Вибрация и удар

ВИБРАЦИЯ В ПОМЕЩЕНИЯХ С УСТАНОВЛЕННЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ

Часть 2

Классификация

ISO/TS 10811-2:2000
Mechanical vibration and shock - Vibration and shock in buildings with sensitive equipment - Part 2: Classification
(IDT)

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. ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» (ОАО «НИЦ КД») на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2. ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 183 «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. Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО/ТС 10811-2:2000 «Вибрация и удар. Вибрация и удар в зданиях, где установлено чувствительное оборудование. Часть 2. Классификация» (ISO/TS 10811-2:2000 «Mechanical vibration and shock - Vibration and shock in buildings with sensitive equipment - Part 2: Classification»).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении В

5. 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». В случае пересмотра (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

Содержание

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Дата введения - 2008-10-01

1. Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод классифицирования условий динамических воздействий в зданиях на основе результатов измерений вибрации по ИСО/ТС 10811-1. Классификация условий динамических воздействий может служить руководством для конструкторов, изготовителей и пользователей оборудования, чувствительного к вибрации, а также для проектировщиков помещений, где это оборудование может быть установлено.

Вибрационные воздействия, на которые распространяется настоящий стандарт, могут передаваться на оборудование через полы, столы, стены, потолки или системы виброизоляции и быть следствием:

- работы внешних источников (например, движения дорожных, рельсовых или воздушных транспортных средств или строительной деятельности, сопровождаемой взрывом скальной породы, забивкой свай, вибрационным уплотнением грунта), в том числе звуковых ударов, акустических волн, ветровых нагрузок;

- работы машин (например, штамповальных прессов, кузнечных молотов, компрессоров, систем кондиционирования воздуха) и перемещения тяжелого оборудования внутри здания;

- непосредственной деятельности человека, связанной с выполнением рабочих заданий (например, движением людей, особенно по фальшполу).

Диапазон частот измерений вибрации, воздействующей на чувствительное оборудование, - обычно от 2 до 200 Гц. Как правило, мощность такой вибрации сосредоточена преимущественно в диапазоне ниже 100 Гц, поскольку на этих частотах реакция элементов конструкции здания на передаваемое им возбуждение максимальна.

В настоящем стандарте вибрация рассматривается только с точки зрения ее наибольших значений. Кумулятивное действие вибрации (например, в целях оценки усталостных повреждений) не рассматривается.

2. Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ИСО/ТС 10811-1:2000 Вибрация и удар. Вибрация и удар в зданиях, где установлено чувствительное оборудование. Часть 1. Измерения и оценка

МЭК 61260:1995 Электроакустика. Фильтры с шириной полосы в октаву и доли октавы

3. Виды вибрации

Вибрация в помещениях может быть разных видов: синусоидальная (периодическая), случайная или в форме переходного процесса. Типичными примерами источников вибрации каждого вида являются:

a) синусоидальная вибрация: машины вращательного действия;

b) случайная вибрация: дорожное движение (при интенсивном потоке машин);

c) переходные процессы: дорожное движение (единичные транспортные средства), забивка свай, удары, взрывы.

Частотный спектр вибрации определяется видом источника, а также динамическими свойствами здания. Методы измерений и анализа, установленные ИСО/ТС 10811-1, могут быть использованы для описания вибрации любого вида.

4. Классифицирование

4.1. Общие положения

Основой классификации условий динамических воздействий в зданиях является спектр отклика, эквивалентного пиковому значению скорости, по ИСО/ТС 10811-1. Этот спектр может быть рассчитан по нескольким реализациям вибрационного воздействия (например, в результате нескольких прохождений трамвая). При рассмотрении нескольких спектров в расчет принимают максимальное значение для каждой частоты. Тот же принцип используют и при рассмотрении нескольких спектров, соответствующих вибрационным воздействиям разной природы.

Типичный спектр отклика, эквивалентного пиковому значению скорости (далее - спектр отклика), включает в себя низкочастотную область, где характеристика имеет крутизну плюс 6 дБ/октава, и высокочастотный участок с крутизной минус 6 дБ/октава [примером может служить рисунок А.2 (приложение А), где график спектра отклика построен в логарифмических координатах]. Подъем характеристики плюс 6 дБ/октава соответствует участку постоянного перемещения, а спад минус 6 дБ/октава - участку постоянного ускорения.

Среднеквадратичное значение скорости в миллиметрах в секунду (мм/с) выбирают из ряда 1∙10ⁿ, 2∙10ⁿ, 5∙10ⁿ, где n - положительное или отрицательное целое число. В качестве частот перехода выбирают среднегеометрические частоты октавных полос по МЭК 61260 (см. таблицы 1 и 2).

4.2. Процедура

Процедура классифицирования (выполняемая вручную или с помощью программных средств) включает в себя следующие этапы.

a) Линию постоянной скорости (горизонтальную) опускают дискретными шагами (чтобы значения скорости соответствовали значениям ряда, указанного в 4.1) до пересечения с графиком спектра отклика не менее чем в двух точках. После этого линию поднимают на один интервал дискретизации вверх.

b) Линию постоянного перемещения (с наклоном плюс 6 дБ/октава) придвигают слева к графику спектра отклика, пока она не пересечет этот график в двух точках.

c) Линию постоянного ускорения (с наклоном минус 6 дБ/октава) придвигают справа к графику спектра отклика, пока она не пересечет этот график в двух точках.

d) В результате выполнения предыдущих этапов получают, как правило, две частоты перехода. В целях классифицирования берут нижнюю частоту перехода (или частоту перехода перемещения, соответствующую пересечению линий постоянного перемещения и постоянной скорости) равной или ближайшей (в меньшую сторону) к одной из частот перехода, указанных в таблице 1. Таким же образом выбирают верхнюю частоту перехода (или частоту перехода ускорения, соответствующую пересечению линий постоянной скорости и постоянного ускорения) как равную или ближайшую (в большую сторону) к одной из частот перехода, указанных в таблице 2. Наименьшая из возможных частот перехода - 2 Гц. Если точка пересечения линий постоянной скорости и постоянного ускорения превышает 125 Гц, то в качестве верхней частоты перехода принимают 200 Гц.

e) При строгом выполнении предшествующих этапов в некоторых случаях частота перехода перемещения может оказаться выше частоты перехода ускорения. В этом случае значения частот следует поменять местами.

Пример описанной процедуры приведен в приложении А для случая одинаковых значений частот перехода.

5. Линии постоянного перемещения и ускорения

Линиям постоянного перемещения и ускорения, проходящим через некоторые частоты перехода, соответствуют определенные значения перемещения и ускорения. Эти значения приведены в таблицах 1 и 2, соответственно, только для пересечений с горизонталями на уровне 1, 2 и 5 мм/с. Значения перемещения и ускорения, соответствующие другим значениям скорости, могут быть получены масштабированием.

Таблица 1 - Значения, соответствующие линиям постоянного перемещения

Таблица 2 - Значения, соответствующие линиям постоянного ускорения

6. Определение условий динамических воздействий в зданиях

Согласно настоящему стандарту условия динамических воздействий в зданиях могут быть определены тремя значениями:

- скорости;

- частоты перехода перемещения;

- частоты перехода ускорения.

Это записывают следующим образом:

Условия динамических воздействий по ИСО/ТС 10811-2: ...мм/с, ...Гц, ...Гц.

7. Сопоставление со стандартами серии МЭК 60721 и VC-кривыми

7.1. В МЭК 60721-3-3 [4] условия окружающей среды характеризуются через параметры синусоидальной вибрации: в диапазоне от 2 до 9 Гц - через амплитуду перемещения, в диапазоне от 9 до 200 Гц - через амплитуду ускорения. Данная классификация близка к установленной настоящим стандартом.

7.2. VC-кривые¹) (вибрационный критерий) широко используют для описания условий работы микроэлектронного оборудования. Эти кривые имеют область постоянной скорости (выраженной через среднеквадратичные значения в третьоктавных полосах частот) в диапазоне от 8 до 100 Гц. Ниже 8 Гц эти кривые имеют вид линий постоянного перемещения.

¹⁾ От английского Vibration Criteria (вибрационный критерий). VC-кривые установлены стандартом международного Института экологии (Institute of Environmental Sciences) IEST RP CC012.1 (1998) «Considerations in Clean Room Design» («Факторы, учитываемые при проектировании чистых помещений»).

В таблице 3 приведены значения для области постоянной скорости. Согласно ИСО/ТС 10811-1 соответствующее пиковое значение может быть рассчитано как для синусоидальной волны, так и для случайного сигнала. Эти значения также приведены в таблице 3, причем для случайного сигнала даны оценки для двух третьоктавных полос со среднегеометрическими частотами 8 и 100 Гц, полученные в предположении, что длительность сигнала равна 10 мин.

В целом ряде практических случаев метод, установленный настоящим стандартом, также может давать широкий диапазон частот постоянной скорости, и в этом случае классификация по указанному методу становится сопоставимой с классификацией по VC-кривым.

Таблица 3 - Параметры VC-кривых

Приложение А
(справочное)
Пример классифицирования

На рисунке А.1 представлена запись сигнала ускорения, сделанная на полу помещения в момент взрыва породы при проведении строительных работ.

Рисунок А.1 - Сигнал ускорения

Спектр отклика, построенный по ИСО/ТС 10811-1 для Q = 10, приведен на рисунке А.2.

Рисунок А.2 - Спектр отклика

Согласно этапу а) процедуры, описанной в 4.2, определяют значение скорости, которое для данного примера равно 2 мм/с, - см. рисунок А.3

Рисунок А.3 - Найденное среднеквадратичное значение скорости

После этого определяют положение линии постоянного перемещения [см. 4.2, перечисление b)], которое дает частоту перехода перемещения 38 Гц, и линии постоянного ускорения [см. 4.2, перечисление с)], которое дает частоту перехода ускорения 31 Гц, - см. рисунок А.4.

Рисунок А.4 - Линии постоянного перемещения и постоянного ускорения

Согласно 4.2, перечисление d) частота перехода перемещения, определенная по таблице 1, равна 31,5 Гц. Частота перехода ускорения, определенная по таблице 2, также равна 31,5 Гц. Окончательный результат классифицирования: 2 мм/с; 31,5 Гц; 31,5 Гц - показан на рисунке А.5.

Рисунок А.5 - Окончательный результат классифицирования

Приложение В
(справочное)
Сведения о соответствии национальных стандартов Российской Федерации ссылочным международным стандартам

Таблица В.1

Библиография

Ключевые слова: оборудование, вибрация, динамическое возбуждение, спектр отклика, классификация