DE1015273B

DE1015273B - Method for changing the natural frequency of structures

Info

Publication number: DE1015273B
Application number: DER12381A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ernst Rausch; Dipl-Ing Walter Klueppelberg
Original assignee: ERNST RAUSCH DR ING; A DIEHL FA
Current assignee: ERNST RAUSCH DR ING; A DIEHL FA
Priority date: 1953-08-19
Filing date: 1953-08-19
Publication date: 1957-09-05

Description

Verfahren zum Verändern der Eigenfrequenz von Tragwerken Bei Tragwerken, die durch Schwingkräfte beansprucht werden, insbesondere bei Maschinenfundamenten, ist die Vermeidung einer Resonanz anzustreben. Das Tragwerk muß daher so gestaltet werden, daß seine Eigenschwingzahlen nicht mit der Erregerschwingzahl übereinstimmen. Nun müssen aber bei der Berechnung der Eigenschwingzahl häufig vereinfachende Annahmen gemacht werden. Auch sind oftmals die Baustoffkennzahlen (z. B. für die Baugrundfederung) nicht genau bekannt. Infolgedessen ist es in vielen Fällen nicht möglich, die Eigenschwingzahlen eines Tragwerkes mit Sicherheit im voraus zu errechnen. Es kann sich dann ergeben, daß die Eigenschwingzahlen in der Nähe der Erregerschwingzahl liegen und das Tragwerk in unzulässiger Weise aufgeschaukelt wird. In solchen Fällen ist es notwendig, eine nachträgliche Änderung der Eigenschwingzahlen des Tragwerkes, d. h. eine nachträgliche »Verstimmung« des Schwingsystems, vorzunehmen.Procedure for changing the natural frequency of structures For structures, that are stressed by vibration forces, especially in the case of machine foundations, the avoidance of a resonance should be sought. The structure must therefore be designed in this way be that its natural frequency does not match the exciter frequency. However, simplifying assumptions often have to be made when calculating the natural frequency be made. The building material indicators (e.g. for the subsoil suspension) are also often not exactly known. As a result, it is not possible in many cases to determine the natural frequency of a structure to be calculated with certainty in advance. It can then arise that the natural frequencies are close to the exciter frequency and the structure is rocked in an inadmissible manner. In such cases it is necessary to have a Subsequent changes to the natural frequency of the structure, d. H. a subsequent "Detuning" the oscillation system.

Die Erfindung weist einen Weg, um in einfacher und doch wirksamer Weise eine solche nachträgliche Verstimmung oder Änderung der Eigenschwingzahl von Tragwerken vorzunehmen, und zwar ohne bauliche Veränderung des Tragwerkes bzw. ohne Eingriff in dessen ursprünglich vorgesehene Konstruktion. Sie geht davon aus, in das Tragwerk zusätzlich Stützglieder od. dgl. einzufügen, die vorteilhaft bereits bei der Errichtung des Tragwerkes mit vorgesehen, jedoch erst nachträglich in gewollter Weise zur Mitwirkung gebracht werden. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß den einzelnen Stützgliedern zusätzlich Druckvorrichtungen, etwa Öldruckpressen, zugeordnet werden, durch welche das zugehörige Stützglied in regelbarem Ausmaß zum Mittragen gebracht werden kann. Dieser Erfindungsgedanke kann sowohl zur Änderung der Lotrechtschwingzahl als auch der Waagerechtschwingzahl von Tragwerken, etwa eines Dampfturbinenfundamentes, angewandt werden.The invention shows a way to make it easier, yet more effective Way such a subsequent detuning or change in the natural frequency of Carry out supporting structures, without structural changes to the supporting structure or without Intervention in its originally intended construction. She assumes in the structure additional support members or the like. To insert the advantageous already in the construction of the supporting structure, but only afterwards in a deliberate way Way to be brought to participation. According to the invention, this is achieved by that the individual support members additional pressure devices, such as oil presses, are assigned, through which the associated support member to a controllable extent Can be brought along. This inventive concept can be used to change the perpendicular vibration number as well as the horizontal vibration number of structures, for example a steam turbine foundation.

Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich grundsätzlich von allen bekannten Vorschlägen, die praktisch nur auf eine Schwingungsdämpfung bzw. -tilgung z. B. durch Reibung hinauslaufen. Die Erfindung bewirkt keine Schwingungsdämpfung, sondern eine Änderung der Federsteifigkeit des Baukörpers, so daß dessen Eigenschwingzahl aus dem Resonanzbereich herauskommt. Dieses Ergebnis wird auch nicht bei dem bekannten Vorschlag erreicht, ein zusätzliches dämpfendes Stützglied anzuordnen, das die Schwingungstilgung durch Interferenz bewirkt.The method according to the invention differs fundamentally from all known proposals that practically only focus on vibration damping or repayment z. B. run out by friction. The invention does not cause vibration damping, but a change in the spring stiffness of the structure, so that its natural frequency comes out of the resonance range. This result is also not known with the one Proposal achieved to arrange an additional damping support member that dampens the vibration caused by interference.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, zum Verändern der Eigenfrequenz von Turbinenfundamenten vorgespannte Stahlbetonstützen zwischen Tischplatte und Grundplatte mit druck-, zug- und biegungsfestem Anschluß an diese einzubauen und durch Vorspannung zur Mitwirkung zu bringen oder bei vorherigem Einbau solcher Stützen die Verstimmung durch Entfernung derselben zu bewirken. Die Erfindung, welche nicht auf die Kombination von regelbaren Druckvorrichtungen mit Stahlbetonbauteilen beschränkt ist, hat demgegenüber wesentliche Vorteile.It has also already been proposed to change the natural frequency Reinforced concrete supports prestressed by turbine foundations between the table top and To install base plate with pressure, tension and bending resistant connection to this and to be involved by pretensioning or by installing such supports beforehand to cause the detuning by removing it. The invention which not limited to the combination of adjustable pressure devices with reinforced concrete components has significant advantages over this.

Da die Druckpressen regelbar und leicht zu handhaben sind, ist es möglich, die günstige Wirkung der einzelnen Stützglieder durch Versuch zu finden, indem man nicht sämtliche Druckvorrichtungen bzw. Stützglieder gleichzeitig, sondern nur einen Teil in verschiedenen Kombinationen zum Mittragen bringt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die leichte Regelbarkeit und genaue Bestimmbarkeit der von der Druckvorrichtung auf das Tragwerk ausgeübten Kräfte, die bei Anwendung der Erfindung durch Manometer oder sonstige Anzeigevorrichtungen genau abgelesen werden können. Man ist dadurch in der Lage, z. B. bei Stahlbetonstützen das Abfallen der Druckkräfte infolge Schwindens (Verkürzung) und Kriechens zu überwachen und die Druckkraft der Stütze durch nochmalige Betätigung der Druckvorrichtung auf den gewünschten günstigsten Wert zu bringen.Since the printing presses are controllable and easy to use, it is possible to find the beneficial effect of the individual support members by experiment, by not all pressure devices or support members at the same time, but brings only one part to carry in different combinations. Another The advantage of the invention is the easy controllability and precise determination of the Forces exerted by the pressure device on the structure, which when the Invention can be read accurately by manometers or other display devices can. You are able to z. B. with reinforced concrete columns the falling off To monitor compressive forces due to shrinkage (shortening) and creep and the Pressure force of the support by pressing the pressure device again on the desired bring cheapest value.

Die den zusätzlichen Stützgliedern zugeordneten Druckvorrichtungen können nach der Verstimmung im Tragwerk verbleiben, vorteilhaft nach dem sie festgestellt sind. Man kann die Druckvorrichtung aber auch nachträglich gegen Abstandshalter anderer Art auswechseln, z. B. Spindelpresse, Keile od. dgl. In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungen der Erfindung schematisch. dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1 ein Stützenfundament, z. B. für einen Turbosatz, mit zusätzlichen Stützgliedern und diesen zugeordneten Druckvorrichtungen zur Beeinflussung der Lotrechtschwingzahl; Abb. 2 zeigt die Anordnung von Stützgliedern und Druckvorrichtung zur Beeinflussung der Waagerechtschwingzahl; Abb. 3 gibt in der rechten Hälfte die Anwendung von rahmenartigen einteiligen Stützgliedern mit Druckvorrichtung wieder, während die linke Hälfte der Abb. 3 die Verwendung von zusätzlichen Riegeln als Stützglied darstellt; Abb. 4 schließlich zeigt die Anwendung der Erfindung in Verbindung mit einer Verbreiterung der Sohlplatte des Tragwerkes.The pressure devices associated with the additional support members can remain in the structure after detuning, advantageously after they have been determined are. You can also use the pressure device afterwards against spacers replace another type, e.g. B. screw press, wedges or the like. In Various embodiments of the invention are shown schematically in the drawing. shown, namely Fig. 1 shows a column foundation, e.g. B. for a turbo set, with additional Support members and pressure devices assigned to them for influencing the perpendicular frequency; Fig. 2 shows the arrangement of support members and pressure device for influencing the horizontal vibration number; Fig. 3 shows the use of frame-like in the right half one-piece support members with pressure device again, while the left half Figure 3 illustrates the use of additional bolts as a support member; Fig. 4 finally shows the application of the invention in connection with a broadening the base plate of the structure.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 1 ist auf der _Sohlplatte des Tragwerkes die Tischplatte 3 unter Vermittlung von Stützen 2 angeordnet. Auf der Tischplatte 3 ist in bekannter Weise die Maschine 4, beispielsweise eine Dampfturbine, angeordnet.In the embodiment according to Fig. 1 is on the _sole plate of the structure the table top 3 is arranged by means of supports 2. On the tabletop 3, the machine 4, for example a steam turbine, is arranged in a known manner.

Bei der Herstellung des Tragwerkes oder auch nachträglich werden parallel zu den Stützen 2 die Stützglieder 5, hier in Form von Zusatzstützen, angeordnet, die in einem gewissen Abstand unterhalb der Tischplatte enden.During the production of the structure or afterwards, parallel to the supports 2 the support members 5, here in the form of additional supports, arranged, which end at a certain distance below the table top.

Zwischen den Stützgliedern 5 und der Tischplatte sind die Druckpressen 7 angeordnet. Die Zusatz--stützen 5 können mit den Hauptstützen 2 durch Bolzen 6 verbunden werden.The printing presses are located between the support members 5 and the table top 7 arranged. The additional supports 5 can be connected to the main supports 2 by bolts 6 get connected.

Nach Verbindung der Zusatzstützen 5 mit dem Tragwerk werden die Druckvorrichtungen 7, beispielsweise Oldruckpressen, zur Wirkung gebracht, bis die erforderliche Verstimmung des Tragwerkes erreicht ist.After connecting the additional supports 5 to the structure, the printing devices 7, for example oil presses, brought into effect until the required detuning of the structure is reached.

Zur Waagerechtverstimmung des Bauwerkes wird gemäß Abb-. 2 ein etwa wandartiges Stützglied 8 benutzt, das zwischen den Hauptstützen 2 vorgesehen ist. Die Druckvorrichtungen 7 wirken hier zwischen dem Hilfsstützglied 8 und den Hauptstützen 2 in waagerechter Richtung.To detun the structure horizontally, as shown in Fig. 2 a roughly wall-like support member 8 is used, which is provided between the main supports 2. The pressure devices 7 act here between the auxiliary support member 8 and the main supports 2 in the horizontal direction.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 3, rechte Hälfte, ist ein aus den Stützen 9 und dem Riegel 10 bestehender Zusatzrahmen vorgesehen. Die Druckvorrichtung 7 liegt hier zwischen dem Riegel 10 des Zusatzrahmens und der Tischplatte 3. Die Druckvorrichtung 7 kann auf dem Riegel 10 an verschiedenen Stellen angeordnet werden, bis durch Versuch die günstigste Stellung und der günstigste Andruck der Vorrichtung 7 erreicht ist.In the embodiment according to Fig. 3, right half, an additional frame consisting of the supports 9 and the bolt 10 is provided. The pressure device 7 is here between the bolt 10 of the additional frame and the table top 3. The pressure device 7 can be arranged on the bolt 10 at different points until the most favorable position and the most favorable pressure of the device 7 is reached by experiment.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 3, linke Hälfte, sind die Hauptstützen 2 mit seitlichen Ansätzen 9' verbunden, welche an Stelle besonderer Stützglieder bei der Herstellung des Tragwerkes mit vorgesehen werden können. Um eine Verstimmung des Tragwerkes zu erreichen, werden auf die Vorsprünge 9' Riegel 10' aufgelegt und dann zwischen den Riegeln 10' und der Tischplatte 3 Druckvorrichtungen 7 in der beschriebenen Weise zur Anwendung gebracht.In the embodiment according to Fig. 3, left half, are the main supports 2 connected with lateral lugs 9 ', which in place of special support members can be provided in the production of the structure. An upset to achieve the structure, are placed on the projections 9 'bolt 10' and then between the bars 10 'and the table top 3 pressure devices 7 in the described manner applied.

Wie Abb. 4 zeigt, kann man gemäß der Erfindung auch die Sohlplatte eines Maschinenfundamentes od. dgl. nachträglich verbreitern. Das Tragwerk besteht aus der Fundamentplatte 11, den Querwänden 12, den Längswänden 13 und der Tischplatte 14. Die Längswände 13 sind beiderseits verlängert, wie bei 15 angedeutet, wobei zwischen der Verlängerung 15 und dem Fundamentplattenteil 16, welches zunächst in der Regel nicht zur Mitwirkung gelangt, ein zur Aufnahme der Druckvorrichtung 7 dienender Zwischenraum vorgesehen ist. Die Sohlplattenteile 16 können dann in der gewünschten Weise durch die Druckvorrichtung 7 zum Mittragen gebracht werden.As Fig. 4 shows, you can also use the base plate according to the invention a machine foundation or the like. Later widen. The structure exists from the foundation plate 11, the transverse walls 12, the longitudinal walls 13 and the table top 14. The longitudinal walls 13 are extended on both sides, as indicated at 15, wherein between the extension 15 and the foundation plate part 16, which is initially shown in usually does not cooperate, one to accommodate the printing device 7 serving space is provided. The sole plate parts 16 can then in the desired way are brought by the printing device 7 for carrying.

Da bei Maschinenfundamenten meist nicht nur lotrechte, sondern auch waagerechte dynamische Kräfte wirken, werden die durch die Druckvorrichtung 7 lotrecht angeschlossenen Sohlplattenteile 16 auch waagerecht mit der ursprünglichen Sohlplatte 11 verankert, z. B. durch die Anker 17, deren Kopf in entsprechenden Ausnehmungen der Sohlplatte liegt.Since with machine foundations mostly not only perpendicular, but also if horizontal dynamic forces act, the pressure device 7 makes them perpendicular connected sole plate parts 16 also horizontally with the original sole plate 11 anchored, e.g. B. by the anchor 17, the head in corresponding recesses the base plate lies.

Die in der Zeichnung dargestellten zusätzlichen Stützglieder können von vornherein oder nachträglich in das Tragwerk eingebaut werden. Sie können als Ortbeton- oder Fertigbetonteile oder auch in Stahlausführung vorgesehen werden.The additional support members shown in the drawing can can be built into the structure from the outset or at a later date. You can as In-situ concrete or precast concrete parts or also in steel can be provided.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method for changing the natural frequency of Structures by adding additional supports between the table and Base plate, characterized in that the additional supports (5, 8) are interposed by adjustable pressure devices (7) in the frictional connection with the supporting structure to be brought.

2. The method according to claim 1, characterized in that the printing devices (7) Oil presses are.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that that after supporting the structure, the pressure devices (7) by rigid spacers be replaced.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that that the printing devices (7) are applied in different printing directions.

5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the additional Supports (5, 8) are built with the construction of the structure.

6. Structure according to claims 1 to 5, characterized in that the additional supports by Lateral projections of the main supports '(9') are formed, which by a pressure device (7) supporting bolt (10 ') are bridged.

7. Structure according to claims 1 to 5, characterized in that the additional supports are formed by extensions (15) of the table top (14) of the structure. B. Structure according to claim 7, characterized in that the pressure devices (7) are supported on an additional base plate (16). Considered publications: German Patent Specifications Nos. 289 854, 335 259, 459 331, 841 379, 865 051.