Меры по защите от вибрации

Обычно вибрация распространяется как в грунте, так и в строительных конструкциях с относительно малым затуханием. Поэтому в первую очередь необходимо применять меры по снижению динамических нагрузок, создаваемых источником вибрации, или снижать передачу этих нагрузок путём виброизоляции машин и средств транспорта.

Снижение вибрации в защищаемых помещениях может быть достигнуто целесообразным разрешением оборудования в здании. Оборудование, создающее значительные динамические нагрузки, рекомендуется устанавливать в подвальных этажах или на отдельных фундаментах, не связанных с каркасом здания. При установке оборудования на перекрытия желательно размещать его в местах, наиболее удалённых от защищаемых объектов. Если невозможно обеспечить достаточное снижение вибрации и шума, возникающих при работе центробежных машин, указанными методами, то следует предусмотреть их виброизоляцию.

Виброизоляция агрегатов достигается установкой их на специальные виброизоляторы (упругие элементы, обладающие малой жёсткостью), применением гибких элементов (вставок) в системах трубопроводов и коммуникаций, соединённых с вибрирующим оборудованием, мягких прокладок для трубопроводов и коммуникаций в местах прохода их через ограждающие конструкции и в местах крепления к ограждающим конструкциям. Гибкие соединения трубопроводов в насосных установках необходимо предусматривать как в нагнетательной, так и во всасывающей линиях (как можно ближе к насосной установке). В качестве гибких вставок можно использовать рукава резинотканевые с металлическими спиралями.

Для уменьшения вибрации, передающейся на несущую конструкцию, используют пружинные или резиновые виброизоляторы. Для агрегатов, имеющих скорость вращения менее 1800 об/мин, рекомендуются пружинные виброизоляторы; при скорости вращения более 1800 об/мин допускается применение резиновых виброизоляторов. Следует иметь в виду, что срок работы резиновых виброизоляторов не превышает 3 лет. Стальные виброизоляторы долговечны и надёжны в работе, но они эффективны при виброизоляции низких частот и недостаточно снижают передачу вибрации более высоких частот (слухового диапазона), обусловленную внутренними резонансами пружинных элементов. Для устранения передачи высокочастотной вибрации следует применять резиновые или пробковые прокладки толщиной 10-20 мм, располагая их между пружинами и несущей конструкцией.

Защита зданий от вибрации, возникающей от движения на железнодорожных линиях, линиях мелкого заложения метрополитена, обычно обеспечивается их надлежащим удалением от источника вибрации. Установлено, что жилые здания не должны располагаться по кратчайшему расстоянию до стенки тоннеля метрополитена ближе чем на 40 м.

Практика показала, что единственным средством защиты помещений жилых зданий от шума и вибрации, возникающих от работы линий метрополитена, расположенных на меньших расстояниях, является виброизоляция пути метрополитена от грунта с помощью резиновых прокладок.

Застройка виброопасных территорий осуществляется с применением защитных мероприятий, которые, несмотря на удорожание строительства, являются необходимыми, так как при их отсутствии здание, испытывающее повышенное вибрационное воздействие, не может быть принято в эксплуатацию. В настоящее время для снижения колебаний применяется несколько способов. Например, используются виброзащитные конструкции железнодорожного пути, позволяющие снизить вибрации в зданиях до 10-13 дБ, экранирующие траншеи в грунте, снижающие колебания до 15 и 10 дБ соответственно. Как правило, такой эффективности бывает достаточно для обеспечения требований норм в административных и общественных зданиях, защитная зона для которых при воздействии метрополитена составляет порядка 25 м, при воздействии железной дороги – до 50 м, а трамвайной линии – до 30 м.

Указанные выше защитные способы в каждом конкретном случае имеют достоинства и недостатки. Например, виброизоляция зданий типовых серий из сборного железобетона может выполняться только путём снижения колебаний в источнике или на пути распространения волн в грунтовой среде. Виброизоляция реконструируемых зданий, как правило, обеспечивается конструктивными мероприятиями – применением соответствующей схемы несущего каркаса и назначением жесткостей конструктивных элементов. В зданиях высотой 20 и более этажей снижение вибрации осуществляется за счёт использования монолитного каркаса. Здания небольшой и средней этажности, имеющие жёсткий каркас, изолируются упругими элементами, и так далее.

К сожалению, проблема защиты зданий от вибраций достаточно сложна и большей частью носит научно-технический характер. Многие задачи по распространению волн не имеют простых решений и в основном исследуются на численных моделях, которые не всегда отражают реальные свойства грунтовых сред и строительных конструкций. Поэтому в большинстве случаев идёт речь о прогностической оценке вибраций и качественном исследовании волновых процессов.