《振動試驗臺基礎技術規(guī)范（征求意見稿）》

UDC

中華人民共和國國家標準

PGB50699-20xx

振動試驗臺基礎技術規(guī)范

Technicalcodefortesing

vibratorfoundation

征求意見稿

20xx-xx-xx－－發(fā)布20xx-xx-xx－－實施

中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部

聯(lián)合發(fā)布

中華人民共和國國家質(zhì)量檢驗檢疫總局

1

Contents

1Generalprovisions………………...（1）

2Termsandsymbols…………………..（2）

2.1Terms…………………….….…（2）

2.2Symbols………………….…..（2）

3Basicrequirement…………………..…（5）

3.1Generalrequirements………..….（5）

3.2Characteristicrequirementforcalculationofsubsoiland

foundations…………………….（6）

3.3Characteristicparameterofdynamicpropertiesofsubsoil……..（6）

4Characteristicmeasurementofparameterofdynamicpropertiesof

subsoil……………...…（9）

4.1Generalrequirements………….…（9）

4.2Contentsofmeasurementanddataprocessing………………...…（9）

5Dynamiccalculationoffoundations……………….…（17）

6Structuralrequirementoffoundations…………..….…（17）

7Dynamiccalculationoffoundations……………….….（17）

8Inspection….……….….（19）

AppendixABasicequationsofdynamiccalculationsoffoundations….（29）

AppendixBMeasuringsubsoildampingratiowiththerelativewidthof

theverticalvelocityamplitude-frequencyresponsecurve…..（30）

AppendixCFoundationselectionmethodsforelectrodynamicvibrators…(31)

Explanationofwordinginthiscode…….……….….…..…（32）

Listofquotedstandards………….….……..………....…（33）

Addition:Explanationofprovisions…….….……...…….....（37)

2

1總則

1.0.1為了在振動試驗臺基礎的建造中貫徹執(zhí)行國家的技術經(jīng)濟政策，做到技術

先進、安全適用、經(jīng)濟合理、確保質(zhì)量，編制本規(guī)范。

1.0.2本規(guī)范適用于液壓振動試驗臺和電動振動試驗臺地基基礎的勘察、設計、

測試、施工和驗收。

1.0.3振動試驗臺基礎的技術要求除應執(zhí)行本規(guī)范外，尚應符合國家現(xiàn)行有關標

準的規(guī)定。

1

2術語和符號

2.1術語

2.1.1基組foundationset

振動試驗臺基礎和基礎上的機器、附屬設備、填土的總稱。

2.1.2地基剛度stiffnessofsubsoil

地基抵抗變形的能力，其值為施加于地基上的力（力矩）與它引起的線位

移（角位移）之比。

2.1.3水平回轉耦合振動vibrationcoupledwithtranslatingandrocking

基礎沿一水平軸平移并繞另一水平軸同時產(chǎn)生回轉振動的耦合振動。

2.2符號

2.2.1作用和響應：

1用于動力計算：

Pz——激振器的豎向擾力；

Px——激振器的水平擾力；

pk——標準靜荷載下基礎底面平均靜壓力；

M——激振器的回轉擾力矩的總稱；

M——激振器的扭轉擾力矩；

dz——基組重心處的豎向振動線位移；

dx——基組重心處的水平向振動線位移；

d——基礎的回轉振動角位移；

d——基礎的扭轉振動角位移的總稱；

基礎頂面控制點在水平擾力、擾力矩及豎向擾力偏心作

dz——PxMPz

用下的豎向振動線位移；

基礎頂面控制點在水平擾力、擾力矩及豎向擾力偏心作

dx——PxMPz

用下的水平向振動線位移；

ω——激振器擾力的圓頻率；

2

ωnz——基組豎向固有圓頻率；

ωnx——基組水平向固有圓頻率；

ωn——基組回轉固有圓頻率；

ωn——基組扭轉固有圓頻率；

ωn1——基組水平回轉耦合振動第一振型固有圓頻率的總稱；

ωn2——基組水平回轉耦合振動第二振型固有圓頻率的總稱；

2用于測試分析：

dm——基礎豎向振動位移幅頻響應曲線峰點線位移的總稱；

dm1——基礎水平回轉耦合振動位移幅頻響應曲線第一振型峰點水平線位

移；

第一、二臺傳感器測出的基礎水平回轉耦合振動位移幅頻響應曲

dz1.2——

線第一振型峰點豎向線位移；

基礎扭轉振動位移幅頻響應曲線峰點水平線位移的總稱；

dm——

fnd——基礎豎向有阻尼固有頻率；

fm——基礎豎向振動幅頻響應曲線峰點頻率的總稱；

fm1——基礎水平回轉耦合振動幅頻響應曲線第一振型峰點頻率的總稱；

fnz——基礎豎向無阻尼固有頻率；

fn1——基礎水平回轉耦合振動第一振型無阻尼固有頻率；

fnx——基礎水平向無阻尼固有頻率；

基礎回轉無阻尼固有頻率；

fn——

基礎扭轉振動幅頻響應曲線峰點頻率的總稱；

fm——

基礎扭轉振動無阻尼固有頻率。

fn——

2.2.2計算指標：

Cz——天然地基抗壓剛度系數(shù)；

C——天然地基抗彎剛度系數(shù)；

Cx——天然地基抗剪剛度系數(shù)；

C——天然地基抗扭剛度系數(shù)；

Kz——天然地基抗壓剛度；

K——天然地基抗彎剛度；

Kx——天然地基抗剪剛度；

3

K——天然地基抗扭剛度；

kpz——單樁抗壓剛度；

Kp——樁基抗彎剛度；

m——基組的質(zhì)量，為mf、mm及ms之和；

mf——基礎的質(zhì)量；

mm——基礎上機器設備的質(zhì)量；

ms——基礎上回填土的質(zhì)量（用于埋置的階梯形基礎）；

mz——基礎豎向振動的參振總質(zhì)量，包括基組質(zhì)量和地基參振質(zhì)量；

mx——基礎水平回轉耦合振動的參振總質(zhì)量，包括基組質(zhì)量和地基參振

質(zhì)量；

m——基礎扭轉振動的參振總質(zhì)量，包括基組質(zhì)量和地基參振質(zhì)量；

m——基組質(zhì)量比；

z——天然地基的豎向阻尼比；

x1——天然地基的水平回轉向耦合振動第一振型阻尼比；

x2——天然地基的水平回轉向耦合振動第二振型阻尼比；

——天然地基扭轉向阻尼比。

2.2.3幾何參數(shù)：

A——基礎底面積；

I——基礎底面對通過其形心軸的慣性矩；

J——基組對通過其重心軸的轉動慣量；

Iz——基礎底面通過其形心軸的極慣性矩；

Jz——基組通過其重心軸的極轉動慣量；

h——基礎高度；

h1——基組質(zhì)心至基礎頂面的距離；

h2——基組質(zhì)心至基礎底面的距離。

4

3基本規(guī)定

3.1一般規(guī)定

3.1.1振動試驗臺基礎設計時應取得下列資料：

1激振器的個數(shù)、每個質(zhì)量及運動部分質(zhì)量；

2激振器的擾力及擾力矩大小、方向及作用位置；

3激振器激振頻率范圍；

4激振器最大行程、速度及加速度；

5附加設備質(zhì)量及擾力與擾力矩大小、方向及作用位置；

6設備底座詳圖，包括附加設備位置、預埋螺栓位置、管溝位置及其孔洞

尺寸。

3.1.2振動試驗臺基礎設計時應取得所在建筑物的下列資料：

1建筑物的施工圖；

2在建筑物內(nèi)位置及鄰近部分的建筑物基礎詳圖及管溝布置圖；

3建筑物的地質(zhì)勘察資料，振動臺基礎底面應布置鉆孔，孔深應至硬土層

或巖層或不小于20m，提供土層壓縮波、剪切波波速、剪切模量及泊松比。

4地基動力特性參數(shù)的測試資料。

3.1.3振動試驗臺基礎應與建筑物基礎及上部結構分開，凈距分別不應小于

100mm及50mm。當兩者基礎緊鄰，基礎底面應同深。

3.1.4振動試驗臺基礎頂部四周應與混凝土地面分開，縫寬應為50mm，深應為

500mm，可用聚苯乙烯泡沫板填塞，可不做隔振縫?；A四周的回填土應分層夯

實，壓實系數(shù)c不應小于0.94。

3.1.5有振動的管道應與建筑物脫開，必要時可用柔性連接。有振動的管溝應與

建筑物基礎用縫分開。

3.1.6振動試驗臺所在的建筑物在構造上應按抗震設防烈度不低于7度設計，且

不低于當?shù)卦O防烈度要求，應將屋面荷載增加5%～10%計算屋面板、屋架及托

架，但不應傳給柱子及基礎。

3.1.7振動試驗臺基礎在天然地基上時，承載力特征值fak小于150kPa的應進行

地基處理或用樁基。

3.1.8基組的重心與基礎底面形心宜在同一豎線上。

5

3.2地基和基礎的計算規(guī)定

3.2.1振動試驗臺基礎底面地基平均靜壓力應按下式計算：

pk≤0.8fa(3.2.1)

式中：pk——標準靜載荷下基礎底面平均靜壓力(kPa)，標準荷載為基礎自重

及其上的回填土重及機器自重(kN)；

fa——修正后的地基承載力特征值(kPa)。

3.2.2振動試驗臺基礎頂面的振動容許值應符合國家現(xiàn)行標準《建筑工程

容許振動標準》GB50868-2013第5.7節(jié)規(guī)定。

3.3地基動力特征參數(shù)

I天然地基

3.3.1振動試驗臺基礎在天然地基上的基本動力參數(shù)可由現(xiàn)場試驗確定，試

驗方法應按本規(guī)范第4章方法進行。當無條件進行試驗并有經(jīng)驗時，可按本

規(guī)范第3.3.2條～第3.3.8條規(guī)定確定，并對塊體基礎計算所得的豎向或水平

向振動線位移，可不按現(xiàn)行國家標準《動力機器基礎設計規(guī)范》GB50040-96

中第3.3.11條進行折減，但應按本規(guī)范第8章檢驗。

3.3.2天然地基的抗壓剛度系數(shù)Cz可按下列規(guī)定取用：

1當基礎底面積大于或等于20m2及埋深不小于2.0m時，可按圖3.3.2

采用，并乘以系數(shù)η，η的取值應符合以下規(guī)定：

1）當fak大于300kPa，η取1.0；

2）當fak不大于300kPa，黏性土η取1.1，粉土η取1.0，砂土η取0.9。

22

2當基礎底面積小于20m，大于10m時，抗壓剛度系數(shù)Cz可采用

圖3.3.2中的數(shù)值乘以底面積修正系數(shù)βr。βr可按下式進行計算：

320

（3.3.2）

rA

式中：A——基礎底面積（m2）。

6

)

3

/

m

k

N

4

1

0

×

(

z

C

fak(kPa)

圖3.3.2天然地基的抗壓剛度系數(shù)Cz與地基承載力特征值fak關系統(tǒng)計曲線

3.3.3天然地基的抗彎、抗剪、抗扭剛度系數(shù)可按現(xiàn)行國家標準《動力機器基礎

設計規(guī)范》GB50040-96中第3.3.5條計算。

3.3.4天然地基的抗壓、抗彎、抗剪、抗扭剛度可按現(xiàn)行國家標準《動力機器基

礎設計規(guī)范》GB50040-96中第3.3.6條計算。

3.3.5天然地基抗壓剛度系數(shù)的埋深提高系數(shù)可按現(xiàn)行國家標準《動力機器基礎

設計規(guī)范》GB50040-96中第3.3.7條計算。

3.3.6天然地基抗壓剛度系數(shù)值按本規(guī)范第3.3.2條及3.3.5條提高后的總值不得

大于現(xiàn)行國家標準《動力機器基礎設計規(guī)范》GB50040-96中表3.3.2內(nèi)的數(shù)值

的2倍。

3.3.7天然地基阻尼比可按下述方法進行計算：

1豎向阻尼比可按下列公式計算：

c

z（3.3.7-1）

(1v)m

式中：c=0.18,0.216,0.252，一般可取0.216，根據(jù)土層軟硬可上下浮動，

7

軟土層取小值；也可根據(jù)振動試驗臺的重要性而反向浮動，重要的取小值。

m

m(3.3.7-2)

A1.5

式中：天然地基豎向阻尼比；

z——

m——基組質(zhì)量比，不宜大于0.8，否則宜調(diào)整基礎尺寸；

m——基組的質(zhì)量（t），見式（5.2.1-3）；

ρ——地基土的密度（t/m3）；

v——地基土的泊松比，按本規(guī)范第3.1.2條得出。

2水平回轉向、扭轉向阻尼比可按現(xiàn)行國家標準《動力機器基礎設計規(guī)范》

GB50040-96第3.3.9.2款計算。

3.3.8埋置基礎的天然地基阻尼比，埋深提高系數(shù)可按現(xiàn)行國家標準《動力機器

基礎設計規(guī)范》第條計算。提高后的阻尼比，不應大于

GB50040-963.3.10Z

，、不應大于。

0.6x10.3

II樁基

3.3.9樁基的基本動力參數(shù)可由現(xiàn)場試驗確定，試驗方法應按本規(guī)范第4章方法

進行。當無條件進行試驗并有經(jīng)驗時，可按本規(guī)范第3.3.10條、第3.3.11條規(guī)定

確定，但必須按本規(guī)范第8章檢驗。

3.3.10樁基剛度可按現(xiàn)行國家標準《動力機器基礎設計規(guī)范》GB50040-96中

第3.3.13條～第3.3.18條規(guī)定確定。計算樁基的固有頻率和振動線位移時所需參

數(shù)可按該規(guī)范第3.3.19條、第3.3.20條規(guī)定確定。

摩擦樁樁基豎向阻尼比可取無樁時承臺在天然地基上的阻尼比（包抬

3.3.11pz

埋深提高）增加0.05，可按現(xiàn)行國家標準《動力機器基礎設計規(guī)范》GB50040-96

第3.3.21.2款確定水平回轉向、扭轉向阻尼比。并可按該規(guī)范第3.3.22條確定樁

承臺埋深對阻尼比的提高作用，提高后的不應大于，、不應大于

PZ0.6Px1P

0.3。

8

4地基動力特征參數(shù)測試

4.1一般規(guī)定

4.1.1振動試驗臺基礎設計前，宜在現(xiàn)場進行模塊基礎試驗。

4.1.2模塊基礎應建在擬建基礎附近具有類似結構的原狀土層上，其尺寸可為

2.0m×1.5m×1.0m，數(shù)量不宜少于2個，混凝土強度等級不應低于C25。當工程

需要，尺寸可適當加大，長寬比不應大于1.5，高寬比不應大于0.6。此時，模塊

基礎的基組質(zhì)量比m宜與設計基礎接近。

4.1.3當模塊基礎用樁基時，可按現(xiàn)行國家標準《地基動力特性測試規(guī)范》GB/T

50269-2015第4.3.2條進行，樁距、樁截面及混凝土強度等級應與擬建基礎的樁

相同，樁長應達到擬建基礎樁尖地層。

4.1.4模塊基礎基坑坑壁至模塊基礎的四周距離應大于500mm，坑底土層應保

持原狀結構，坑底面應保持水平面。

4.1.5模塊基礎的施工尺寸應準確，其頂面應抹平抹光，預埋激振器連接螺栓位

置應準確，施工時可采用定位模具。螺栓位置、大小及長度應由測試單位按激振

器要求提供。

4.2測試內(nèi)容及數(shù)據(jù)處理

4.2.1模塊基礎用激振法測試應包括強迫振動和自由振動，并應沿豎向和縱橫水

平方向分別測試，且應分明置和埋置兩種情況，埋置時四周回填土應分層夯實，

壓實系數(shù)λc不應小于0.94。

4.2.2用激振法測試時，除另有說明外，應按現(xiàn)行國家標準《地基動力特性測試

規(guī)范》GB/T50269—2015第4.4節(jié)的規(guī)定進行。測試幅頻響應時，激振擾力頻率

宜在3Hz~50Hz范圍內(nèi)變化，對于硬土層或巖層應提高。頻率間隔在共振區(qū)內(nèi)應

小于1Hz，在共振區(qū)外應為1Hz～2Hz，逐個測試?；A共振時的線位移不宜大

于0.1mm。

4.2.3模塊基礎強迫振動的數(shù)據(jù)處理，可按現(xiàn)行國家標準《地基動力特性測試規(guī)

范》GB/T50269-2015第4.5.1條的規(guī)定進行。

4.2.4模塊基礎自由振動的測試方法及數(shù)據(jù)處理，可按現(xiàn)行國家標準《地基動力

特性測試規(guī)范》GB/T50269-2015第4.4節(jié)、第4.5節(jié)的規(guī)定進行，可用波形起

9

始段無滯后的位移傳感器。

4.2.5模塊基礎地基振動測試應提供下列地基動力參數(shù)：

1地基豎向及水平回轉向第一振型以及扭轉向的阻尼比；

2地基抗壓、抗剪、抗彎和抗扭剛度系數(shù)；

3地基豎向和水平回轉向以及扭轉向的參振質(zhì)量。

4.2.6模塊基礎樁基振動測試應提供下列動力參數(shù)：

1樁基豎向和水平回轉向第一振型以及扭轉向的阻尼比；

2單樁的抗壓剛度；

3樁基抗剪和抗扭剛度系數(shù)；

4樁基豎向和水平回轉向以及扭轉向的參振質(zhì)量。

4.2.7測試結果應包括下列內(nèi)容：

1測試的各種幅頻響應曲線及幅頻數(shù)據(jù)表；

2地基動力參數(shù)測試值的分析計算表；

3地基動力參數(shù)的設計值分析計算表；

4上述第4.2.5條、第4.2.6條的地基動力參數(shù)。

4.2.8數(shù)據(jù)處理結果，應得到下列幅頻響應曲線：

1基礎豎向振動為基礎豎向線位移的幅頻響應曲線（dz-f）；

2基礎水平回轉耦合振動為基礎頂面測試點沿x軸的水平線位移的幅頻響

應曲線（dx-f），及基礎頂面測試點由回轉振動產(chǎn)生的豎向線位移的幅頻響應曲

線（dz-f）；

3基礎扭轉振動為基礎頂面測試點在扭轉擾力矩作用下的水平線位移的幅

頻響應曲線（dx-f）。

4.2.9測試時宜分別用定擾力、變擾力激振。當用定擾力激振時，應同時得出位

移、速度及加速度隨頻率變化的幅頻響應曲線。當只能用定擾力激振時，可用其

加速度幅頻響應曲線峰點頻率fma代替本規(guī)范第4.2.10條~第4.2.12條有關公式中

的變擾力位移幅頻響應曲線峰點頻率fme。當只能用變擾力激振時，可將變擾力

（P）的位移幅頻曲線（d-f）化作單位定擾力位移幅頻響應曲d/P-f），并得出

峰點頻率。

4.2.10地基豎向動力特征參數(shù)可按下列公式計算：

1當只能用變擾力激振時，地基豎向阻尼比可按式（4.2.10-1）計算，除此

之外，均可按式（4.2.10-1）~式（4.2.10-3）計算，并取平均值。

10

z=0.7071(fmcfme)(4.2.10-1)

2

z=0.7071(fmcfmv)(4.2.10-2)

2

z=0.7071(fmvfme)(4.2.10-3)

式中：z——地基豎向阻尼比；

fmc———豎向定擾力振動位移輻頻響應曲線峰點頻率（Hz）；

fme——豎向變擾力振動位移輻頻響應曲線峰點頻率（Hz）；

fmv——豎向定擾力振動速度幅頻響應曲線峰點頻率（Hz）。

2基礎豎向無阻尼和有阻尼固有頻率，可分別按下列公式計算：

fnzfmcfme(4.2.10-4)

2

fndfnz1z(4.2.10-5)

式中：fnz——基礎豎向無阻尼固有頻率（Hz）；

fnd——基礎豎向有阻尼固有頻率（Hz），可用沖擊法測試作驗證。

注：1fnz應接近fmv，允許偏差為10%，相差較大時，應研究fmc與fme的取點是否合理，

或測試精度是否可靠。

當有關曲線峰點不明顯或消失（～）時，可用附錄計算。

2z=0.61.0Bz

3第1款的除此之外的條件是：同一基礎、同一激振器、定、變擾力大小相同。

3基礎的參振總質(zhì)量、地基抗壓剛度和抗壓剛度系數(shù)、單樁抗壓剛度和樁

基抗彎剛度，可分別依次按下列公式計算。

Kz

mz=2(4.2.10-6)

(2fnz)

Pc1

Kz=·(4.2.10-7)

d2

mc2z1z

K

Cz(4.2.10-8)

zA

Kz

kpz(4.2.10-9)

np

n

2

Kpkpzri(4.2.10-10)

i1

式中：mz——基礎豎向振動參振的總質(zhì)量（t），包括基礎、激振設備及地基的參

11

振質(zhì)量，當大于基礎質(zhì)量mf的2倍時，應取mz等于2mf；

Kz——地基抗壓剛度（kN/m）；

Pc——定擾力值（kN）；

dmc——定擾力豎向振動輻頻響應曲線峰點線位移（m）。

地基抗壓剛度系數(shù)（3）；

Cz——kN/m

kpz——單樁抗壓剛度（kN/m）；

樁基抗彎剛度（）；

Kp——kN·m

ri——第i根樁中線至基礎底面形心回轉軸的距離（m）；

np——樁數(shù)。

4.2.11地基在軸x向水平回轉向動力特征參數(shù)應按下列公式計算：

1當只能用變擾力激振時，地基水平回轉耦合第一振型阻尼比可按式

（4.2.11-1）計算，除此之外，均可按式（4.2.11-1）~式（4.2.10-3）計算，并取

平均值。

=0.7071(ff)(4.2.11-1)

x1m1cm1e

=0.7071(ff)2（4.2.11-2)

x1m1cm1v

=0.7071(ff)2（4.2.11-3)

x1m1vm1e

式中：x1——基礎水平回轉向第一振型阻尼比；

fm1c——dxφ-f幅頻響應曲線第一振型峰點頻率（Hz）；

fm1e——水平變擾力振動水平回轉位移dxφ-f幅頻響應曲線第一振型峰點頻

率（Hz）；

fm1v——水平定擾力振動水平回轉速度Vxφ-f幅頻響應曲線第一振型峰點頻

率（Hz）。

2基礎無阻尼固有頻率可按下式計算：

fn1=fm1cfm1e(4.2.11-4)

式中：fn1——基礎水平回轉耦合振動第一振型無阻尼固有頻率（Hz）；

注：1fn1應接近fm1v，允許偏差為10%，相差較大時，應研究fm1c與fm1e的取點是否

合理，或測試精度是否可靠。

2第1款的除此之外的條件是：同一基礎、同一激振器、定、變擾力大小相同。

3基礎水平回轉振動的參振總質(zhì)量，應按下列公式計算：

12

Px(1h3)(1h1)11

m=··（4.2.11-5）

xd(2f)22i22

m1n12x11x11

（）

1dxm14.2.11-6

dd

z1z2

Φm1=(4.2.11-7)

l1

dx=dm1－h(huán)1Φm1（4.2.11-8）

1

i=(l2h2)(4.2.11-9)

12

式中：基礎水平回轉耦合振動的參振總質(zhì)量（），包括基礎、激振設備

mx——t

和地基參振質(zhì)量，當大于基礎質(zhì)量的倍時，應取倍。

mx1.41.4

Px——作用于x方向的水平定擾力（kN）；

ρ1——基礎第一振型轉動中心至基礎質(zhì)心距離（m）

i——基礎回轉半徑（m）；

Φm1——基礎第一振型峰點的回轉角位移（rad）；

d——第一臺傳感器測出的基礎水平回轉耦合振動第一振型豎向峰點

z1

線位移（m）；

d——第二臺傳感器測出的基礎水平回傳耦合振動第一振型豎向峰點

z2

線位移（m）；

l1——兩臺豎向傳感器的間距(m)；

dx——基礎質(zhì)心處的水平線位移（m）；

dm1——基礎水平回轉耦合振動第一振型水平向峰點線位移（m）；

h1——基礎質(zhì)心至基礎頂面距離（m）；

l——平行于擾力方向的基礎邊長（m）；

h——基礎高度（m）；

h3——基礎質(zhì)心至激振器水平擾力距離（m）。

4地基抗剪剛度和抗剪剛度系數(shù)、抗彎剛度和抗剪剛度系數(shù)，應按下列公

式計算。

2

Kx=mxφ(2πfnx)(4.2.11-10)

fnx=fn11h2/1(4.2.11-11)

13

K

Cx(4.2.11-12)

xA

22

K=J(2fn)Kxh2(4.2.11-13)

h222

fff(4.2.11-14)

n1i2nxn1

K

C(4.2.11-15)

I

式中：Kx——地基抗剪剛度（kN/m）；

fnx——基礎水平向無阻尼固有頻率（Hz）；

3

Cx——抗剪剛度系數(shù)（kN/m）；

K——地基抗彎剛度（kN·m）；

fn——基礎回轉無阻尼固有頻率（Hz）；

h2——基組質(zhì)心至基礎底面的距離。

3

C——抗彎剛度系數(shù)（kN/m）；

J——基礎對通過其重心軸的轉動慣量（t.m2）；

I——基礎底面對通過其形心軸的慣性矩(m4)。

4.2.12地基扭轉向動力特征參數(shù)應按下列公式計算：

1當只能用變擾力激振時，地基扭轉向阻尼比可按式（4.2.12-1）計算，除

此之外，均可按式（4.2.12-1）~式（4.2.12-3）計算，并取平均值：

=0.7071(fmcfme)(4.2.12-1)

2

=0.7071(fmcfmv)(4.2.12-2)

2

=0.7071(fmvfme)(4.2.12-3)

式中：——地基扭轉向阻尼比；

定擾力扭轉振動水平位移輻頻響應曲線峰點頻

fmc——Axf

率；

變擾力扭轉振動水平位移輻頻響應曲線峰點頻

fme——Axf

率；

定擾力扭轉振動速度輻頻響應曲線峰點頻率。

fmv——Vxf

14

2基礎扭轉振動無阻尼固有頻率可按下式計算：

fnfmcfme(4.2.12-4)

式中：基礎扭轉振動無阻尼固有頻率（）。

fn——Hz

注：應接近于，允許偏差為，相差較大時應研究與的

1fnfmv10%fmvfme

取點是否合理，或測試精度是否可靠。

2第1款的除此之外的條件是：同一基礎、同一激振器、定、變擾力大小相同。

3基礎扭轉振動的參振總質(zhì)量，應按下列公式計算：

12Jz

m(4.2.12-5)

l2b2

Ml1

J·(4.2.12-6)

z22

Amcn21

n2fn(4.2.12-7)

式中：m—基礎扭轉振動的參振總質(zhì)量（t），包括基礎、激振設備和地基參振

質(zhì)量（t）；

2

Jz——基礎通過其重心軸的極轉動慣量（t.m）

M—激振設備的定擾力扭轉力矩（kN.m）；

l——扭轉軸至實測點的距離(m)；

定擾力扭轉振動水平位移幅頻響應曲線峰點線位移

dmc—dxf

（m）；

基礎扭轉振動無阻尼固有圓頻率（）；

ωn—rad/s

b—基礎寬度（m）。

4地基的抗扭剛度和抗扭剛度系數(shù)，可分別按式（4.2.12-8）和式（4.2.12-9）

計算。

2

K=Jzn(4.2.12-8)

CKIz(4.2.12-9)

15

式中：K——地基抗扭剛度（kN·m）；

3

C——地基抗扭剛度系數(shù)（kN/m）；

4

Iz——基礎底面對通過其形心軸的極慣性矩（m）。

4.2.13由明置模塊基礎或樁基礎測試的地基阻尼比、地基剛度系數(shù)及地基參加

振動的當量質(zhì)量用于設計振動試驗臺基礎時，應進行有關換算，可按現(xiàn)行國家標

準《地基動力特性測試規(guī)范》GB/T50269-2015第4.6節(jié)的規(guī)定進行。換算后的

設計值，不應大于，、不應大于。且天然地基的抗壓剛度系數(shù)

z0.6x10.3

Cz，不應大于現(xiàn)行國家標準《動力機器設計規(guī)范》GB50040-96表3.3.2規(guī)定的2

倍。

16

5基礎動力計算

5.1基礎振動計算體系

5.1.1基礎振動計算體系如下（圖5.1.1）：

1沿豎軸Z上下振動;

2在縱向XOZ平面內(nèi)的水平回轉耦合振動,而為繞Y軸的俯仰振動;

3在橫向YOZ平面內(nèi)的水平回轉耦合振動,而為繞X軸的搖擺振動;

4繞豎軸Z的扭轉振動。

圖5.1.1塊體基礎振動計算體系

5.1.2基礎動力計算時，如有多個激振器，可根據(jù)實際使用情況，當激振力不同

時達到最大值時可以折減，其折減系數(shù)由工藝單位提出。

5.2豎向振動

5.2.1基組在通過其重心的豎向擾力Pz作用下，其豎向振動線位移和固有圓頻

率的計算應符合下列規(guī)定：

1線位移和固有頻率可分別按式（5.2.1-1）和式(5.2.1-2)計算。

Pz1

dz(5.2.1-1)

22

Kz

22

(12)4z2

nznz

17

K

z(5.2.1-2)

nzm

mmfmmmsm(5.2.1-3)

3

m2r0(5.2.1-4)

當，，，，，

=00.250.52=0.51.02.0

式中：r0——基礎底面積等效于圓板半徑；

dz——基組重心處的豎向線位移（m）；

Pz——激振器的豎向擾力（kN）；

ωnz——基組的豎向固有圓頻率（rad/s）；

m——基組豎向振動的總質(zhì)量（t）；

mf——基礎的質(zhì)量（t）；

mm——基礎上機器設備的質(zhì)量（t）；

ms——基礎上回填土的質(zhì)量（t）；

m——參振土質(zhì)量（t），僅用于土層，fak不大于300kPa；

Kz——基礎的地基抗壓剛度(kN/m)；

ω——激振器的擾力圓頻率（rad/s）。

ζz——地基的豎向阻尼比。

最大線位移可按下列公式計算：

2dzmax

）當為定擾力，且2時：

1Pzn12Z

P1

Az(5.2.1-5)

zmaxK2

z2z1z

n

2）當Pz為變擾力，且時：

2

12Z

PZ12

dzmax12z(5.2.1-5)

K2

Z2z1z

式中：dzmax——機組重心處的豎向最大線位移；

5.2.2速度可按下列公式計算

18

V=dz(5.2.2-1)

在定擾力作用下

Pzc:

Pzcnz

Vzcmax(5.2.2.-2)

Kz2

在變擾力作用下：

Pze

當定、變擾力相等，

Vze=Vzcmax(5.2.2-3)

5.2.3加速度可按下列公式計算

2

az=dz(5.2.3-1)

在定擾力作用下

Pzc:

2

Pzcnz

azcmax(5.2.3-2)

2

KZ2[1

在變擾力作用下

Pze:

當定、變擾力相相等，

aze=azcmax(5.2.3-3)

5.3水平回轉耦合振動

5.3.1基組在水平擾力Px和豎向擾力Pz沿x向偏心矩作用下，產(chǎn)生x向水平、繞

y軸回轉（即x-向）的耦合振動（圖5.3.1），基礎頂面控制點的豎向和水平向

振動線位移可按下列公式計算：

(a)第一振型(b)第二振型

19

圖5.3.1基組沿x向水平、繞y軸回轉的耦合振動的振型

1基礎頂面控制點角點B的豎向和水平線位移的計算如下：

dz(d1d2)lx(5.3.1-1)

dxd1(1h1)d2(h12)(5.3.1-2)

M11

d·(5.3.1-3)

1222

Jy(1)n122

(12)4x12

n1n1

M21

d2·(5.3.1-4)

222

Jy(2)n2

(1)242

2x22

n2n2

14mh2

222－22224

n1[(nxn)(nxn)nx](5.3.1-5)

2Jy

2

21222224mh24

n2[(nxn)+(nxn)nx](5.3.1-6)

2Jy

K

2x(5.3.1-7)

nxm

2

KKh

2x2

n(5.3.1-8)

Jy

KCIyx(5.3.1-9)

MP(hh)Pe

1x101zx(5.3.1-10)

MP(hh)Pe

2x102zx(5.3.1-11)

2

nxh2

ρ122(5.3.1-12)

nxn1

2

Jy(1)=Jy+mρ1(5.3.1-13)

20

2

nxh2

ρ222(5.3.1-14)

n2nx

2

Jy(2)=Jy+mρ2(5.3.1-15)

以上適用于單一工作頻率可用在單一轉速下的活塞式壓縮機基礎振動。液

壓和電動振動驗臺的頻帶寬，最大響應按下列公式計算:

點最大豎向和水平線位移的計算如下：

2Bdzmax，dxmax

1)第1振型：

（）當、為定擾力，且2時：

1PxPzmc1n112x1

M11

（）

d1cmax5.3.1-16

J22

y(1)n12x11x1

以此代入下式（）相應得如下

5.3.1-17A2c:

M21

d2c(5.3.1-17)

222

J

y(2)n2mc1mc1

22

(12)4x22

n2n2

基礎頂角點線位移:

豎向

dz1cmax(d1cmaxd2c)lx(5.3.1-18)

水平

dx1cmaxd1cmax(1h2)d2c(h22