为了获得认可，基础或任何支撑结构的建议设计必须提供可靠的结构配置，同时满足结构的静态和动态标准。

由静态载荷或动态力/输入引起的基础挠度应在可接受的范围内。这种设计方法有时需要对基础进行建模，以便预先确定实际结构的行为，并将误差降至最低。

基础刚度的计算产生了静态和动态行为以及出现的应力集中点。应力与基础的几何形状以及作用在基础上的载荷和力的分布有关。应力分析将显示静态和动态载荷施加的应力大小（见图3）。

弹性模量是混凝土强度设计中的一个关键因素。图6设置了基础上从一个点到另一个点的允许偏差限制，以避免导管和其它连接可能带来的影响（如损坏或错位）。基础的深度由土壤的承载强度、机器支撑要求（结构刚度）和关键设计中的动态刚度决定，其中包括基础的固有频率和弯曲模式。

几何形状和质量是基础动态设计中的重要考虑因素。然而，除非知道基础的动态响应，否则有时建议的基础与设备质量比在防止基础振动方面几乎没有作用。

有限元分析将定义和模拟基础的模态振型和响应频率，以及隔离系统和基础对机器诱发输入和/或环境输入的响应（见图5）。

模态振型（结构在每个轴上的刚度）确定了每个频率模式和任何变形（如弯曲或扭转）的物理方向。通常，一个结构的模态表示该结构上不同点之间的结构刚度的相对程度（见图4）。

检查振动结构中的振型是通过改变结构的刚度、质量和阻尼来调整临界点处振幅的一个有价值的步骤。

由支撑的机器施加的力可以在基础的固有频率（或其中一种响应模式）处引起足够高的振幅，从而引起共振或振动放大。在任何涉及机器诱发振动（源）的成功设计中，最重要的一个因素是避免机器和基础之间的共振。

对于环境诱导的、随机的或稳态的振动，应考虑共振点的放大，尽管支撑基础的隔离器应在基础的固有频率处提供足够的隔离，以避免放大。

在机器启动或关闭期间，可以容忍暂时的共振出现，其中支撑结构甚至隔离器与机器的工作频率共振，特别是在有显著阻尼的情况下。

因此，为了检查可能出现的共振，在动态分析中需要机器产生的运行速度和力的数据，或对振动敏感的机器所测量的振幅和频率的数据。

基础结构和刚度的一个重要部分是设计中使用的指定混凝土强度。

指定的混凝土强度很容易获得，通常被用作唯一的标准。然而，收缩控制可能是提供一个成功项目的最重要因素之一。以下是控制收缩的主要因素：

1） 已交付混凝土的水灰比（坍落度）

2） 骨料配比及粒度

3） 减水剂

4） 现场条件，如炎热、干燥的气候

5） 固化

6） 控制接缝及加固

浇筑基础前的混凝土样品和混凝土混合物的坍落度测量

收缩是指当混凝土从原来的潮湿状态干燥到与空气湿度达到平衡时，其体积的减小。无约束的收缩不会产生裂缝。

如果设计和养护得当，大型基础在受控环境下的混凝土收缩率非常低。大部分收缩发生在前两个月，如果周围环境没有变化，则在接下来的几个月里收缩为零。如果需要，应在大部分收缩发生后使用混凝土表面密封剂。

对于关键设计或精密设备，每浇筑25立方码的混凝土应至少抽取一个混凝土样本，以检查坍落度。还应在第7天和第28天（假设28天固化）采集试样，以验证强度。

1）支撑设备/机器施加的不平衡力

2）机器/设备重心

3）基础的固有频率（共振）和响应模式

4）传递性（传播能力）

5）隔离器上的位移

一个好的基础设计需要在施工过程中进行现实的分析和监督。刚度在结构设计和动力设计上都具有重要意义。如果验证了土壤、基坑、隔离器和支撑基础的固有频率，则可以避免在隔离基础设计中各构件的相互作用引起的动态耦合或共振放大。

可以直接进行振动测量，这将提供土壤的实际频率响应和用于分析的最佳可能值。这对于直接在压实土壤上使用垫子材料隔离而不使用刚性混凝土坑或侧壁的基础尤为重要。

隔离器的目的是降低传递到机器或设备支撑基础中的强迫、随机和稳态振动的振幅。隔离器有多种形式，包括橡胶、垫子材料、金属螺旋、安全气囊和气动隔离器。作为应用解决方案的隔离器类型（性能）取决于要隔离的机器类型、隔离器的静态负载、动态偏转和阻尼特性。

所有隔离器本质上都是带有附加阻尼元件的弹簧。在某些情况下，“弹簧”和“阻尼器”是分开的，例如与粘性阻尼器结合使用的螺旋弹簧隔离器。然而，大多数隔离器的设计都将弹簧和阻尼器集成到一个整体单元中。

任何隔离器的重要特性都是其负载偏转（挠度）和负载固有频率特性。隔离器的动态弹簧刚度和阻尼主要由所用材料的类型决定，而刚度（静态和动态）是隔离器设计（材料、形状）的函数。弹簧静态刚度、弹簧动态刚度、蠕变、固有频率、阻尼和负载偏转值因材料和设计而异。因此，用于隔振的材料或元件是根据其用于隔离特定频率和振幅时性能的显著差异来选择的。

传递性

隔离后传递的振动与干扰振动的比值被描述为传递性，并在公式（1）中以其基本形式表示。

公式（1）理论无阻尼传递性：

式中ζ表示隔离器的阻尼比。

固有频率和阻尼是隔离器的基本特性，决定了设计用于提供振动和/或冲击隔离的系统的传递性。此外，在选择隔离器/隔离材料时，必须考虑其它重要因素。

其中两个重要因素是：

1）引起振动/冲击的动态扰动的来源和类型。

2）隔离器对动态扰动的响应。

在了解其特性后，选择隔离器的类型主要是根据它将支持的负载和它将要运行的动态条件。

固有频率，弹簧刚度

并非所有基于机械偏转的隔离特性的隔离器在负载和偏转之间都具有线性关系。一个常见的错误是，如果要支撑的弹簧刚度（k）和重量（w）已知，则可以使用以下公式【公式（3）】来计算所有隔离器的固有频率。

公式（3）：

其中，质量m = w/g

如果刚度或弹簧刚度（k）未知，则可以重写公式（3）【见公式（4）】，从而使隔离器的静态固有频率是其静态挠度（δs）的函数。这样就可以确定隔离器的静态固有频率，其中g为重力常数。

公式（4）理论无阻尼静态固有频率：

1）低频隔离需要大挠度。

2）忽略阻尼特性。

3）仅获取静态固有频率。

4）假设隔离器具有线性弹簧刚度。

只有在考虑的隔离器是线性和弹性的情况下时，才能使用静态偏转原理。例如，橡胶、毛毡、玻璃纤维和复合材料垫往往是非线性的，并表现出与静态弹簧刚度不同的动态弹簧刚度。

使用由隔离器的静态负载-挠度试验确定的静态挠度（δs）计算的固有频率，总是会给出低于振动（动态）期间中所经历的值。

由于动态弹簧刚度与静态弹簧刚度不同，任何基于静态挠度计算出固有频率的隔离器，可能不会以预测的方式工作。

计算中必须使用的是动态固有频率，而不是静态固有频率。

阻尼

阻尼特性在静态评估中被忽略【公式（4）】，这对隔离效率有显著影响。隔离器中的阻尼具有有益的作用，因为它有助于抑制振动，但也可能导致隔离效率的损失。要了解阻尼的影响，请参阅图7中的传递性曲线。

使用隔离器的已知特性-动态固有频率和阻尼【公式（2）】来绘制曲线。注意，随着阻尼的增加，传递性的曲线变平，因此在接近共振的区域，曲线减小，但在需要隔离的区域，该曲线增大。曲线表明，如果隔离器中存在大量阻尼，则必须降低其固有频率，以在所关注的频率比下保持所需的隔离度。

理想的隔离器在隔离区域中具有尽可能小的阻尼，在隔离器的固有频率下具有尽可能多的阻尼，以减少共振时的放大。

通过了解隔离器的基本特性和动态特性，可以设计和计算作为频率函数的隔离器的真实传递性。然而，需要动态刚度（固有频率与载荷）或具有材料实际阻尼系数的传递性与频率曲线。

图8和图9显示了隔离材料如何用于建造和隔离地板以下的基础。所需尺寸的混凝土坑内衬有隔离材料。然后用塑料布覆盖这种材料，并将混凝土浇筑在所需的钢筋上，形成刚性基础。通过使用具有适当厚度和面积的材料来获得期望的固有频率。

为了使隔离系统获得较低的固有频率，在使用橡胶或线圈弹簧隔离器时，需要有较大的静挠度。然而，当使用低固有频率的气动隔离器（空气弹簧）时，不需要静态偏转。

如果隔离器位于基础/机器的组合重心以下，就会出现不稳定的趋势，如果机器在正常运行过程中产生较大的力，或者由于运动部件的快速加速/减速而产生运动，这种影响就会变得更为重要。通过将隔离器安装在靠近基础上表面的位置，并由从基坑壁向内延伸的桥台支撑，可以最大限度地减少“摇晃”。这个概念的一个更精细的版本是图9所示的t形基础。通过这样的设计，可以将隔离器定位在与机器和基础的组合重心相同的水平面上，从而减少甚至消除隔离系统的运动。“阻尼装置”或约束装置只应用于抗震设计，以防止地震引起的运动并保护被支撑的设备。用于稳固的阻尼装置表明其隔离系统设计不良。

最后，振动隔离物的外部连接会对隔离效率产生不利影响。导管（服务线路）的机械连接，包括电气、信号和其它连接，可能会影响隔振系统的性能，特别是当安装在被隔离的精密设备上时。这些连接为振动创造了良好的传输路径（短路），振动可能存在于连接源并传递到支撑基础。所有刚性服务导管应通过柔性连接和大回路连接，以减少刚度和传输。