变频设备振动作用下建筑振动响应及传播规律研究

李艳娜; 胡卫华; 姚志东

doi:10.3724/j.gyjzG26013007

变频设备振动作用下建筑振动响应及传播规律研究

doi: 10.3724/j.gyjzG26013007

1. 哈尔滨工业大学(深圳)智能土木与海洋工程学院, 广东深圳 518055;
2. 中冶建筑研究总院(深圳)有限公司, 广东深圳 518055

基金项目:

上海市工程结构安全重点实验室开放课题（2023-KF08）；国家自然科学基金项目（52378296）；国家重点研发计划（2023YFC3806602）；深圳市高等院校稳定支持面上项目（GWXD20220811163144001）。

详细信息

作者简介:
李艳娜,博士研究生,工程师,主要从事结构振动分析、结构安全检测与监测、装配式结构抗震性能研究。电子信箱:liyanna_zy@163.com

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出版历程
- 收稿日期: 2026-01-30
- 网络出版日期: 2026-06-06

Research on Building Vibration Response and Propagation Laws Under Variable-Frequency Vibration Excitations

1. School of Intelligent Civil and Ocean Engineering, Harbin Institute of Technology (Shenzhen), Shenzhen 518055, China;
2. Central Research Institute of Building and Construction (Shenzhen) Co., Ltd., MCC Group, Shenzhen 518055, China

摘要

摘要: 为揭示变频设备运行过程中振动的传播规律及其对建筑结构的影响机制，依托含变频设备的工程项目，通过现场振动测试，获取设备本体、不同传播距离及建筑不同楼层的振动响应数据，探究扰动频率、传播距离及空间方位的影响。研究表明：在不同工作频率下振动的传播特性存在差异，竖向加速度传递率随频率升高呈降低趋势；振动传播具有明显方向性特征，水平向加速度传递率较竖向高出30%~50%；振动幅值随传播距离增加呈近似指数衰减规律，基于实测数据建立了考虑扰动频率的竖向加速度传递率与传播距离的量化关系，确定在距振源200~220 m处衰减至环境振动水平；建筑内部振动分布受楼层高度与结构形式的共同控制，不同方向因结构刚度差异呈现不同的楼层响应特征。
- 变频设备 /
- 振动传播规律 /
- 衰减特性 /
- 建筑结构 /
- 人体舒适性评估
Abstract: The To elucidate the propagation laws of vibrations generated during the operation of variable-frequency equipment and the influence of such vibrations on building structures， an engineering project incorporating such equipment was investigated through field vibration measurements. Vibration response data were collected at the equipment source， along multiple propagation paths， and on different floors of the building， enabling an examination of the effects of excitation frequency， propagation distance， and spatial direction. The results indicated that the vibration propagation in soil exhibited obvious frequency-dependent characteristics， with the vertical acceleration transmissibility decreasing as the operating frequency increased. Notably， the vibration propagation showed significant directional anisotropy， with the horizontal transmissibility 30% to 50% higher than the vertical one. Vibration amplitude decayed approximately exponentially as the propagation distance increased. Based on the measured data， a quantitative relationship between vertical acceleration transmissibility and propagation distance considering excitation frequency was established. The relationship revealed that vibrations attenuated to the ambient background level at a distance of approximately 200 to 220 m from the vibration source. The vibration distribution inside the building was jointly governed by floor height and structural configuration， and distinct floor vibration response characteristics in different directions were observed due to differences in structural stiffness.
- variable-frequency equipment /
- vibration propagation laws /
- attenuation characteristics /
- building structure /
- human comfort evaluation

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参考文献(22)

[1]	王强，谷祖鹏. 立式泵变频工况振动问题的分析及解决［J］. 化工设备与管道，2021，58（4）：55- 59.
[2]	孙霖，谢江辉，尚进，等. 变频循环泵振动噪声特性试验研究［J］. 流体机械，2014，42（10）：6- 10.
[3]	付昱凯，刘贺，李同录，等. 黄土在工程振动作用下湿陷性的试验研究［J/OL］. 工程地质学报，2026［2026-01-14］. https://doi.org/10. 13544/ j.cnki.jeg.2025-0155.
[4]	JEON W H，BAEK S J，KIM C J. Analysis of the aeroacoustic characteristics of the centrifugal fan in a vacuum cleaner［J］. Journal of Sound and Vibration，2003，268（5）：1025- 1035.
[5]	HE D，LI H，BI J，et al. Analysis of multi-source vibration characteristics of no-tillage planter based on field operation condition［J］. Agriculture，2025，15（17）：1840.
[6]	巴振宁，朱泽宇，符瞻远，等. 工业振源引起场地振动传播衰减研究现状综述［J］. 工业建筑，2025，55（5）：248- 261.
[7]	郭力荣，李国顺，陈璨，等. 高速动车组车下设备振动环境分析与应用［J］. 铁道机车车辆，2025，45（3）：26- 32.
[8]	肖层平，王心宇，杨参天，等. 地铁振动下的钢筋混凝土剪力墙结构振动台试验研究［J/OL］. 工程力学，2026［2026-01-14］. https://link. cnki.net/urlid/1.2595.O3.20250815.175 2. 014.
[9]	陈兆玮，李松松，徐鸿，等. 大型车辆段上盖建筑振动噪声特性及人体舒适度研究［J］. 振动工程学报，2025，38（7）：1363- 1377.
[10]	王强恒，杨庆义，薄其睿，等. 锤击沉桩作用下邻近地铁隧道地面与结构动力响应规律研究［J/OL］. 城市轨道交通研究，2026［2026-01-14］. https://doi.org/10.16037/j.1007-869 x.20251121.
[11]	张绍栋，鲁晓通，周若洋，等. 高层工业厂房人致振动舒适度试验及有限元分析［J］. 工业建筑，2023，53（增刊1）：344- 347.
[12]	王蕊，郭昭胜，崔娟玲. 振动流化床干燥机运转引起的楼面振动测试及分析［J］. 工业建筑，2014，44（9）：62- 67.
[13]	王逢德，马云腾，葛新灿，等. 稳态激励下往复式天然气压缩机橇座的振动能量传递特性［J］. 中国石油大学学报（自然科学版），2025，49（3）：205- 213.
[14]	冯玉龙，乔毅，蒋庆，等. 考虑结构-设备相互作用的预制设备舱结构隔震性能研究［J/OL］. 工程力学，2026［2026-01-14］. https://link.cnki.net/urlid/11.2595.03.20250908.1142. 006.
[15]	赵福堂，常立君，张吾渝. 循环应力比和振动频率对盐渍土微观结构影响分析［J］. 冰川冻土，2020，42（3）：854- 864.
[16]	宫树正. 考虑频率比影响的设备-结构体系研究及振动台试验［D］. 天津：天津大学，2017.
[17]	袁豪杉. 变频多级振动荷载作用下地裂缝-隧道-地层结构动力响应试验研究［D］. 西安：长安大学，2021.
[18]	张德满，俞健，邱浩然，等. 变频调速对离心泵振动的影响研究［J］. 舰船科学技术，2016，38（15）：72- 75.
[19]	秦昌安，张国伟，宋金成，等. 大型建筑设备-结构耦合效应的振动台试验研究［J］. 实验技术与管理，2025，42（7）：26- 33.
[20]	TAKEMURA S，KOBAYASHI M，YOSHIMOTO K. High-frequency seismic wave propagation within the heterogeneous crust：effects of seismic scattering and intrinsic attenuation on ground motion modelling［J］. Geophysical Journal International，2017，210（3）：1806- 1822.
[21]	FOTI S，LAI C G，RIX G J，et al. Surface wave methods for near-surface site characterization［M］. Boca Raton：CRC Press，2014.
[22]	中华人民共和国住房和城乡建设部. 建筑工程容许振动标准：GB 50868—2013［S］．北京：中国计划出版社，2013.