Вибрация как фактор гост

Вибрация как фактор гост

ГОСТ 31191.1-2004
(ИСО 2631-1:1997)

Вибрация и удар

ИЗМЕРЕНИЕ ОБЩЕЙ ВИБРАЦИИ И ОЦЕНКА ЕЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЧЕЛОВЕКА

Vibration and shock. Measurement and evaluation of human exposure to whole-body vibration. Part 1. General requirements

Дата введения 2008-07-01

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-97* "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 1.2-2009. — Примечание изготовителя базы данных.

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Госстандартом России

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации по переписке (протокол N 15 от 4 февраля 2004 г.)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Госстандарт Республики Беларусь

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 2631-1:1997* "Вибрация и удар. Оценка воздействия общей вибрации на человека. Часть 1. Общие требования" (ISO 2631-1:1997 "Mechanical vibration and shock — Evaluation of human exposure to whole-body vibration — Part 1: General requirements") путем внесения технических отклонений, объяснение которых приведено во введении к настоящему стандарту, и изменения его структуры.

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

Сравнение структуры настоящего стандарта со структурой указанного международного стандарта приведено в дополнительном приложении Е.

Степень соответствия — модифицированная (MOD)

5 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 декабря 2007 г. N 357-ст межгосударственный стандарт 31191.1-2004 (ИСО 2631-1:1997) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2008 г.

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

7 ИЗДАНИЕ (ноябрь 2009 г.) с Поправкой ИУС (11-2008)

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в указателе "Национальные стандарты".

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе "Национальные стандарты", а текст изменений — в информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе "Национальные стандарты"

Основной целью настоящего стандарта является установление методов получения количественной информации о воздействии общей вибрации на человека в отношении:

— его здоровья и степени комфорта;

— чувствительности к воздействию вибрации;

— подверженности болезни движения.

Настоящий стандарт устанавливает методы получения значений параметров, на основе которых могут быть сделаны заключения о допустимости действующей вибрации в соответствии с требованиями национального законодательства. Приводимый в стандарте перечень измеряемых параметров и рекомендации по их использованию при оценке вибрации установлены на основе международного опыта и применимы к разным условиям и разным видам вибрации, включая вибрацию с большим значением пик-фактора. Принятые на национальном уровне гигиенические нормативы могут устанавливать предельные значения для одного или нескольких параметров из данного перечня.

В трех приложениях к настоящему стандарту рассмотрены эффекты воздействия вибрации на здоровье (приложение В), степень комфорта и чувствительность к вибрации (приложение С) и подверженность болезни движения (приложение D).

Настоящий стандарт не рассматривает потенциальный эффект воздействия вибрации на качество выполняемых работ, поскольку это в сильной степени зависит от эргономических факторов, условий работы и выполняемого задания.

По сравнению с примененным международным стандартом ИСО 2631-1:1997 в текст настоящего стандарта внесены следующие изменения:

— изменена структура стандарта, как указано в приложении Е;

— раздел 1 дополнен способом оценки вибрации, воздействующей на ноги сидящего человека, с точки зрения риска получения вибрационной болезни;

— в разделе 2 международные стандарты заменены соответствующими межгосударственными;

— в раздел 3 добавлены определения терминов "комфорт", "чувствительность к вибрации", "порог чувствительности к вибрации", "болезнь движения";

— пункт 6.4.2 дополнен алгоритмом расчета корректированного ускорения с использованием метода быстрого преобразования Фурье (БПФ);

— исключены ссылки на зарубежные литературные источники, доступ к которым затруднен, а также исключен структурный элемент "Библиография".

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает общие требования по измерению общей вибрации разных видов: периодической, случайной, в форме переходных процессов. В стандарте указаны основные факторы, которые необходимо принимать во внимание для определения приемлемости действующей вибрации с точки зрения ее влияния на здоровье и степень комфорта, чувствительности к вибрации и подверженности болезни движения. Диапазон частот рассматриваемой вибрации составляет:

— от 0,5 до 80 Гц* для оценки воздействия на здоровье и степень комфорта и чувствительности к вибрации;

— от 0,1 до 0,5 Гц для оценки подверженности болезни движения.

* Здесь и далее диапазон частот измерений (оценки) определен в виде последовательности третьоктавных полос, а границы диапазона частот указаны через среднегеометрические частоты крайних полос этой последовательности. Таким образом, номинальный диапазон частот измерений (оценки) будет несколько шире указанного. Это в особенности следует иметь в виду при рассмотрении требований к измерениям вибрации (раздел 5).

Настоящий стандарт распространяется на вибрацию, передаваемую через опорные поверхности на ноги (положение стоя), на ноги, ягодицы и спину (положение сидя) и на все тело в целом (положение лежа), которая может наблюдаться, например, на транспортных средствах, в зданиях и поблизости от работающего оборудования.

В настоящем стандарте в качестве фактора риска для здоровья рассмотрена только вибрация, передаваемая на ягодицы и спину сидящего человека через подушку и спинку сиденья. Продолжительное воздействие вибрации, передаваемой на ступни ног сидящего человека, также способно вызвать специфическое заболевание, называемое вибрационной болезнью*. Динамические характеристики ступней ног сидящего человека близки к характеристикам кистей рук, а этиология и патогенез вибрационной болезни аналогичны тем, что характерны для заболевания в результате воздействия локальной вибрации. Поэтому при измерении и оценке общей вибрации, воздействующей на ноги сидящего человека, следует руководствоваться ГОСТ 31192.1, применяя в части требований к месту и направлению измерений вибрации положения настоящего стандарта (5.2, 5.3).

* Случаи заболевания вибрационной болезнью при воздействии вибрации на ноги человека наблюдаются только при грубых нарушениях условий безопасного ведения работ и требований к конструкции машин в части снижения вреда от воздействия вибрации по ГОСТ 12.1.012.

Настоящий стандарт не распространяется на методы оценки параметров сильных одиночных ударов, в частности таких, что имеют место при аварии транспортных средств.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 12.1.012-2004 Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования

ГОСТ ИСО 8041-2006 Вибрация. Воздействие вибрации на человека. Средства измерений (ИСО 8041:2005, IDT)

ГОСТ ИСО 10326-1-2002 Вибрация. Оценка вибрации сидений транспортных средств по результатам лабораторных испытаний. Часть 1. Общие требования (ИСО 10326-1:1992, IDT)

ГОСТ 17168-82 Фильтры электронные октавные и третьоктавные. Общие технические требования и методы испытаний (МЭК 61260:1995, NEQ)

ГОСТ 24346-80 Вибрация. Термины и определения (ИСО 2041:1990, NEQ)

ГОСТ 31191.2-2004 (ИСО 2631-2:2003) Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 2. Вибрация внутри зданий (ИСО 2631-2:2003, MOD)

ГОСТ 31192.1-2004 (ИСО 5349-1:2001) Вибрация. Измерение локальной вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 1. Общие требования (ИСО 5349-1:2001, MOD)

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю "Национальные стандарты", составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим 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.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 12.1.012, ГОСТ ИСО 8041 и ГОСТ 24346, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 комфорт: Субъективное ощущение хорошего самочувствия в условиях воздействия внешних факторов, включая вибрацию и удар.

Примечание — Состояние комфорта не означает полного отсутствия каких-либо мешающих или вредных факторов. Оно определяется целым комплексом воздействий на органы чувств человека и его индивидуальным отношением к этим воздействиям.

3.2 чувствительность к вибрации: Субъективное восприятие человеком наличия воздействующей на него вибрации.

3.3 порог чувствительности к вибрации: Низший уровень вибрации, при котором человек еще способен ощущать ее воздействие.

3.4 болезнь движения: Рвотный рефлекс, тошнота и недомогание, провоцируемые движением самого человека или окружающих его предметов (среды).

Примечание — Болезнь движения, обусловленную морской качкой, часто называют морской болезнью.

3.5 укачивание: Процесс воздействия низкочастотных колебаний, способный привести к болезни движения.

4 Обозначения

В настоящем стандарте применены следующие условные обозначения:

виброускорение. Поступательное ускорение выражают в метрах на секунду в квадрате (м/с), а угловое виброускорение — в радианах на секунду в квадрате (рад/с). Если иное не определено, измеряемым параметром является среднеквадратичное значение виброускорения;

передаточная функция фильтра, выраженная как функция комплексной угловой частоты;

Источник



ГОСТ Р 53964-2010 Вибрация. Измерения вибрации сооружений. Руководство по проведению измерений / 53964 2010

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «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 (www.gost.ru)

1 Область применения. 2

2 Нормативные ссылки. 2

3 Термины и определения. 3

4 Средства измерений. 3

5 Условия измерений. 3

6 Измеряемая величина. 9

8 Инструментальная неопределенность. 14

9 Протокол испытаний. 14

ГОСТ Р 53964-2010

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРАЦИИ СООРУЖЕНИЙ

Руководство по проведению измерений

Vibration. Measurement of vibration in buildings. Guidance on measurement methods

Дата введения — 2012-12-01

1 Область применения

Настоящий стандарт 1) устанавливает руководство по проведению измерений вибрации в зданиях (на грунте вблизи зданий) в целях:

1) Требования настоящего стандарта гармонизированы с требованиями DIN 45669-2:2005 «Messung von Schwingungsimmissionen-Teil 2: Messverfahren» (Измерение вибрации. Часть 2. Методы измерений).

— сопоставления результатов измерений с соответствующими критериями оценки вибрации (например, по ГОСТ Р 52892, в санитарных нормах);

— оценки вибрационной нагрузки на сооружение или человека в здании от источников определенного вида (дорожного движения, строительных работ и т. п.);

— прогнозирование уровней вибрации в проектируемых зданиях.

Если измерения проводят в целях сопоставления результатов с установленными критериями, то настоящий стандарт применяют совместно с ГОСТ Р 52892 в отношении вибрации, воздействующей на конструкцию здания, и ГОСТ 31191.2 в отношении вибрации, воздействующей на людей внутри зданий.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

Читайте также:  Флюатирующая пропитка гост

ГОСТ 24346 Вибрация. Термины и определения

ГОСТ 31191.2 Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 2. Вибрация внутри зданий

ГОСТ ИСО 5348 Вибрация и удар. Механическое крепление акселерометров

ГОСТ ИСО 8041 Вибрация. Воздействие вибрации на человека. Средства измерений

ГОСТ Р 52892 Вибрация и удар. Вибрация зданий. Измерение вибрации и оценка ее воздействия на конструкцию

ГОСТ Р 53963.1 Вибрация. Измерения вибрации сооружений. Требования к средствам измерений

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 24346 и ГОСТ Р 52892.

4 Средства измерений

Средства измерений, проводимых для оценки воздействия вибрации на конструкцию сооружения, должны обеспечивать измерение пикового значения скорости вибрации и удовлетворять требованиям ГОСТ Р 53963.1. Дополнительно могут быть использованы устройства записи и хранения информации, а также средства анализа частотного состава сигнала.

Средства измерений, проводимых для оценки воздействия вибрации на человека, должны обеспечивать измерение среднеквадратичного значения корректированного ускорения по ГОСТ 31191.2 и удовлетворять требованиям ГОСТ ИСО 8041.

5 Условия измерений

5.1 Точки измерений

5.1.1 Общие положения

Выбор места измерений определяют, исходя из цели измерений. Как правило, измерения проводят:

— при оценке воздействия вибрации на здание: на фундаменте здания, на несущей части здания в верхних этажах и при необходимости в других местах (например, на перекрытиях или стенах);

— при оценке воздействия вибрации на человека внутри здания: на межэтажном перекрытии на различных этажах;

— при оценке потенциального воздействия вибрации на проектируемое здание: на грунте, при необходимости на фундаменте соседних зданий.

В некоторых случаях (например, при оценке воздействия взрывов) для конструкций больших размеров измерения необходимо проводить одновременно в нескольких точках.

5.1.2 Точки измерений на фундаменте

Для измерения вибрации фундамента здания датчик вибрации устанавливают на фундаменте или на сплошной несущей каменной стене (например, на откосе проема подвального окна, наружных железобетонных ступенях). Не следует измерять вибрацию на пустотелых элементах конструкции или элементах, не обладающих жесткой связью с фундаментом (шатающихся ступенях, многопустотных железобетонных плитах).

Высота установки датчика вибрации над грунтом не должна превышать 0,5 м. Измерения рекомендуется проводить на внешней стороне фундамента в точке, наиболее близко расположенной к источнику вибрации.

5.1.3 Точки измерений на этаже здания

При измерениях вибрации частей здания (стен и межэтажных перекрытий) необходимо выбирать точки измерений в тех местах, где вибрация максимальна.

Как правило, вибрация в вертикальном направлении максимальна посередине перекрытия. У перекрытий с мощными балками значительная вибрация может наблюдаться между балками. При выборе места измерений следует принимать во внимание конструкцию перекрытия, а также наличие несущих перегородок. Вибрация, измеряемая непосредственно на полу (монолитном, деревянном), может быть усилена резонансом пола и поэтому не всегда пригодна для оценки вибрационной нагрузки перекрытия.

На стенах наибольшую поперечную горизонтальную вибрацию обычно наблюдают в точке пересечения диагоналей стены.

При измерении горизонтальной вибрации на верхних этажах датчики устанавливают вблизи сплошных несущих стен или в дверных/оконных проемах.

5.1.4 Точки измерений на грунте

Для получения расчетных оценок вибрацию измеряют на поверхности или в толще грунта вблизи источника вибрации и на пути ее распространения. Если измерения выполняют для оценки воздействия вибрации на проектируемое здание, то измерения проводят также на месте его будущей постройки.

Чтобы характеризовать мощность источника вибрации, точку измерений выбирают вблизи источника на установленном расстоянии (например, в 8 м от ближайшего рельсового пути) и на достаточном удалении от массивных тел, могущих исказить оценку мощности источника. Рекомендуется, чтобы расстояние от точки измерений до массивного тела более чем в полтора раза превышало его максимальный габаритный размер. Если массивное тело или слой грунта со значительно отличающимися динамическими свойствами находятся на пути распространения вибрации к точке измерений, то возможные эффекты дифракции и отражения сейсмических волн в грунте могут привести к понижению вибрации в этой точке. И наоборот, в точку измерений может прийти сейсмическая волна, отразившаяся от находящихся в стороне фундаментов зданий или канализационных колодцев, что приведет к повышению вибрации в этой точке.

Примечание — Массивным телом, искажающим результаты измерений, может быть дорожное покрытие из бетонных боков, скрепленных цементным раствором.

При измерениях на грунте датчик вибрации должен быть установлен согласно 5.3.3 с учетом требований 8.2.3.

5.2 Направления измерений

Вибрацию зданий измеряют в вертикальном направлении z и двух взаимно перпендикулярных горизонтальных направлениях х и у, совпадающих с направлениями главных осей здания. Причем направление оси х должно быть наиболее близким к направлению на источник вибрации.

5.3 Установка датчика вибрации

5.3.1 Общие положения

Способ крепления датчика не должен существенно влиять на результаты измерений в диапазоне частот анализа. Общие требования к установке — по ГОСТ ИСО 5348.

При установке датчика вибрации необходимо иметь в виду, что между ним, устройством крепления и вибрирующей поверхностью должна существовать жесткая механическая связь. С этой точки зрения предпочтительно устанавливать датчик на жесткую поверхность, поскольку в противном случае условие жесткой механической связи нуждается в дополнительной проверке.

Датчик вибрации устанавливают на поверхность объекта измерений непосредственно или с помощью приспособления. При любом способе крепления установочный резонанс датчика вибрации должен находиться вне пределов диапазона частот измерений для всех направлений измерений. Обычно наличие жесткой механической связи между датчиком, устройством крепления и поверхностью объекта позволяет обеспечить выполнение данного требования.

В таблице 1 приведены методы крепления датчиков вибрации на горизонтальных поверхностях сооружений. Однако сведения из этой таблицы можно использовать по аналогии и при установке датчиков на стены зданий.

Таблица 1 — Методы крепления датчиков вибрации на горизонтальных поверхностях сооружений

Тип установочной поверхности

Ограничение на верхнюю границу диапазона частот измерений в горизонтальном направлении

— Некритичная к способу установки датчика

Каменная кладка, пол без покрытия

Тонкая пластинка с резьбовым отверстием, закрепленная отвердевающим клеем, цементом или болтами

Устройство крепления с закругленными ножками (рисунок 1b)

— Критичная к способу установки датчика

Кафель, паркет, сплошной лакированный пол

Тонкая двусторонняя клеевая лента или устройство крепления с закругленными ножками (рисунок 1b)

— Тонкое упругое покрытие

Иглопробивной материал, жесткий ПВХ

Устройство крепления с острыми ножками из отпущенной стали (рисунок 1а)

— Толстое упругое покрытие

Велюр на мягком ПВХ

Устройство крепления с острыми ножками из отпущенной стали (рисунок 1а)

а) Приспособление для измерений на податливом покрытии

b) Приспособление для измерений на жестком покрытии

1 — отверстие для установки датчика

Рисунок 1 — Приспособления для быстрой установки датчиков вибрации

5.3.2 Установка на жесткую поверхность

5.3.2.1 Измерения в вертикальном направлении

Для датчика вибрации (в том числе применяемого с приспособлением для быстрой установки — рисунок 1b), который устанавливают на жесткую поверхность (фундамент или стену здания, дорожное покрытие, жесткий пол, оконный или дверной проем) без закрепления, требование об отсутствии установочного резонанса в диапазоне частот анализа обычно выполняется для диапазона с верхней граничной частотой вплоть до 100 Гц. Если ускорение (в любом из направлений) не превышает 3 м/с 2 , то положение датчика в процессе измерений остается неизменным, его контакт с поверхностью не нарушается, что обеспечивает условия точных измерений. Если же в точке измерений имеют место ускорения свыше 3 м/с 2 , то датчик (приспособление для быстрой установки) необходимо закрепить на поверхности болтами, с помощью клея, цемента и т. п. В некоторых случаях достаточно закрепить датчик воском. Если верхняя граница диапазона частот анализа превышает 100 Гц, то крепление датчика к поверхности является обязательным.

5.3.2.2 Измерения в горизонтальном направлении

Для датчика вибрации (в том числе применяемого с приспособлением для быстрой установки — рисунок 1b), который устанавливают на жесткую поверхность без закрепления, условия точных измерений обеспечиваются в диапазоне частот до 40 Гц, если ускорение при этом не превышает 3 м/с 2 .

Для измерений вибрации в диапазоне частот с верхней границей выше 40 Гц или при больших ускорениях необходимо для предотвращения перемещений датчика по поверхности закрепить его на поверхности клеем, болтами, цементом и т. п. В некоторых случаях достаточно использования в этих целях воска.

5.3.3 Установка на податливую поверхность

5.3.3.1 Измерения в вертикальном направлении

Для датчика вибрации, установленного на податливую поверхность (ковер, напольное покрытие), частота установочного резонанса находится обычно в пределах 100 Гц, что приводит к повышению погрешности результатов измерений на частотах свыше 20 Гц.

Для уменьшения этой составляющей погрешности и расширения диапазона частот анализа, по крайней мере, до 100 Гц (при условии, что ускорение поверхности по всем направлениям не превышает 3 м/с 2 ) датчик вибрации устанавливают с использованием приспособления, показанного на рисунке 1а). Специальные способы крепления при этом не используют. Масса приспособления вместе с датчиком должна быть около 2,5 кг. Приспособление устанавливают на поверхность следующим образом:

— надавливают на приспособление сверху до тех пор, пока не почувствуют, что каждая заостренная ножка вошла в покрытие;

— медленно приподнимают приспособление с одного края и легкими ударами углубляют в покрытие заостренные концы ножек на другой стороне, затем то же самое проделывают, приподнимая приспособление с другого края.

5.3.3.2 Измерения в горизонтальном направлении

Установка датчика в приспособление, показанное на рисунке 1а), и следование рекомендациям 5.3.2.1 обеспечивают точное измерение вибрации в диапазоне до 40 Гц.

5.3.4 Установка на грунт

5.3.4.1 Общие положения

Измерения на грунте (в грунте) даже при его хорошем уплотнении в месте установки датчика вибрации позволяют получить информацию только о локальных колебаниях самого верхнего слоя. Амплитуда сейсмических волн (особенно поверхностной волны Рэлея) с увеличением расстояния от поверхности резко уменьшается, поэтому область применения результатов измерений вибрации грунта весьма ограничена. Их можно использовать, чтобы количественно характеризовать источник вибрации, но они способны дать только приближенное представление о том, какой будет вибрация фундамента здания. Погрешность оценки будет значительна даже для вертикальной составляющей вибрации, но еще больше она для составляющих в горизонтальном направлении. Применяемые на практике способы установки датчиков вибрации на грунт (в грунт) могут привести к погрешности оценки, достигающей 400 % и более.

Читайте также:  Гост 1213 2003

5.3.4.2 Способы установки

При измерениях вибрации грунта следует применять способы установки датчика вибрации по таблице 2, принимая во внимание требования 8.2.3. Ниже даны дополнительные указания по каждому из способов установки.

а) Датчик на стержне

Датчик устанавливают на заостренном прямом стержне, который забивают в грунт так, чтобы была обеспечена его жесткая механическая связь с грунтом. Стержень должен быть достаточно жестким, чтобы не искривляться при забивании. Жесткость верхней части конструкции, где находится датчик вибрации с устройством его крепления (адаптером), должна обеспечить отсутствие резонансов в диапазоне частот анализа.

Примечание — На практике часто используют заостренный стержень длиной около 500 мм крестообразного сечения, изготовленный из двух уголков размерами 30×30×4 мм. Применяют также стержень с уголковым профилем. Заостренная часть стержня имеет длину около 150 мм. Верхняя часть стержня представляет собой пластину размерами приблизительно 60×60×10 мм. После удаления верхнего рыхлого слоя грунта стержень полностью забивают в грунт, после чего грунт в месте установки датчика максимально уплотняют.

Исследования данного способа установки датчика вибрации показали его недостаточную репрезентативность сточки зрения передачи вибрации от источника к фундаменту здания. Результаты измерений существенно зависят от длины стержня, глубины забивания, высоты расположения датчика над поверхностью грунта и положения датчика относительно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести стержня. Даже при использовании стержня конической формы, обладающего очень высокой жесткостью, и при хорошем уплотнении грунта датчик вибрации воспринимает только локальные колебания верхнего слоя грунта.

b) Закапывание в грунт

Закопанный датчик вибрации после уплотнения грунта позволяет точно измерить колебания в различных его слоях. Однако данный способ установки требует больших затрат времени, предъявляет повышенные требования к механической прочности датчика и его влагостойкости, поэтому его используют преимущественно в фундаментальных исследованиях или в тех случаях, когда измерения проводят в течение длительного периода времени.

c) Датчик в скважине

Другой способ установки датчика в грунте заключается в помещении датчика в открытую скважину. Если скважина пробурена в рыхлой породе, то датчики устанавливают на дне скважины. В случае несвязанной рыхлой породы необходимо, чтобы место установки датчика находилось выше уровня грунтовых вод. Исследованиями показано, что в целях прогнозирования воздействия вибрации на здание репрезентативными являются измерения на глубине 1,5 м, поскольку вертикальная составляющая вибрации на этой глубине будет близка к той, что будет позднее наблюдаться в данном месте на фундаменте здания.

Дно скважины уплотняют и вставляют в нее насадную трубу, внутри которой находятся датчик вибрации на приспособлении стремя выступами и веревка. Перед измерениями трубу удаляют. Веревку используют для извлечения датчика из скважины. Пример конструкции приспособления для измерения вибрации в скважине показан на рисунке 2.

Источник

Измерение вибрации, воздействующей на здания и сооружения

Оценка опасности влияния вибрационных процессов на построенные здания и сооружения

Эксплуатируемые здания подвергаются воздействию вибрации от различных источников, вызванных деятельностью человека, например от транспорта, строительных работ, крупных машин и технологических установок.

Такая вибрация может повредить здания — нанести урон конструкциям зданий, уменьшить их ресурс или привести к незначительным повреждениям, из-за чего потребуется косметический ремонт. Если есть основания предполагать, что на здания может воздействовать опасная вибрация, то проводят инструментальные исследования.

В настоящее время подходы к методикам оценки и численным критериям опасности для зданий техногенной вибрации в разных странах значительно отличаются.

Среди зарубежных документов, регламентирующих подобные измерения, можно выделить:

-Национальный стандарт Германии DIN 4150-3:1999 «Structural vibration — Part 3: Effects of vibration on structures» (Вибрация сооружений. Часть 3. Воздействие вибрации на сооружения);

— Национальный стандарт Великобритании BS 7835-2:1993 «Evaluation and measurement for vibration in buildings — Part 2: Guide to damage levels from groundborne vibration» (Измерение и оценка вибрации в зданиях. Часть 2. Руководство по установлению уровней передаваемой через грунт вибрации, приводящей к повреждению зданий);

— Национальный стандарт Норвегии NS 8141:2001 «Vibration and shock — Measurement of vibration velocity and calculation of guideline limit values in order to avoid damage of constructions» (Вибрация и удар. Измерение скорости и расчет предельных значений, рекомендуемых с целью предотвращения повреждения сооружений).

В России на данный момент нет документов, содержащих обязательные нормативы (предельные численные критерии оценки опасности вибрации). Однако с 1 октября 2008 года действует стандарт ГОСТ Р 52892-2007 «Вибрация и удар. Вибрация зданий. Измерение вибрации и оценка ее воздействия на конструкцию». Этот документ включает в себя методику оценки опасности воздействия техногенной вибрации, методические указания по проведению измерений и сводку численных критериев оценки вибрации зданий из зарубежных стандартов.

Измерения вибрации по ГОСТ Р 52892-2007

Для оценки опасности воздействия вибрации на здания и сооружения по ГОСТ Р 52892-2007 измеряют пиковую виброскорость по трём направлениям на фундаменте или на грунте рядом с фундаментом и определяют частоту доминирующей составляющей вибрационного процесса.

Рассмотрим последовательно особенности этих измерений.

Точка измерений

В отличие от измерений при санитарно-гигиенической или экологической оценке, вибрация на перекрытиях зданий не представляет основной интерес при оценке опасности вибрационных воздействий на здание в целом. Для корректной оценки необходимо измерить вибрацию несущих конструкций — фундаментов, несущих стен. В некоторых случаях измеряют вибрацию на грунте в непосредственной близости от фундамента здания.

Для измерений на фундаментах и несущих конструкциях необходимо предусмотреть подходящий способ крепления вибропреобразователя; обычно это клевое крепление. Для продления срока службы вибропреобразователи, как правило, устанавливают на посадочную площадку, которую уже клеят к вибрирующей поверхности.

Для измерений на грунте датчик устанавливают либо на массивную жесткую пластину (например на плиту дорожного покрытия) или на стальной стержень, который забивается глубоко в грунт.

Требования к установке акселерометров, плюсы и минусы разных видов креплений датчиков рассмотрены в стандарте ГОСТ ИСО 5348‑2002.

Измеряемая вибрационная характеристика

В соответствии с ГОСТ Р 52892-2007 нормируемой характеристикой вибрации является пиковое значение скорости.

Пик — это наибольшее мгновенное значение. Не следует путать пиковые значения скорости и максимальные. Под максимальным значениям, как правило, понимают наибольшее из текущих усреднённых за временной промежуток (например за 5 или 10 секунд) значений.

Для корректной оценки пиковой виброскорости необходимо использовать одну из следующих схем:

  • подходящий датчик скорости подключается его к виброметру, имеющему детектор пиковых значений,
  • датчик ускорения подключается к устройству записи временной формы сигнала, которая затем обрабатывается специальным программным обеспечением.

Пиковое значение скорости вибрации нельзя корректно получить, измеряя только усреднённые значения ускорения вибрации. При этом большинство приборов, использующихся в санитарии и экологии, в базовых комплектациях способны измерять только усреднённые значения ускорения вибрации.

Измерение частоты доминирующей составляющей

Для наиболее полной оценки опасности вибрационного воздействия на здания необходимо знать частоту доминирующей составляющей исследуемой вибрации.

Для продолжительных вибрационных событий, например вибрации от товарных железнодорожных составов, эту задачу можно решить выделением характерных частот в третьоктавном спектре ускорения или скорости.

Для импульсных вибрационных воздействий, например когда вибрация создаётся забивкой свай, частоту доминирующей составляющей получают применяя преобразование Фурье к выборке, формирующей временную форму сигнала скорости вибрации. В программных пакетах для этого обычно используется БПФ (быстрое преобразование Фурье).

Требования к приборам для измерений по ГОСТ Р 52892-2007

Ряд вопросов, не рассмотренных подробно в ГОСТ Р 52892‑2007, конкретизируют следующие стандарты:

  • ГОСТ Р 53964‑2010. «Измерения вибрации сооружений. Руководство по проведению измерений». Стандарт даёт рекомендации по измерениям согласно ГОСТ Р 52892‑2007 и содержит требования к применяемым средствам измерений.
  • ГОСТ Р 53963.1‑2010. «Измерения вибрации сооружений. Требования к средствам измерений». Стандарт содержит требования к СИ, применяемых при измерениях по ГОСТ Р 52892‑2007.

Средства измерений, применяемые при измерениях по ГОСТ Р 52892‑2007, состоят из:

  1. адаптеров для установки датчика вибрации на вибрирующую поверхность;
  2. датчика вибрации, т.е. акселерометра (датчик ускорения) или датчика скорости вибрации;
  3. измерительно-индикаторный блока;
  4. устройства записи и хранения информации (в современных цифровых приборах эту функцию может исполнять измерительно-индикаторный блок)
  5. средства анализа частотного состава сигнала (в современных приборах эту функцию реализует измерительно-индикаторный блок либо специализированное программное обеспечение на компьютере);
  6. ПО для компьютера.

Особое внимание при построении измерительной системы следует обратить на тип датчика вибрации. Несмотря на то, что измеряемым параметром является пиковая виброскорость, датчики скорости (велосиметры), в отличие от акселерометров, зачастую, не являются оптимальным выбором. Это связано с неподходящими динамическими и частотными диапазонами большинства существующих на рынке датчиков скорости. Кроме того для корректного измерения пиковой скорости датчик вибрации должен иметь не только соответствующую амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) во всём частотном диапазоне, но и фазово-частотную характеристику (ФЧХ). Многие датчики скорости (в отличие от акселерометров) имеют нелинейную ФЧХ в требуемом диапазоне частот.

Сводка требований к средствам измерения вибрации по ГОСТ Р 52892‑2007:

Верхняя граница дмапазона измерений

Нижняя граница диапазона измерений

Для приложений, подпадающих под сферу государственного регулирования обеспечения единства измерений, средство измерения должно быть утверждённого типа (внесено в госреестр СИ РФ) и иметь действующее свидетельство о поверке, измерения должны проводиться по аттестованной методике.

Источник

Вибрация как фактор гост

Утвержден и введен в действие

от 27 декабря 2007 г. N 586-ст

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВИБРАЦИЯ И УДАР

И ОЦЕНКА ЕЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КОНСТРУКЦИЮ

Vibration and shock. Vibration of buildings.

Measurement of vibration and evaluation

of its effects on structure

ГОСТ Р 52892-2007

1 октября 2008 года

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 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 ТК 183 "Вибрация и удар".

3. Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2007 г. N 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". 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.

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 надежности является появление трещин, оторванных от несущего каркаса элементов и т.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.

Читайте также:  Плотность бисульфит натрия гост 902 76

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 к динамическим нагрузкам.

Исследование воздействия вибрации на конструкцию здания проводят в том случае, если есть основания предполагать, что это воздействие может привести к повреждению 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 могут оказывать 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.

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 устойчивости к воздействию динамических сил. 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 как ядерные 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.

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, свой ств стр оительного 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 свой ств гр унта, 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 отклик успевает затухнуть до прихода следующего импульса, не способны эффективно раскачать конструкцию здания на ее резонансных частотах.

Примечание. 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, свой ств гр унта, 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 1 <1>.

<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").

Источник