Вибрация на: Вибрация на скорости 40-60- 80-100-120-140 км/ч, возможные причины

Вибрация на скорости 40-60- 80-100-120-140 км/ч, возможные причины

Вибрация по автомобилю на скорости – неприятное и опасное явление, которое приводит к появлению дискомфорта при эксплуатации авто, вызывает ускоренный износ деталей, свидетельствует о необходимости проведения ремонтно-диагностических работ.

Если машину трясет на скорости 40-60-80-100-120 км/ч необходимо не откладывая  установить причины вибрации и принять меры к ее устранению.

Что такое вибрация и как человек ее ощущает

Вибрация, согласно определению, есть механическое колебание твердого тела. Оно может передаваться человеку посредством контакта с ним (тактильно) либо через звуковой канал. Ощущается человеком через органы слуха, тактильные либо вестибулярный аппарат. Основными параметрами вибрации являются частота и амплитуда колебания.

Частота колебания обычно измеряется в Герцах. Это количество колебаний в секунду. В автомобиле часто измеряют частоту в оборотах в минуту. Например, 600 об/мин. соответствует частоте 600/60=10 Герц, то есть 10 оборотов в секунду.

Органы слуха человека реагируют на частоту колебаний от 20 Гц до 20.000 Гц. То есть человек органами слуха не воспринимает частоту 10 Гц. Такой звук называется инфразвук. Человек его ощущает тактильно (дрожание органов человека).

Инфразвук на определенной частоте может вызвать паническое состояние человека. Это доказано многочисленными опытами. Животные панически бегут из мест землетрясений, так как перед ними по земле распространяется инфразвук.

Частота более 20 килоГерц называется ультразвуком. Вибрация на такой частоте человеком неощутима. Но она может привести к значимым разрушениям узлов и механизмов автомобиля. Поэтому во время стендовых испытаний на заводах исследованию колебаний на этих частотах уделяют большое внимание.

Видео — возможные причины вибрации автомобиля при движении на скорости 80 км/ч и выше:

Амплитуда механической вибрации измеряется в мерах длины (миллиметрах, метрах). Колебания амплитудой в миллиметр не так ощутимы для элементов обшивки, кузова, но в подшипниках, например ступицы, способны разрушить его за несколько километров.

В звуковом диапазоне частот вибрация измеряется в дециБеллах. Уровень 0 дБ означает предел слышимости человеческого уровня. 150 дБ – приблизительно болевой порог громкости. Человек хорошо воспринимает звуковые колебания на уровне от 20 децибелл.

Основные причины возникновения вибрации в автомобиле

Основные причины возникновения вибрации в автомобиле связаны с механическими, звуковыми и резонансными явлениями. Так как во время работы автомобиль движется в целом, то источником колебаний может быть практически любой элемент его конструкции. Наиболее частыми и ощутимыми водителем источниками вибрации в автомобиле являются:

• Вибрация двигателя автомобиля, КПП, сцепления. Она может возникнуть по причине троения двигателя (неработоспособности одного или нескольких цилиндров). Проявляется на холостом ходу или малых скоростях в виде неравномерной вибрации кузова, рычага коробки передач, элементов салона. Также может быть следствием неравномерности подачи топлива, воздуха, пропусков зажигания. Вибрация может быть вызвана биениями маховика, системы сцепления, коробки переключения передач. В высокочастотном звуковом диапазоне она чаще обусловлена износом ремня генератора.

• Подвески двигателя. При износе и повреждении подушек двигателя колебательные движения двигателя напрямую передаются на кузов. В этом случае двигатель словно стучит о кузов. Звуковые и механические колебания воспринимаются водителям подобно стуку отбойного молотка. При некоторых оборотах двигателя могут многократно усиливаться за счет резонансных явлений.

• Кардана в автомобилях с задним приводом. Возникает при изменении геометрии карданной системы, заднего моста. Частота напрямую зависит от скорости автомобиля. Она хорошо ощутима в виде гула на скоростях от 50 км/ч.

• Кузовных деталей. При плохом закреплении деталей или коррозии некоторых элементов возможно возникновение механических вибраций, которые могут усиливаться резонансными явлениями. Механические вибрации элементов кузова приводят к их повреждению. Деталь кузова может попросту отвалиться.

• Колес. При замене и ремонте колес требуется обязательная балансировка. В процессе эксплуатации колеса она может быть нарушена. Радиальная вибрация колеса может быть погашена подвеской автомобиля и практически неощутима водителем. Она практически незаметна, но если имеется, то приводит к неисправности системы подвески, сокращению срока службы подшипников ступицы. Поперечная вибрация колеса отражается в биениях рулевого управления, приводит к преждевременному износу рулевой рейки, тяг.

Видео — почему машину трясет на скорости с биением на руле:

• Элементов подвески. Подвеска современных автомобилей – сложнейший механизм. Износ даже одного элемента может привести к появлению механических вибраций, которые в свою очередь приводят к ее дальнейшему ее повреждению.

• Элементов рулевого управления. Как правило, она является следствием неисправностей рейки. Проявляется в виде биений руля и крайне опасна.

• Тормозной системы. Возникает при неравномерном износе тормозных дисков и колодок. Такую вибрацию необходимо сразу устранять.

• Элементов салона. Чаще всего проявляется в виде дребезжания, скрипа пластмассовых элементов салона, обшивки, других элементов. Не так опасно, но вносит существенный дискомфорт в процессе эксплуатации машины. Часто для ее устранения приходится применять шумоизоляцию автомобиля.

Последствия могут оказаться тяжелыми

Последствия вибрации в автомобиле могут быть очень серьезные, например:

• создание аварийной ситуации;
• отказ рулевого управления;
• неисправность тормозной системы;
• нарушение элементов подвески;
• неисправность двигателя, КПП, сцепления;
• создание дискомфортной обстановки в салоне и др.

Видео — причины вибрации на скорости 80 — 100 км/ч:

Вибрация на скорости

Выяснить причину вибрации автомобиля с помощью компьютерной диагностики удается не всегда. Есть общепринятые рекомендации опытных водителей, механиков, специалистов по подвеске, рулевому управлению, КПП, которые помогают найти причины возникновения вибрации на различных скоростях, при разных признаках их проявления.

Таблица 1. Признаки неисправности и возможные причины вибрации автомобиля при движении на различной скорости:

Скорость	Признаки неисправности, возможные причины
0 км/ч (холостые обороты)	Вибрация рычага КПП – пропуски зажигания, троение двигателя. Металлический равномерный стук – повреждение подушки двигателя.Высокочастотный свист – износ ремня генератора. Равномерная небольшая тряска – разбалансировка маховика, сцепления. Неравномерная небольшая тряска – пропуски зажигания, неисправность системы подачи топлива, воздуха, системы управления двигателем.
0 км/ч (повышенные обороты)	Увеличивающаяся вибрация двигателя — пропуски зажигания, неисправность системы подачи топлива, воздуха, системы управления двигателем.
до 40 км/ч	Если вибрация происходит при движении на поворотах и сопровождается хрустом, то возможная причина – неисправность шруса.На поворотах она может являться признаком неисправности узлов рулевого управления, прежде всего, рейки.Вибрация в момент включения какой-либо отдельной передачи – признак неисправности КПП. В механических КПП в момент выжима сцепления она может быть следствием износа фрикционного механизма, корзины или выжимного подшипника.
40-60 км/ч	На этой скорости начинает проявляться вибрация карданного механизма, в том числе, крестовины и подвесного подшипника.Биения руля указывают на неправильную балансировку колес.Причиной вибрации на данной скорости может быть выхлопная система, а именно, ее ненадежное крепление, нарушение целостности. Причиной может быть и изношенный опорный подшипник стойки.
60-80 км/ч	Появление биений на таких скоростях свидетельствует о возможной неисправности тормозной системы, особенно, если это сопровождается соответствующим звуком.При движении на ровной дороге появление вибрации может быть проявлением изъянов протектора шин.Появление вибраций на данных скоростях может быть разбалансировка вращающихся деталей двигателя: шкивов, приводов вентилятора, генератора, маховика. Низкий уровень масла в АКПП и засорение фильтра иногда приводят к такому эффекту.
80-100 км/ч	При этих скоростях в процессы вибрации усиливается вклад малейших износов узлов подвески.При больших скоростях могут начать проявлять себя подгулявшие шаровые опоры.
100-120 км/ч	Внезапное возникновение биений может быть следствием некорректной работы турбины двигателя. Он «захлебывается» от нехватки воздуха.Тряска в салоне кузова могут возникнуть в результате смещения пластмассовых деталей.
более 120 км/ч	На предельных скоростях для возникновения биений достаточно малого нарушения аэродинамики автомобиля. Достаточно установки нештатного спойлера, чтобы воздушные потоки сформировали вибрационную ситуацию.На больших скоростях нагреваются подшипники вращения, отсутствие или недостаточное количество в них смазки иногда приводит к возникновению вибраций.

Видео — если машину трясет при разгоне, то возможная причина может быть в гранате:

Методы борьбы с этим явлением

Первый этап в борьбе с вибрацией – тщательное закрепление всех элементов кузова, двигателя и салона.

Если видимой причиной биений является двигатель, КПП, тормозная система, необходимо произвести компьютерную диагностику.

Для предотвращения вибраций необходимо соблюдать сроки регламентного обслуживания систем автомобиля: подвески, тормозной системы, рулевого управления и других.

Вибрации элементов кузова помогает устранить профессиональная шумоизоляция.

При внезапном появлении тряски на любых скоростях необходимо немедленно установить ее источник. Дальнейшая эксплуатация транспортного средства без ее устранения опасна!

Если запотевают стекла в машине изнутри, что делать в этом случае — обзор народных рецептов.

Как можно узнать модель автомобильной сигнализации по внешнему виду брелку.

Где должен быть размещён https://voditeliauto.ru/voditeli-i-gibdd/shtrafy/za-otsutstvie-znaka-shipy.html знак Шипы.

Видео — одна из возможных причин когда машина вибрирует при наборе скорости:

Причины вибрации автомобиля при наборе скорости

Вибрация кузова автомобиля — причина поломки или дисбаланса авто. Проблема вибрации в салоне автомобиля должна быть обнаружена и устранена в ближайшее время. Чаще всего, в 70% проблема с биением связана с покрышками и дисками, в 20 процентах с ходовой и 10 с двигателем и его отсеком.

Почему возникает вибрация в автомобиле

Причины вибрации автомобиля во время движения имеют разную локализацию. Биение может возникнуть в:

• рулевом колесе,
• кузове,
• двигателе
• колесах.

Вибрация на низких оборотах, торможении и на разгоне говорит об износе деталей или их поломке. Выявить причину в некоторых случаях можно самостоятельно, нужно только понаблюдать за поведением отдельных составляющих машины.

Неисправные шины

Шишка на шине возникает при небрежной езде, браке или некачественных дорогах. Определить появление грыжи на шине визуально не получится. Сигнализировать о проблеме может биение руля на скорости 50-80 км/ч, при повышении скорости вибрация передаётся на кузов. Устранить грыжу невозможно, придётся заменить покрышку.

Неравное давление воздуха во всех шинах. Перекачанные покрышки передают малейшие неровности дороги. Следите за равномерным давлением в шинах согласно технической документации.

Неодинаковый износ протектора может быть ещё одной причиной вибрации кузова на скорости. Заметить износ можно визуально. Решением проблемы будет перестановка местами изношенной шины для обеспечения одинакового стирания. Например, правую заднюю, на левую заднюю.

Неисправности колёс

Неисправный подшипник ступицы может являться причиной вибрации колеса и кузова на скорости. Запас прочности у таких подшипников высокий, однако он как, и любой другой механизм автомобиля может поломаться.

Разбалансировка колёс автомобиля — часто встречающаяся проблема на скорости более 80км/ч. Каждая модель машины будет по-особенному вибрировать. Проблема появляется после агрессивной езды по плохим дорогам, длительной стоянки и неправильно подобранных покрышек. Устранить проблему можно на любом СТО.

Концы стержней или шаровые шарниры

при неисправности вызывают вибрацию руля. Если вибрация ощущается при повороте, значит причина в концах штанги. Вибрация автомобиля при торможении — сигнал неисправности шарового шарнира опоры.

Деформация колёсных дисков, которая появляется после попадания в яму колесом, или вследствие технологического дефекта диска на производстве. Также руль будет вибрировать, если колесо не отцентрованно на ступице, когда ставятся неоригинальные диски и их отверстия не подходят диаметру болтов на ступице. В такой ситуации получается, что диск прыгает на ступице и чем больше скорость автомобиля, тем сильнее биение.

Неисправности крепления двигателя

Иногда в ходе обследования автомобиля обнаруживается разрушение одной из подушек отсека двигателя. Их следует заменить.

Помимо описанных событий с целью ликвидации вибраций, исходящих от мотора, станет правильный монтаж ремня ГРМ, качественная балансировка коленчатого вала, и замена неодинаковых по массе (износившихся) элементов ЦПГ.

Неисправный тормоз

Ещё одна причина — испорченный или окислённый штифт суппорта тормоза. Подобная проблема характерна для старого автопрома. Если это причина колебаний, вы ощутите, что руль начинает вибрировать со скорости 40 километров в час. Если скорость больше, то и биение будет больше. После остановки можно почувствовать специфический запах.

Можно ли ездить с вибрацией кузова?

Езда на высокой скорости с малейшей вибрацией не только доставляет дискомфорт, но и крайне опасна. Причин вибрации автомобиля много. Любая из них может привести к потере контроля над авто, заносу или другой аварийной ситуации. Игнорирование вибрации салона автомобиля приведёт рано или поздно к дорогостоящему ремонту.

Почти все причины вибрации автомобиля устраняются на первой же СТО. Деформация шин исправляется заменой. Дисбаланс колес — балансировкой на ремонтной станции с помощью особого оборудования. При деформации диска — очистка от грязи, восстановление формы и балансировка. Замена подушек двигателя, если подобная причина выявлена.

Если причин излишнего шума и вибрации не было обнаружено, можно заняться шумоизоляцией машины. Подробнее о современных способах шумоизоляции.

Комментарии

Рекомендованные статьи

Влияние вибрации на скелет, суставы и мышцы.

Обзор литературы . 1982 декабрь; 13 (4): 251-8.

doi: 10.1016/0003-6870(82)-3.

S Карлсё ¹

принадлежность

• ¹ Секция технической трудовой физиологии, Национальный совет по безопасности и гигиене труда, Стокгольм, Швеция.

• PMID: 15676450
• DOI: 10.1016/0003-6870(82)-3

S Карлсёё. Аппл Эргон. 1982 Декабрь

. 1982 декабрь; 13 (4): 251-8.

дои: 10.1016/0003-6870(82)-3.

Автор

S Карлсё ¹

принадлежность

• ¹ Секция технической трудовой физиологии, Национальный совет по безопасности и гигиене труда, Стокгольм, Швеция.

• PMID: 15676450
• DOI: 10.1016/0003-6870(82)-3

Абстрактный

Благодаря эластичности и пластичности скелета, суставов и мышц опорно-двигательный аппарат способен поглощать и гасить механические вибрации без повреждений, пока уровень вибрации находится в допустимых пределах. Однако технические разработки привели к тому, что многие люди подверглись воздействию недопустимых уровней вариаций, что в результате привело к деструктивным изменениям.

Эти повреждения опорно-двигательного аппарата продолжают оставаться предметом исследовательского интереса. Первоначально наибольшее внимание привлекали суставы и суставные жалобы. Гашение вибрации происходит в основном в суставах. Частота деструктивных изменений суставов изучалась в комплексных клинических, эпидемиологических и рентгенологических исследованиях, в основном концентрирующихся на суставах кисти и предплечья. Реакция мышц на вибрацию часто выражается в виде тонического вибрационного рефлекса (ТВР), который возникает в результате раздражения мышечных веретен и поэтому напоминает классический тонический рефлекс растяжения. Повышенная мышечная активация для стабилизации положения суставов, особенно во время вибрации всего тела. Исследования также показали, как вибрация влияет на равновесие тела и контроль равновесия и как вибрация может вызывать мышечную боль, судороги и снижение мышечной силы.

Похожие статьи

• Тонический вибрационный рефлекс при спастичности, болезни Паркинсона и у здоровых людей.

  Берк Д., Эндрюс С.Дж., Лэнс Дж.В. Берк Д. и соавт. J Neurol Нейрохирург Психиатрия. 1972 г., август; 35 (4): 477–86. doi: 10.1136/jnnp.35.4.477. J Neurol Нейрохирург Психиатрия. 1972. PMID: 4261955 Бесплатная статья ЧВК.

• TVR и индуцированная вибрацией синхронизация двигательных импульсов в мышцах, поднимающих челюсть человека.

  Хагбарт К.Е., Хеллсинг Г., Лёфштедт Л. Хагбарт К.Е. и др. J Neurol Нейрохирург Психиатрия. 1976 авг; 39 (8): 719-28. doi: 10.1136/jnnp.39.8.719. J Neurol Нейрохирург Психиатрия. 1976 год. PMID: 134135 Бесплатная статья ЧВК.

• Влияние активации симпатической нервной системы на тонический вибрационный рефлекс мышц, закрывающих челюсти кролика.

  Грасси К., Дериу Ф., Пассаторе М. Грасси С и др. Дж. Физиол. 1993 Сентябрь; 469: 601-13. doi: 10.1113/jphysiol.1993.sp019832. Дж. Физиол. 1993. PMID: 8271218 Бесплатная статья ЧВК.

• Клиническая оценка нарушений опорно-двигательного аппарата у рабочих, подвергающихся воздействию вибрации рук.

  Хагберг М. Хагберг М. Int Arch Occup Environ Health. 2002 Январь; 75 (1-2): 97-105. doi: 10.1007/s004200100283. Int Arch Occup Environ Health. 2002. PMID: 11898883 Обзор.

• Вклад в понимание контроля походки.

  Симонсен Э.Б. Симонсен ЭБ. Dan Med J. 2014 Apr; 61 (4): B4823. Дэн Мед Дж. 2014. PMID: 24814597 Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Управление безопасностью вибрационных тренировок с помощью угла сгибания колена и оценки воспринимаемой нагрузки.

  Чуанг Л.Р., Ян В.В., Чанг П.Л., Чен В.К., Лю С., Шианг Т.И. Чуанг Л.Р. и др. Датчики (Базель). 2021 7 февраля; 21 (4): 1158. дои: 10.3390/s21041158. Датчики (Базель). 2021. PMID: 33562177 Бесплатная статья ЧВК.

• Сесамоиды у Caudata и Gymnophiona (Lissamphibia): отсутствие и свидетельство.

  Понсса М.Л., Абдала В. Понсса М.Л. и др. Пир Дж. 2020 18 декабря; 8: e10595. doi: 10.7717/peerj.10595. Электронная коллекция 2020. Пир Дж. 2020. PMID: 33384907 Бесплатная статья ЧВК.

• Вибрация у мышей: обзор сравнительных эффектов и использование в трансляционных исследованиях.

  Рейнольдс Р.П., Ли Ю., Гарнер А., Нортон Дж.Н. Рейнольдс Р.П. и соавт. Модель животных Exp Med. 2018 г. , 28 июля; 1(2):116-124. дои: 10.1002/ame2.12024. электронная коллекция 2018 июнь. Модель животных Exp Med. 2018. PMID: 30891556 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• Вибрация всего тела и профессиональная физическая работоспособность: обзор.

  Сэвидж Р., Биллинг Д., Фернелл А., Нетто К., Айсбетт Б. Сэвидж Р. и др. Int Arch Occup Environ Health. 2016 фев;89(2):181-97. doi: 10.1007/s00420-015-1062-x. Epub 2015 27 мая. Int Arch Occup Environ Health. 2016. PMID: 26012875 Обзор.

• Влияние вибрации всего тела на подвижность и равновесие при болезни Паркинсона: систематический обзор.

  Шарифифар С., Коронадо Р.А., Ромеро С., Азари Х., Тигпен М. Шарифифар С. и др. Иран J Med Sci. 2014 июль; 39 (4): 318-26. Иран J Med Sci. 2014. PMID: 25031483 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

Просмотреть все статьи «Цитируется по»

Воздействие строительной вибрации на соседние…

Обзор

Жалобы часто возникают, когда строительные работы проводятся в густонаселенных районах или вблизи объектов, чувствительных к вибрации. Ранние этапы строительных проектов часто вызывают вибрации в приповерхностных грунтах. Эти строительные работы могут включать в себя удаление существующих мостов, зданий или ландшафта. Действия могут также включать выемку грунта, забивку свай, расчистку площадки, движение грузовиков или уплотнение с помощью вибрационного оборудования.

За последние четыре десятилетия были проведены значительные исследования и достигнут значительный прогресс в изучении землетрясений, горных работ и морских инженерных работ. Благодаря этим достижениям инженеры лучше понимают взаимосвязь между напряжением и деформацией грунтов, поскольку на них воздействуют статические, циклические и динамические силы. Адаптированные для анализа вибрации, мы теперь можем моделировать эти антропогенные силы в виде плоских волн, проходящих через грунт или горную породу для взрывных работ и забивки свай. Точно так же мы можем моделировать антропогенные силы как поверхностные волны для уплотнения и других типов аналогичной разработки и строительства.

Анализ вибрации, основанный на структурной, геотехнической и строительной инженерии, может быть выполнен для определения степени воздействия, в отличие от субъективных критериев человеческого восприятия. В этой статье изложены основы анализа вибрации конструкции.

Воздействие строительного оборудования и восприятие человеком

В жилищном или коммерческом строительстве большая часть вибрации, связанной со строительством, обычно возникает на ранних этапах строительства. Три основных вида деятельности, связанные с большинством, если не со всеми претензиями по возмещению ущерба, связанного с вибрацией в строительстве, включают:

• Расчистка участка и его удаление
• Выравнивание участка и уплотнение почвы
• Установка глубокого фундамента

Расчистка участка включает удаление существующей растительности, зданий и дорожного покрытия. Этот процесс часто выполняется с помощью вызывающего вибрацию оборудования, такого как экскаваторы, бульдозеры, погрузчики и большие грузовики. Кроме того, даже взрывчатые вещества используются в некоторых случаях при сносе крупных сооружений.

После расчистки площадки на нее можно доставить насыпной грунт. Насыпь используется для профилирования, чтобы поднять отметку земли в целях дренажа, или если отметка строительной площадки должна быть выше, чем существующая отметка земли. Засыпку обычно укладывают в подъемники размером от 6 до 12 дюймов, и ее необходимо уплотнить, чтобы избежать проблем с осадкой в ​​будущем. Уплотнители, чаще всего называемые «катками», используются для уплотнения грунтов на больших площадках. Катки представляют собой тяжелые транспортные средства с большим металлическим барабанным катком, который уплотняет почву при движении по насыпи. Катки часто оснащены механическими вибраторами, которые улучшают характеристики уплотнения катка. Меньшие катки, виброплиты и трамбовочные домкраты используются на небольших участках или для уплотнения грунтов в местах с ограниченным доступом, например, при раскопках фундаментов зданий. Виброплиты, как показано на рис. 1, представляют собой оборудование с приводом от двигателя и ручным управлением, которое также использует преимущества вибрации для уплотнения почвы.

Вибрация обычно используется в оборудовании для уплотнения грунта, потому что она повышает эффективность оборудования, направляя энергию в основание, которое преодолевает трение между частицами почвы, заставляя частицы почвы повторно выравниваться и заполнять пустоты, что приводит к большая плотность почвы и предотвращение чрезмерной осадки здания. Когда используется вибрационное оборудование, это приводит к повышению плотности за меньшее время и усилия и увеличивает глубину проникновения уплотняющего оборудования. Другими словами, чем выше механическая энергия, которую машина отдает в почву, тем качественнее и быстрее происходит уплотнение. Хотя использование вибрационного оборудования имеет свои очевидные преимущества в строительстве, оно также может оказывать неблагоприятное воздействие на соседние здания, сооружения и людей. Если не принять надлежащих мер предосторожности, методы уплотнения участка могут не согласовываться с жильцами соседних зданий.

Для больших зданий, зданий, построенных на плохой почве, или зданий, построенных вблизи открытой воды, часто требуется система глубокого фундамента для поддержки здания. Бетонные, стальные и деревянные сваи являются наиболее распространенными типами глубоких фундаментов, и их устанавливают, вбивая их в землю с помощью большого молота или вибрационными методами. Оба метода установки будут генерировать сильные вибрации, которые могут раздражать соседние объекты и/или повреждать их.

Человек будет ощущать вибрации на уровне намного ниже, чем тот, который необходим для повреждения конструкции. На основании исследования субъективной реакции человека на вибрацию, проведенного Горным бюро США (USBM), вибрации были классифицированы как «едва ощутимые» для человека на уровне всего 0,011 дюйма/с; а уровни вибрации были классифицированы как «сильные» на уровне всего 0,301 дюйма в секунду. Однако в том же исследовании USBM оценивалась реакция жилых построек на вибрации и было обнаружено, что минимальный уровень вибрации, способный повредить старые дома с конструкцией из гипса на рейке, составляет 0,50 дюйма в секунду; и 0,75 дюйма в секунду для новых домов из гипсокартона.

Вибрации проходят через землю и передаются через фундамент на стены, пол и крышу. Первые признаки вибрационных повреждений появятся на внутренних плоскостях вертикальных несущих стен, так как эти стены сопротивляются боковому раскачиванию и перемещению, вызванному вибрациями. Почти все отделочные материалы по своей природе жесткие и негибкие; примеры включают цементную штукатурку, внутреннюю штукатурку, внутреннюю гипсокартонную плиту и настенную плитку. Повреждение жесткой отделки сначала проявляется в виде трещин в самых слабых местах стены, как правило, в углах оконных и дверных проемов.

Компоненты здания могут варьироваться от гибких, таких как дерево и сталь, до жестких, таких как кирпичная кладка и бетон. Затем эти компоненты обычно покрываются декоративной и косметической отделкой. Повреждения, вызванные вибрациями, повлияют на гибкие компоненты в местах соединений, которые являются наиболее жесткими частями гибкого узла. И наоборот, повреждение жестких компонентов будет проявляться в виде трещин или неравномерной осадки после строительства. На жесткие компоненты обычно воздействуют вибрационные силы раньше, чем на гибкие компоненты.

Анализ вибраций

Вибрации строительных конструкций являются известной неприятностью и могут повредить существующие конструкции, если они не контролируются и не учитываются должным образом. В качестве упреждающего средства для смягчения требований о возмещении ущерба от вибрации следует осматривать близлежащие здания до и после строительства и контролировать их во время строительства.

Например, при строительстве дорог в штате Флорида Департамент транспорта Флориды требует мониторинга вибрации близлежащих конструкций. На основании главы 108-2 Стандартных спецификаций FDOT для строительства дорог и мостов, при строительстве подпорных стен и фундаментов для мостов, зданий и сооружений все близлежащие конструкции в пределах 200 футов от места установки/извлечения шпунтовых свай и в пределах 100 футов от Установка/извлечение солдатских свай должна быть осмотрена, осмотрена и проконтролирована на предмет осадки. Кроме того, при выполнении работ по уплотнению проезжей части все близлежащие конструкции в пределах 75 футов от места работ по виброуплотнению должны быть обследованы и контролироваться на предмет осадки.

Обследование перед строительством должно документировать состояние конструкции и все существующие трещины, чтобы определить, появились ли какие-либо новые трещины во время строительства. Уровни вибрации можно контролировать во время строительства с помощью сейсмографа, чтобы определить, превышают ли уровни вибрации порог повреждения здания. Однако во многих случаях мониторинг вибрации не проводится, а обследования до и после строительства недоступны. Таким образом, анализ вибрации может быть выполнен для оценки уровней вибрации, которые могли бы присутствовать на объекте, и сравнения их с минимальным уровнем вибрации, необходимым для повреждения конструкции. Согласно Закону штата Флорида 552.30, прямые вибрации грунта, возникающие в результате строительных работ, ограничиваются максимальными стандартами, установленными в Отчете о расследовании № 8507 Горного управления США (19). 80). Хотя эти правила конкретно применяются к добыче полезных ископаемых, они обычно применяются к строительным работам.

Эти максимальные стандарты включают:

• 0,75 дюйма в секунду (приблизительно 19 мм в секунду) для типичных швов гипсокартона
• 0,5 дюйма в секунду (приблизительно 13 мм в секунду) для облицовки стен гипсовым токарным станком

Как показано на рисунке в На рисунке 2 максимальная пиковая скорость частиц, допустимая для строительных работ, изменяется с частотой.

Заключение

Строительство часто происходит вблизи или рядом с другими существующими сооружениями. Претензии и жалобы часто возникают в связи с реальным или предполагаемым ущербом от вибрации на строительных площадках. При отсутствии данных о фактической пиковой скорости частиц и зарегистрированных частотах инженеры могут выполнить математический анализ вибрации конструкции, чтобы предоставить заинтересованным сторонам поперечный радиус возможного повреждения здания. Методы, используемые для этого анализа, основаны и адаптированы из десятилетий исследований в области землетрясений и горного дела, а также исследований, специфичных для различных типов строительного оборудования. Входные данные анализа включают в себя легко получаемые условия на месте: текстуру почвы, относительную плотность почвы, глубину до уровня грунтовых вод, поперечное расстояние от источника вибрации, геометрию фундамента и тип оборудования источника вибрации.

При расчете вибрации конструкции учитывается как прямое воздействие поверхностных волн, так и косвенное воздействие индуцированной дифференциальной осадки несущего грунта и связанное с осадкой разрушение фундамента и несущих стен.

Благодарности

Мы хотели бы поблагодарить Адама А. Яла, доктора философии, PE, У. Шарки Бауэрса, PE, и Эндрю Ф. Ловенштейна, PE, SI за предоставление информации и знаний, которые в значительной степени помогли этому исследованию.

Д-р Адам А. Яла — вице-президент J. S. Криминалистическая архитектура и практика Хелда. Доктор Яла специализируется на судебно-медицинской экспертизе жилых, коммерческих и промышленных сооружений. Он принимал участие в анализе, проектировании и строительной инспекции нового строительства, а также проектов реконструкции и модернизации. Доктор Яла сыграл важную роль на всех этапах проектирования, исследований и проектов восстановления стальных, бетонных, кирпичных и деревянных конструкций. Он руководил персоналом проекта по подготовке контрактных документов, включающих чертежи и спецификации, и общался с клиентами, чтобы понять требования проекта и решить сложные строительные или инженерные проблемы. Доктор Яла специализируется на ремонте поврежденных конструкций, причинах и происхождении структурных разрушений, определении степени повреждения, ущерба от пожара и проникновения воды. Его опыт также включает в себя реагирование на чрезвычайные ситуации для оценки структурных условий в контексте стихийных бедствий, включая пожары, обрушения и наводнения.

С доктором Ялой можно связаться по адресу [email protected] или +1 951 228 3225.

В. Шарки Бауэрс — старший инженер в компании J.S. Криминалистическая архитектура и практика Хелда. Он предоставляет профессиональные инженерные заключения относительно причины, происхождения и продолжительности повреждения собственности, а также направляет полевой персонал, занимающийся геотехническими исследованиями и испытаниями материалов, для оценки подповерхностных условий будущих площадок застройки, чтобы обеспечить подготовку площадки, восстановление почвы и рекомендации по фундаменту. Он также оказывал услуги по мониторингу вибрации для текущих строительных проектов, чтобы избежать повреждения близлежащих конструкций, оценивал конструкции на предмет потенциальных вибрационных повреждений от близлежащих строительных и / или горных работ, оценивал конструкции и свойства на предмет наличия провалов и структурных повреждений, как это определено в Уставе Флориды. §627, а также разработал подробные планы проектирования и спецификации сегментных подпорных стен в качестве ответственного инженера для сотен проектов подпорных стен по всему штату Флорида.

С Шарки можно связаться по адресу [email protected] или +1 813 460 4648.

Эндрю Ф. Ловенштейн (Andrew F. Lovenstein) — старший инженер компании J.S. Криминалистическая архитектура и практика Хелда. Здания, которые он оценил, имели сборочные, коммерческие, деловые, жилые, опасные, складские и институциональные помещения и варьировались от больших строений до навесов. Типы оценок включают как разрушающие, так и неразрушающие методы контроля. Эндрю обладает обширными знаниями как о современных, так и о архаичных строительных системах и материалах. Он провел оценку зданий после ураганов, наводнений, пожаров, столкновений с транспортными средствами, плесени, скрытого проникновения влаги и провалов. Эндрю также провел оценку неповрежденных зданий в рамках сделок с недвижимостью, смены владельца или использования, а также выполнил множество технико-экономических обоснований для пристроек к существующим зданиям.

С Эндрю можно связаться по адресу [email protected] или +1 786 244 2753.