement of vibrations and evaluation of their effects on buildings» (»Вибрация и удар. Вибрация зданий. Руководство по измерению вибрации и оценке ее воздействия на здание»). |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5.3 Факторы, влияющие на риск повреждения конструкции
5.3.1 Общие положения
Отклик конструкции здания на передаваемую через грунт вибрацию зависит от типа фундамента, типа и состояния грунта в основании здания, особенностей и состояния конструкции здания и расстояния, на котором находится источник вибрации.
5.3.2 Тип фундамента и состояние грунта
Тип фундамента и состояние грунта определяют динамику системы на границе двух сред (грунт — фундамент здания). Так деформации фундамента, вызываемые сейсмическими волнами, прямо пропорциональны пиковому значению скорости в точке фундамента, но обратно пропорциональны скорости распространения этих волн в толще грунта. Поскольку скорость распространения сейсмических волн возрастает при увеличении жесткости грунта, то одним и тем же деформациям (потенциальным источникам появления трещин) будут соответствовать тем большие пиковые значения скорости, чем выше жесткость грунта. Таким образом, если конструкция фундамента обеспечивает высокую корреляцию между вибрацией фундамента и грунта, то для зданий, возведенных, например, на скальной породе, допустима вибрация фундамента с большими значениями скорости.
Геологический состав грунта влияет на изменение частотного состава вибрации, передаваемой от источника. Кроме того, от динамического взаимодействия грунта с фундаментом зависят значения собственных частот колебаний конструкции здания. В общем случае, чем выше жесткость фундамента и чем больше плотность грунта, тем выше значения собственных частот системы «грунт — фундамент здания».
5.3.3 Особенности конструкции
Реакция конструкции здания и ее элементов на передаваемую вибрацию зависит от передаточных свойств конструкции. Оценка воздействия вибрации, распространяющейся от одного и того же источника, будет разной в зависимости от конструкции здания. У старых кирпичных зданий высотой в один или несколько этажей собственные частоты колебаний, как правило, ниже, чем у современных высотных сооружений.
Собственные частоты колебаний элементов конструкции здания (панелей, балок) обычно выше, чем у конструкции в целом. Механические напряжения в балках и пластинах, возникающие при их колебаниях на частоте, близкой к резонансной, могут быть рассчитаны по результатам измерений вибрации в точках, где значение скорости наибольшее (см. приложение А). Однако даже значительные колебания посередине балок и панелей редко приводят к повреждению конструкции здания. Так, для современных строительных материалов механические напряжения, соответствующие пиковому значению скорости
10 мм/с, когда вибрация становится явственно ощутимой, обычно находятся в диапазоне от 0,4 % до
2,3 % допустимого значения.
5.3.4 Расстояние до источника
При оценке воздействия вибрации измерения проводят в ограниченном числе точек конструкции (см. 8.1). Эти измерения могут полно характеризовать вибрационную энергию, передаваемую зданию сейсмическими волнами, только в том случае, если здание находится в дальнем поле источника. Если здание находится в ближнем поле, то при том же максимальном значении вибрации по фундаменту здания вибрационная энергия, передаваемая конструкции (и, как следствие, риск ее повреждения), будет меньше.
Другим важным моментом, который следует учитывать при рассмотрении зависимости от расстояния, является преобразование сейсмических волн из одного вида в другой. Чем больше расстояние от источника вибрации до здания, тем большая часть вибрационной энергии передается зданию поверхностными (релеевскими) волнами и тем меньше влияют на него волны сжатия и сдвига.
Кроме того, при увеличении расстояния происходит перераспределение энергии в область низких частот. Частота доминирующей составляющей (см. 6.3) уменьшается. Поэтому, как правило, при одинаковых результатах измерений вибрации на фундаменте здания чем больше расстояние от источника, тем выше риск повреждения конструкции (см. раздел 9).
6 Измеряемые величины
6.1 Общие положения
Многочисленные исследования показали, что параметром вибрации, в наибольшей степени коррелированным с риском повреждения конструкции здания, является пиковое значение скорости. Данный параметр характеризует энергию сейсмических волн, воздействующих на конструкцию. Однако помимо этого существует еще ряд факторов (см. 5.3), от которыхзависит риск повреждения конструкции при данном пиковом значении скорости. Многие из этих факторов в той или иной степени связаны с частотным составом вибрации. Поэтому в большинстве известных критериев оценки вибрации используют дополнительный показатель — частоту доминирующей составляющей спектра сигнала.
6.2 Пиковое значение скорости
Основным параметром, используемым для оценки вибрации зданий, является пиковое значение скорости, измеряемое в направлении трех взаимно перпендикулярных осей x, у и z — vpeak x, vpeak у и vpeak z соответственно. Ось z направлена вертикально вверх. Направления горизонтальных осей X и у зависят отточки измерений и определяются особенностями геометрии конструкции в данной точке. Например, при установке датчика вибрации на вертикальной поверхности блока фундамента одну из горизонтальных осей выбирают в направлении нормали к данной поверхности, а при установке датчиков внутри здания направления измерений выбирают, по возможности, вдоль несущих элементов конструкции. Другой способ — направить одну из горизонтальных осей в сторону источника вибрации.
Для оценки вибрации определяют vpeak max — наибольшее из пиковых значений, полученных для каждого направления измерений:
vpeak, max _ max {vpeak, x, vpeak, у, vpeak, z}
В зависимости от типа используемого датчика вибрации измеряемой величиной, помимо скорости, может быть ускорение с последующим выполнением операции интегрирования.
Примечание — Поскольку пиковое значение сигнала чувствительно к фазовой характеристике измерительной цепи, следует убедиться, что инструментальная реализация процедуры интегрирования не вноситсущес-твенных фазовых искажений в сигнал скорости.
6.3 Частота доминирующей составляющей
Частоту доминирующей составляющей определяют следующим образом. На графике зависимости сигнала скорости от времени выделяют область подъема вибрации, где скорость имеет максимальное значение (если сигнал вибрации не имеет ярко выраженного импульсного характера, т.е. на всем периоде измерений уровень вибрации изменяется незначительно, то весь период измерений рассматривают как одну область). Применяя преобразование Фурье, определяют частотный состав вибрации для сигнала в выделенной области и находят доминирующие частотные составляющие этого сигнала (одну или несколько). Полученные значения частот доминирующих составляющих используют при оценке степени жесткости вибрации.
7 Средства измерений и анализа
7.1 Средства измерения пикового значения
Измерительная система должна обеспечивать измерение пикового значения скорости в диапазоне частот не менее чем от 1 до 250 Гц и в диапазоне измеряемых значений не менее чем от 1 до 500 мм/с, а также обеспечивать регистрацию времени наблюдения пикового значения.
Типичная измерительная система состоит из датчиков вибрации, устройств согласования сигнала, устройств хранения данных, полосового фильтра с плосковершинной частотной характеристикой в заданном диапазоне частот измерений и показывающих устройств. Если для дальнейшего анализа сигнала (во временной и частотной областях) используют устройства записи, эти устройства также входят в состав измерительной цепи.
Расширенная неопределенность измерений пикового значения сигнала при коэффициенте охвата, равном двум, обусловленная отклонением амплитудно-частотной и фазово-частотной характеристик измерительного тракта, разрешением системы по времени, нелинейностью системы в заданном динамическом диапазоне измерений, собственными помехами в измерительной цепи и взаимным влиянием каналов при работе в нормальных условиях окружающей среды, не должна превышать 20 %.
7.2 Датчики вибрации
Для измерений вибрации зданий обычно применяют акселерометры или датчики скорости (геофоны). При использовании акселерометров в состав измерительной цепи должно входить устройство интегрирования для получения сигнала скорости. Поскольку такая характеристика, как пиковое значение скорости, чувствительна к фазовым соотношениям в сигнале, особое внимание необходимо обращать на точность реализации фазово-частотной характеристики измерительной цепи, включающей акселерометр и устройство интегрирования.
При применении геофонов следует учитывать, что собственная частота колебаний таких датчиков находится в диапазоне от 6,5 до 9,5 Гц, т.е. попадает в диапазон измерений вибрации. После установки геофона, например, в грунт, собственная частота его колебаний изменяется, но по-прежнему может оставаться в пределахдиапазона частот измерений. Поэтому необходимо, чтобы в измерительную цепь входило устройство компенсации (обычно программное) неравномерности частотной характеристики в диапазоне частот измерений.
7.3 Средства анализа частотного состава сигнала
Обычно для анализа сигнала с целью определения частот доминирующих составляющих используют его цифровую запись за период измерений. Устройство анализа должно обеспечивать отображение всего временного сигнала за период измерений для определения характера вибрации.
Если вибрация носит ярко выраженный импульсный характер, то из сигнала «вырезают» импульс, где сигнал скорости имеет максимальное значение, и дальнейшему анализу подвергают «вырезанный» участок реализации.
Если в начале и в конце анализируемой записи на интервале [t,t + T] значение сигнала не близко к нулю, то перед проведением анализа в частотной области его умножают на окно Хана hw (т):
hw(т) = 1~cos[2^(T~t)/T ; t<т Для анализа частотного состава сигнала скорости используют анализатор, реализующий преобразование Фурье (например, процедуру быстрого преобразования Фурье). Примечания 1 Окно Хана лучше других обычно используемых на практике временных окон сохраняет соотношение между частотными составляющими сигнала, что особенно важно при определении доминирующих составляющих. 2 Для определения частоты доминирующей составляющей на практике часто используют метод анализа во временной области: определяют максимальный пик сигнала и ближайшие моменты времени пересечения сигналом скорости нулевого уровня по обе стороны от этого пика. На основе полученного временного интервала At определяют частоту детерминированной составляющей как величину, обратно пропорциональную 2 At. С помощью данного метода, как правило, получают завышенные значения частоты доминирующей составляющей по сравнению с методом преобразования Фурье, поэтому его не рекомендуется применять даже для сигналов простой формы. 8 Измерения 8.1 Точки измерений Существует два основных подхода к выбору места измерений вибрации при оценке ее воздействия на здание: европейский и американский. В США измеряют вибрацию грунта вблизи фундамента здания, а в Европе измерения проводят на самом фундаменте. Это различие имеет исторический, а не принципиальный характер. Для оценки воздействия вибрации на конструкцию здания предпочтительно выбирать точки измерения вибрации непосредственно на конструкции. Если провести измерения на фундаменте здания невозможно, то точки измерения должны находиться на нижней части (на высоте не более 1 м от уровня грунта) внешней несущей стены здания. Рекомендуется, чтобы точки измерения находились на той стороне конструкции, которая обращена к источнику вибрации. Колебания, вызванные движением транспорта или строительными работами (взрывами, забивкой свай), могут усиливаться при их распространении вверх по конструкции здания. Поэтому рекомендуется проводить дополнительные измерения на верхнем перекрытии здания. Для высоких зданий (выше 12 м) рекомендуется проводить дополнительные измерения с помощью датчиков, устанавливаемых в ряд по вертикали через каждые 12 м, чтобы обеспечить возможность наблюдения за характером изменения вибрации. Вибрацию измеряют на несущих элементах, определяющих жесткость конструкции, обычно вблизи ее углов. Для протяженных зданий (длиной более 10 м) рекомендуется на каждой стене на одной высоте установить несколько датчиков вибрации, по крайней мере, вблизи углов и посередине стены. Примечание — Вибрация междуэтажных перекрытий и перегородок может быть значительно выше вибрации несущих элементов, однако она обычно не связана с риском повреждения конструкции здания. 8.2 Установка датчиков вибрации 8.2.1 Установка на конструкцию здания При использовании в качестве датчиков вибрации акселерометров они должны быть установлены в соответствии с требованиями ГОСТ ИСО 5348. Крепление датчика должно быть жестким, не допускающим угловых колебаний, поэтому следует избегать установки датчиков на кронштейны и другие вспомогательные приспособления. Если необходимо использовать три датчика для измерений вибрации в трех взаимно перпендикулярных направлениях, применяют стальной куб, который закрепляют на конструкции с помощью шпильки или быстроотвердевающей смолы. Установочный резонанс акселерометра должен находиться на частоте выше 1000 Гц, чтобы не оказывать влияния на результаты измерений. Отклонение оси чувствительности датчика от заданного направления измерений не должно быть более 5°. 8.2.2 Установка на грунт Если позволяет тип грунта, датчик можно закрепить на жестком стальном стержне (диаметром не менее 10 мм), вбитом в поверхностный слой грунта. Стержень не должен выступать над поверхностью земли более чем на несколько миллиметров. Особое внимание следует уделить обеспечению плотного контакта между датчиком и грунтом. В случаях, когда предполагаемое значение ускорения может превышать 2 м/с2, стержень для сохранения своего положения внутри грунта должен опираться на жесткую площадку. Еслидатчикустанавливают непосредственно внутри грунта для уменьшения искажений, вызываемых установочными приспособлениями, то глубина его установки должна, по крайней мере, в три раза превышать характерный размер датчика. Допускается устанавливать датчик на жесткую пластину, соответствующую условию m / рг 3 < 2, где m — масса датчика вместе с пластиной; г — эквивалентный радиус пластины; р — плотность грунта. Такой пластиной может быть, например, плита дорожного покрытия. Для большинства почв значение р находится в пределах 1500 — 2600 кг/м3. При высокой твердости грунта (например, скальной породы), не позволяющей использовать вышеуказанные методы, датчик устанавливают непосредственно на поверхность грунта с соблюдением требований 8.2.1. 8.3 Продолжительность измерений Продолжительность измерений зависит от категории источника вибрации. Периоды контроля, наблюдения и измерений должны быть определены согласно таблице 2. Таблица 2 — Продолжительность измерений Категория источника Период контроля Период наблюдения Период измерений Постоянное воздействие День/неделя/период работы источника Два периода между пиковыми значениями Один рабочий цикл1)
