Фундаменты под оборудование с динамическими нагрузками

Фундаменты под динамические нагрузки

Возведение фундамента – это процесс, при осуществлении которого требуется учитывать различные нагрузки. Одним из наиболее важных моментов является устойчивость к динамическим нагрузкам, возникающим в ходе работы механического оборудования. В число причин, вызывающих появление динамических нагрузок, входят:

  • функционирование машин с неравномерно движущимися частями;
  • движение транспорта как по поверхности земли, так и под землей;
  • трамбовка грунта во время во время обустройства подушки основания здания;
  • углубление свай;
  • работа лесопильного оборудования или компрессоров и прокатных станов.

Особенности и классификация фундаментов под динамические нагрузки

Сооружение основания, предназначенного для обеспечения устойчивости к динамическим нагрузкам, необходимо при возведении промышленных зданий, в которых установлены опорные колонны, и, соответственно, фундаментов под станки. Такие фундаменты имеют ряд особенностей, учитывать которые необходимо при строительстве. В первую очередь это касается колебаний, которые приходится выдерживать основанию под станки и машины.

Конструкция фундамента под динамические нагрузки

Испытываемые колебания могут быть и статические, и динамические. Возникновение динамических нагрузок связано с колебаниями во время работы промышленного оборудования и строительной техники, проведением взрывных работ или с сильными порывами ветра. Проектирование основания осуществляется в соответствии со СНиП 2.02.05-87.

Основная цель обеспечить безопасную эксплуатацию машин, без причинения какого-либо ущерба возведенному зданию. Основания машин с динамическими нагрузками проектируют:

  1. Монолитными, где предусмотрено наличие приямков, колодцев или отверстий, в которых размещаются части оборудования.
  2. Стенными. Имеющими основание в виде ростверка, стены и верхнюю плиту, опирающуюся на колонны.
  3. Рамными, представляющими собой конструкцию из верхней плиты и балок, которые опираются на нижнюю плиту фундамента через ряд стоек.
  4. Облегченными, где опору создают колонны.

Для того чтобы успешно выдерживать довольно высокие динамические нагрузки возводимое основание должно:

  1. Обладать значительной массой, обеспечивающей устойчивость к существующим и предстоящим нагрузкам. Уровень сопротивляемости основания вибрациям напрямую зависит от его массы.
  2. Отличаться значительной прочностью, обеспечивающей долгосрочную эксплуатацию и самого оборудования, и здания, в котором оно установлено.
  3. Иметь довольно высокую инертность. Фундаменту, сооруженному под оборудование, предстоит выдержать воздействие агрессивных сред. В их число входят смазка, машинные масла и другие жидкости, оказывающие разрушающее действие на само основание и грунт.

При сооружении такого фундамента необходимо в точности следовать рекомендациям и соблюдать все установленные нормы в отношении габаритов и правил возведения основания и крепления на нем оборудования.

Важно обеспечить полное отсутствие уклона ростверка. Это гарантирует равномерное распределение нагрузки и тем самым продлит срок эксплуатации оборудования и фундамента.

Основное требование, предъявляемое к фундаментам, на которых установлено ударное или иное оборудование, заключается в соответствии стандартам безопасности труда и обеспечении эффективной защиты от вредного влияния динамических нагрузок на оборудование, установленной как на самом основании, так и в непосредственной близости от него.

Фундамент под оборудование

Для соблюдения указанных условий необходимо при возведении подобных фундаментов строго следовать нормам, установленным СНиП:

  • 2.02.01-83;
  • 2.02.03-85;
  • 2.03.01-84;

Как указывает руководство, фундаменты машин, подверженных динамическим нагрузкам сооружают в виде монолитной плиты. Они могут быть сборными и сборно-монолитным. По существующим требованиям и нормам основание под динамические нагрузки возводится монолитным железобетонным. Класс бетонной смеси, используемой для его сооружения – В15. Отличие основания под машины с динамическими нагрузками от фундаментов под жилые постройки заключается в их конструкции.

Проектирование фундаментов машин с динамическими нагрузками

Большая часть динамических нагрузок – ударное воздействие. Это может быть и одиночный импульс, и изменяющаяся внешняя нагрузка. Эти явления и вызывают свободные или вынужденные колебания.

Турбогенератор – оборудование с динамическими нагрузками

Надежные основания обустраивают для установки машин:

  • вращающихся равномерно, к числу которых относятся электродвигатели и турбогенераторы;
  • вращающихся не только равномерно, но и с поступательным и возвратным движением, а это могут быть компрессоры или двигатели внутреннего сгорания;
  • совершающих возвратно-поступательное движение одновременно с ударами.

Машины и механизмы могут оказывать на фундамент воздействие, совершая возвратно-поступательное движение, совмещенное с неравномерным вращением или передавать на основание случайные нагрузки. Для точного проектирования основания под динамические нагрузки необходим профессиональный расчет. Коэффициенты жесткости для фундаментов на естественной платформе определаются по формулам:

где kz – это коэффициент жесткости при вертикальных поступательных движениях фундамента;

А – площадь платформы;

Сz – жесткость основания при осуществлении поступательного вертикального перемещения фундамента.

При горизонтальных движениях фундаментов:

Вся работа – это несколько обязательных этапов, в ходе которых проводится расчет амплитуды колебания основания, которая должна полностью соответствовать установленной правилами. Установки значений давления под подошвой и расчет прочности всех элементов, из которых состоит фундамент.

Выбирая марку бетона для создания железобетонной конструкции, необходимо учитывать наличие воздействия на фундамент и динамической нагрузки, и статистических нагрузок, и высоких технологических температур, оказываемых в одно время. Посмотрите видео, как правильно выбрать марку бетона.

Платформа, на которой будут установлено оборудование, должна обеспечить безопасность и эффективность труда, а расчет материалов и параметров должен гарантировать продолжительный срок ее эксплуатации. Основание для проектирования подошвы, которая имеет в большинстве случаев прямоугольную форму, является правильный расчет. В первую очередь стоит сказать о том, что высота фундаментов машин предусматривается минимальная, так она тесно связана с размерами крепежных болтов и глубиной их заделки.

На данном этапе выбирается проектная марка бетона, которая в соответствии со СНиПом должна быть не менее М150 или М200. Расчет фундамента выполняется для установки как единичной модели, так и нескольких машин динамической нагрузки. Выполнение данных работ связано с определением центра тяжести и учетом волн, распространяемых в грунте при работе низкочастотных или других машин.

Сооружение фундамента под динамические нагрузки

Необходимое условие прочности сооружения – отделение фундаментов машин от оснований построек специально спроектированными швами. При проектировании фундамента машин с динамическими нагрузками в обязательном порядке принимают расчет технические характеристики, которыми обладает оборудование, амплитуда колебаний непосредственно машин и расположенных поблизости конструкций. Необходимо принимать в расчет динамические нагрузки, действующие на оборудование и крепежные болты.

При установке колонн необходимо использовать “стаканы”

Особого внимания заслуживают значения предельных колебаний всего фундамента и его частей. Оборудование, установленное на сооружаемом основании, требует наличия дополнительных подъямков или колодцев, которые также подвергаются определенным нагрузкам и испытывают колебания. Приступая к сооружению основания машин с динамическими нагрузками необходимо учесть наличие дополнительных крепежных болтов и других элементов, которым снабжено оборудование при поставке.

Машины с динамическими нагрузками устанавливают как можно дальше от объектов, обладающих повышенной чувствительностью к вибрации, к числу которых относятся опорные колонны. Установка машин на открытой площадке требует наличия данных о глубине промерзания грунта. В большинстве случаев машины с динамическими нагрузками устанавливают на мелкозаглубленном фундаменте. Если сооружение подобного основания ведется на сложном грунте, то используют свайную конструкцию, колонны в которой имеют различную глубину проникновения в грунт.

Такие колонны, как правило, делают в «стакане», который армируют и заполняют бетоном. Эти железобетонные колонны становятся надежной опорой будущего фундамента. Они надежно укрепляют грунты. Создание основания для машин с динамическими нагрузками требует поэтапного выполнения работ с учетом особенностей, которыми обладает оборудование.

Бетонирование выполняется в непрерывном режиме. При необходимости технология выполнения работ допускает сооружение рабочих швов, места нахождения которых, указаны на чертежах и установлены еще на стадии проектирования.

Выбирая место, в котором будет установлено оборудование, необходимо принять во внимание установленное расстояние от машины до той точки, где расположены опорные колонны или другое оборудование. Это расстояние не должно быть меньше одного метра от выступающих частей машины. Фундамент, на который опираются стены помещения или колонны, не может быть связан с основанием, обустроенным для машин с динамическими нагрузками. Посмотрите видео, как производится установка опорных колонн.

Определив расстояние от каждой опорной колонны, приступают к разметке, в соответствии с которой подготавливают котлован. В открытых цехах глубина котлована определяется глубиной промерзания грунта. Подсыпку делают песком, тщательно промочив и уплотнив его.

После выставления опалубки и укладки армировочной сетки на опалубку необходимо уложить шаблон. Используя отверстия, подготовленные в нем, с помощью гаек фиксируют фундаментные болты.

Заливку опалубки проводят послойно. Уплотняют каждый слой, толщина которого составляет 15 сантиметров, штыкованием. Спустя 28-30 дней проводят прочностные испытания и только после этого подписывают акт о приемке работ.

Типы фундаментов под машины и оборудование с динамическими нагрузками

По влиянию динамических нагрузок на фундаменты машин, механизмов и технологического оборудования распределяют на:

  • те, что создают вибрации или колебания;
  • не создающие, но нуждающиеся в защите от вибрации;
  • не создающие и не требующие защитных мероприятий от вибрации.

Машины, механизмы и оборудования первой группы делятся на:

  1. Периодического действия — гармоничные (электромашины с равномерно вращающимися роторами) и импульсные (ударно-вибрационные механизмы, формовочные машины).
  2. Кратковременного действия — неравномерное вращение или возвратно-поступательное движение, которое завершается последовательным или случайным ударом (копры, дробильное оборудование).

Сведения о видах машин или оборудования, а также характер динамического влияния на фундаменты и основания, необходимы для проектирования типа фундамента и соответствующей методики расчета.

На фото: Оборудование на антивибрационном фундаменте

Фундаменты должны обеспечивать:

  • возможность размещения и надежное закрепления машин и оборудования к фундаментам;
  • прочность, надежность и устойчивость основания;
  • отсутствие чрезмерных просадок и деформаций основания;
  • отсутствие повышенных вибраций, усложняющих работу машин и вредно влияющих на обслуживающий персонал, фундаменты и строительные конструкции.

По способу возведения фундаменты различают:

  • сборные;
  • монолитные;
  • сборно-монолитные.

При этом класс бетона используется не ниже В12,5 для монолитных и В15 для сборных.

По конструктивным характеристикам фундаменты применяются: массивные, стеновые и рамные. Конструкцию фундамента определяет вид машины и оборудование.

Массивные фундаменты устраивают, как правило, сплошными железобетонными блоками или плитами; они обладают простотой формы и изготовления. Такие фундаменты применяют для машин и оборудования периодического и импульсного действия.

Стеновые фундаменты — это конструкция, состоящая из продольных и поперечных стен, которые жестко связанные с фундаментной плитой.

Рамные фундаменты — система балок, опирающихся через стойки или П-образные рамы на фундаментную плиту. Рамные фундаменты используют для высокочастотных машин периодического действия. Такие фундаменты устраиваются сборными или сборно-монолитными.

Стеновые блоки для фундамента

Фундаменты проектируются как под отдельную машину (агрегат), так и под группу машин. Фундаменты, как правило, отделяют деформационными швами от рядом стоящих фундаментов строений, а также от примыкающего оборудования. С целью уменьшения вибрации фундаментов применяется виброизоляционные материалы.

Уровень устройства фундамента зависит от его конструкции, технических требований, инженерно-геологических условий, а также глубины расположения смежных фундаментов. При заложении в основании слабых грунтов выполняется или полная их замена, или укрепление. Габариты фундамента определяются особенностями устанавливаемого оборудования.

Расчет фундаментов выполняется на действие динамических нагрузок.

Фундаменты машин (оборудования) и их основания при проектировании рассчитываются по двум группам:

  • по несущей способности;
  • по деформациям.

СНиП 2.02.05-87 ФУНДАМЕНТЫ МАШИН С ДИНАМИЧЕСКИМИ НАГРУЗКАМИ — 2. Фундаменты машин с вращающимися частями

Содержание материала

  • СНиП 2.02.05-87 ФУНДАМЕНТЫ МАШИН С ДИНАМИЧЕСКИМИ НАГРУЗКАМИ
  • 1. Общие положения исходные данные для проектирования фундаментов
  • Общие требования к проектированию фундаментов
  • Общие указания по расчету оснований и фундаментов
  • Особенности проектирования свайных фундаментов
  • Особенности проектирования фундаментов машин на вечномерзлых грунтах
  • 2. Фундаменты машин с вращающимися частями
  • 3. Фундаменты машин с кривошипно-шатунными механизмами
  • 4. Фундаменты кузнечных молотов
  • 5. Фундаменты формовочных машин литейного производства
  • 6. Фундаменты формовочных машин для производства сборного железобетона
  • 7. Фундаменты оборудования копровых бойных площадок
  • 8. Фундаменты дробилок
  • 9. Фундаменты мельничных установок
  • 10. Фундаменты прессов
  • 11. Фундаменты прокатного оборудования
  • 12. Фундаменты металлорежущих станкков
  • 13. Фундаменты вращающихся печей
  • Приложение 1 расчет колебаний фундаментов машин с периодическими нагрузкамим
  • Приложение 2 расчет колебаний фундаментов машин с импульсными нагрузками
  • Приложение 3 расчет колебаний фундаментов машин на случайные динамические нагрузки
  • Приложение 4 расчет колебаний массивных и стенчатых фундаментов машин при кинематическом возбуждении
  • Приложение 5 основные буквенные обозначения
  • Все страницы

2. ФУНДАМЕНТЫ МАШИН С ВРАЩАЮЩИМИСЯ ЧАСТЯМИ

2.1. Требования настоящего раздела распространяются на проекти­рование фундаментов турбомашин (энергетических, нефте- и газопере­качивающих турбоагрегатов мощностью до 100 тыс. кВт, турбоком­прессоров, турбовоздуходувок, турбонасосов), электрических машин (мотор-генераторов и синхронных компенсаторов), центрифуг, центро­бежных насосов, дымососов, вентиляторов и тому подобных машин.

2.2. В состав исходных данных для проектирования фундаментов машин, указанных в п. 2.1, кроме материалов, перечисленных в п. 1.1, должны входить:

данные о значениях нагрузок от момента короткого замыкания генератора и от тяги вакуума в конденсаторе, координаты точек их приложения и размеры площадок передачи этих нагрузок; данные о нагрузках, возникающих при тепловых деформациях машин;

схемы расположения и нагрузки от вспомогательного оборудования (масло- и воздухоохладителей, масляных баков, насосов, турбопроводов и др.);

схемы площадок, опирающихся на фундамент, и данные о норматив­ных значениях нагрузок от них;

данные для определения монтажных нагрузок, размеры площадок передачи этих нагрузок.

Примечание. При проектировании фундаментов турбоагрегатов мощностью 25 тыс. кВт и более показатели физико-механических свойств грунтов должны опре­деляться на основе непосредственных испытаний в полевых или лабораторных условиях.

2.3. Фундаменты машин с вращающимися частями следует проекти­ровать рамными, стенчатыми, массивными или облегченными.

При выборе конструктивной схемы фундамента следует руководство­ваться требованиями, содержащимися в пп. 1.11-1.13; при этом следует соблюдать симметрию фундамента относительно вертикальной плоскос­ти, проходящей через ось вала машины.

Стенчатые фундаменты следует проектировать преимущественно с поперечными стенами, расположенными под подшипниками машины.

2.4. Центробежные насосы, агрегируемые на заводе-изготовителе при помощи железобетонных опорных плит с электродвигателями или двига­телями внутреннего сгорания мощностью до 400 кВт, допускается уста­навливать без фундамента на подстилающий слой пола. Для агрегатов с двигателями мощностью до 50 кВт железобетонные опорные плиты устанавливаются на подстилающий слой пола без специального закреп­ления на подливку из песчано-цементного раствора толщиной 30-50 мм. Для агрегатов с двигателями мощностью свыше 50 кВт крепление железобетонной опорной плиты к подстилающему слою пола должно осуществляться фундаментными болтами.

2.5. Фундаменты турбоагрегатов мощностью 25 тыс. кВт и более не допускается опирать на пески рыхлые любой крупности и влажности, мелкие и пылеватые водонасыщенные любой плотности, пылевато-глинистые грунты с показателем текучести IL > 0,6, а также на грунты с модулем деформации менее 10 МПа (100 кгс/см 2 ) и грунты, подвер­женные в водонасыщенном состоянии суффозии. Для свай, опираю­щихся на указанные выше грунты, несущую способность следует опре­делять по результатам полевых испытаний длительно действующими динамическими нагрузками.

2.6. На нижние плиты (или ростверки) рамных фундаментов машин, указанных в п. 2.1, допускается опирать стойки площадок обслуживания машин и перекрытия над подвалом.

В случае устройства под всем машинным залом общей фундаментной плиты допускается непосредственно на этой плите возводить фундаменты машин.

Элементы верхнего строения фундаментов не допускается связывать с элементами и конструкциями здания.

Примечание. В виде исключения на элементы верхнего строения фундаментов машин допускается опирать вкладные участки перекрытия. В этом случае под опорами балок перекрытия необходимо предусматривать изолирующую прокладку, например, из фторопласта или других подобных материалов. Такие прокладки сле­дует предусматривать такие под опорами перекрытий и площадок обслуживания, установленных на стойках, опертых на нижние плиты (ростверка) фундаментов машин.

2.7.Нормативные динамические нагрузки (вертикальные Fn,v и горизонтальные Fn,h), кН (тс), от машин с вращающимися частями следует принимать по данным задания на проектирование, а при отсутствии этих данных допускается принимать равными:

(39)

где m — коэффициент пропорциональности, устанавливаемый по табл. 9;

s — число роторов;

Gi — вес каждого ротора машины, кН (тс).

2.8. Динамические нагрузки от машин, соответствующие максимальному динамическому воздействию машины на фундамент, следует принимать сосредоточенными и приложенными к элементам, поддерживающим подшипники (к ригелям, балкам) на уровне осей этих элементов.

2.9. Для фундаментов турбомашин расчетную динамическую нагруз­ку в продольном горизонтальном направлении следует принимать равной 0,5 значения той же нагрузки в поперечном горизонтальном направ­лении; для остальных машин с вращающимися частями продольную нагрузку следует принимать равной нулю.

2.10. Нормативные нагрузки на фундаменты турбомашин, соответ­ствующие моменту короткого замыкания Мn,sc, кН×м (тс×м), и тяги ваку­ума в конденсаторе при гибком присоединении конденсатора Fn,vac, кН (тс), следует принимать по заданию на проектирование или определять по формулам:

(40)

(41)

В формулах (40), (41):

N — номинальная мощность электрической машины, кВт;

nr — частота вращения машины, кВт;

ksc — коэффициент кратности вращающего момента при коротком замыкании, принимаемый по заданию на проектиро­вание; в случае отсутствия в задание на проектирование допускается принимать равным 10;

100 (10) — усилие тяги вакуума на 1 м 2 сечения трубопровода, кН/м 2 (тс/м 2 );

a — площадь поперечного сечения соединительной горловины конденсатора с турбиной, м 2 .

2.11.При определении расчетных значений усилий в элементах фунда­ментов машин с вращающимися частями в каждое отдельное сочетание следует включать только одну из нагрузок, соответствующих динами­ческому воздействию машины: вертикальную силу и момент в верти­кальной плоскости или горизонтальную силу и соответствующие ей моменты в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Нагрузка от тяги вакуума в конденсаторе учитывается в сочетаниях нагрузок как длительная статическая с коэффициентом надежности по нагрузке gf = 1,2.

Сочетание в которое входит момент короткого замыкания Мsc, явля­ется особым.

2.12. Нормативную монтажную нагрузку на верхней плите фунда­мента следует принимать по заданию на проектирование, но не менее 10 кН/м 2 (1 тс/м 2 ); ее следует умножать на коэффициент надежности по нагрузке gf = 1,2 и коэффициент динамичности h = 1.

2.13. Расчет колебаний фундаментов всех видов машин с вращающимися частями сводится к определению максимальной амплитуды горизонтальных (поперечных) колебаний верхней плиты (для рамных фундаментов) или верхней грани фундамента (для массивных и стенчатых фундаментов); расчет следует производить в соответствии с указаниями обязательного приложения 1.

Расчет амплитуд вертикальных колебаний, как правило, не произво­дится.

2.14. При расчетах колебаний значения расчетных динамических нагрузок следует определять в соответствии с требованиями пп. 1.23 и 2.7.

2.15. Для массивных и стенчатых фундаментов машин с вращаю­щимися частями с частотой вращения более 1000 об/мин расчет коле­баний допускается не производить

2.16. Расчет колебаний опорной плиты агрегируемого оборудования производится как для массивных фундаментов. При этом в массу фундамента следует включать массу оборудования, опорной плиты и массу подстилающего слоя пола непосредственно под плитой и в примы­кающей зоне на расстоянии 0,5 м от граней плиты.

В случае необходимости ограничения распространения колебаний от оборудования, смонтированного на железобетонных опорных плитах, в подстилающем слое пола следует устраивать сквозной шов.

Фундаменты под машины и оборудование с динамическими нагрузками .

Основные положения. Существует огромное разнообразие типов машин и оборудования, передающих через фундамент динамичес­

кие воздействия на грунты основания. По характеру динамического воздействия все они различаются на машины периодического и не­периодического, включая импульсное, действия. Динамические на­грузки, возникающие при работе таких машин, могут изменяться по различным законам и приводить к разным колебаниям системы «машины — фундамент — основание». Поэтому при едином теоре­тическом подходе практические приемы расчета и проектирования фундаментов различных групп машин и оборудования могут раз­личаться.

Общая задача проектирования фундаментов заключается в том, чтобы обеспечить нормальную работу установленных на них ма­шин и оборудования, исключить вредное воздействие вибрации на расположенные вблизи строительные и технологические объекты, удовлетворить требования санитарных норм в отношении уровня допустимых вибраций для обслуживающего персонала. При этом фундаменты должны быть экономичными и соответствовать со­временному технологическому уровню строительных, работ.

Расчет фундаментов производится на действие статических и ди­намических нагрузок.

Расчетные статические нагрузки определяются обычным спосо­бом (масса машины и вспомогательного оборудования, фундамента и грунта на его обрезах с коэффициентом перегрузки п— 1). Значения динамических нагрузок обычно даются заводом-изготовителем в техническом задании на проектирование фундамента. При отсут­ствии данных динамические нагрузки допускается определять по указаниям СНиП 2.02.05 — 87 «Фундаменты машин с динамичес­кими нагрузками».

В: соответствии с общими правилами основания и фундаменты под машины рассчитываются по двум группам предельных состоя­ний. По первой группе (по несущей способности) во всех случаях производится проверка среднего статического давления под подо­швой фундамента на естественном основании или расчет несущей способности свайного фундамента, а также выполняется расчет прочности отдельных элементов конструкции фундамента. Расчеты по второй группе (по деформациям) включают сопоставление на­ибольшей амплитуды колебаний фундамента с предельно допусти­мой для данного типа машин и, если это требуется по техническим условиям (например, для фундаментов турбоагрегатов), определе­ние неравномерных осадок, прогибов, кренов и т. п. и их сопостав­ление с предельными значениями, устанавливаемыми проектом.

При проектировании машин и оборудования с динамическими нагрузками применяют как фундаменты неглубокого заложения, так и свайные фундаменты. Фундаменты могут быть монолитные, сборно-монолитные и сборные. Форма и размеры фундаментов определяются особенностями оборудования и уточняются расче­том.

В практике часто применяют следующие три конструктивных

Рис. 17.3. Основные конструктивные типы фундаментов под машины: а — массивный; б — стенчатый; в — рамный

типа фундаментов (рис. 17.3): массивные в виде блока или плиты; стенчатые, состоящие из продольных или поперечных стен, жестко связанных с фундаментной плитой; рамные, представляющие собой пространственную конструкцию из верхней плиты или системы балок, опирающихся через стойки на фундаментную плиту.

Для машин ударного действия с большими нагрузками (различ­ного рода прессов, молотов, формовочных машин литейного произ­водства и т. п.), как правило, применяют массивные фундаменты. Для других типов машин кроме массивных могут быть исполь­зованы облегченные стенчатые и рамные фундаменты.

Фундаменты могут проектироваться как под отдельную маши­ну, так и под группу машин. Фундаменты под машины, как прави­ло, отделяются сквозными швами от смежных фундаментов зданий, сооружений и оборудования, а также от пола примыкающего поме­щения. Для уменьшения вибрации фундаментов при соответству­ющем обосновании рекомендуется предусматривать их виброизоля- цйю.

Глубина заложения фундамента зависит от его конструкции, технологических требований, инженерно-геологических условий площадки и глубины заложения соседних фундаментов. При уста­новке машин на открытых площадках или в неотапливаемых поме­щениях следует учитывать и глубину сезонного промерзания грун- . — , ■ ‘ 461

тов. При наличии в основании слабых грунтов мощностью до 1,5 м производится их замена, при большей мощности — их укрепле­ние или устройство свайных фундаментов. Подошва фундамента, как правило, располагается на одной отметке и имеет прямоуголь­ную форму.

Особенности расчета и проектирования фундаментов различных типов машин и оборудования приводятся в СНиП 2.02.05 — 87. * Ниже рассмотрены лишь основные положения расчетов примените­льно главным образом к фундаментам на естественном основании.

Расчеты по первой группе предельных состояний. Проверка сред­него давления под подошвой фундамента производится только на действие статической нагрузки. Влияние динамических нагрузок учитывается коэффициентами условий работы грунтов основания.

При проектировании фундамента на нескальных грунтах стре­мятся к тому, чтобы совместить на одной вертикали центр тяжести площади его подошвы и точку приложения равнодействующей всех статических нагрузок. Эксцентриситет не должен превышать 3% размера стороны подошвы фундамента, в направлении которой происходит смещение центра тяжести, для грунтов основания с таб­личным значением расчетного сопротивления i?o 150 кПа. Проверку среднего давления под подо­швой при этом производят по формуле центрально сжатого фун­дамента

Таблица 17.1. Коэффициент условий работы

Проектирование свайных фундаментов производят в соответст­вии с требованиями СНиП 2.02.03 — 85 «Свайные фундаменты». Однако при определении несущей способности одиночной сваи про­изводится корректировка расчетных показателей с помощью коэф­фициентов условий работы грунтов основания, приведенных в СНиП 2.02.05 — 87.

Расчеты конструкций фундаментов и отдельных их элементов производят в соответствии со СНиП 2.03.01 — 84 «Бетонные и же­лезобетонные конструкции».

Расчеты по второй группе предельных состояний. В зависимости от характера динамических нагрузок расчеты ведутся на вынужден­ные колебания (фундаменты машин с нагрузками, изменяющимися по периодическому закону,—машины с вращающимися частями, дробилки и т. п., а также фундаменты машин с кривошипно­шатунными механизмами, создающими нагрузки, изменяющиеся по полигармоническому закону) или на собственные колебания (фундаменты машин с импульсными воздействиями — кузнечные молоты, прессы, формовочные машины литейного производства и т. д.).

Амплитуды колебаний фундамента должны удовлетворять условию

а^Ои, ‘ (17.2)

где а — наибольшая амплитуда колебаний фундамента, определя­емая расчетом; аи — предельно допустимая амплитуда колебаний фундамента, устанавливаемая заданием на проектирование, а при ее отсутствии в задании принимаемая по СНиП 2.02.05 — 87.

Значения предельно допустимых амплитуд колебаний фундамен­тов назначаются в соответствии с требованиями общей задачи проектирования, приведенной в начале настоящего параграфа. Так, значение горизонтальных колебаний для машин с вращающимися частями составляет от 0,05 мм (для высокочастотных машин) до 0,2 мм (для низкочастотных). Для прессов и кузнечных молотов значе­ние аи повышается соответственно до 0,25 и 1,2 мм. Величины наибольшей амплитуды колебаний а определяются расчетом для каждого конкретного случая. — ■ ■

Инженерные расчеты задачи о колебаниях сложной системы «машина — фундамент — основание» базируются на упрощенных положениях, предложенных еще в 1933 г. Н. П. Павлюком и разви­тых последующими исследователями. Принимается (рис. 17.4), что машина вместе с фундаментом представляет собой абсолютно жесткое тело с массой, расположенной в центре тяжести действу­ющих статических нагрузок. Основание рассматривается как не имеющее массы и способное к упруговязкому деформированию. При этом сопротивление пружин на рис. 17.4, имитирующих уп­ругие деформации основания, пропорционально перемещениям

Рис. 17.4. Расчетная модель колебаний фундамента:

1 — упругое сопротивление; 2 — вяз­кое сопротивление

Фундаменты под оборудование с динамическими нагрузками

Проектирование фундаментов под оборудование необходимо для правильной работы технологического оборудования, важно точно рассчитать и подготовить основание для его монтажа. Каждый вид оборудования имеет свое назначение, способно выполнять специфические функции, обладает свойственными только для него характеристиками.

Вес и размеры оборудования, действующие на него нагрузки, создаваемые при работе вибрации влияют на выбор фундамента под будущий станок.

Рекомендации по расчету и конструкции фундамента дает завод-производитель. В случае отсутствия нужной информации можно воспользоваться методиками для фундаментов под агрегаты и технологическое оборудование. Изготавливается фундамент чаще всего из железобетона. Возможно применение для основания под оборудование комбинаций металла и бетона, металлических плит и конструкций, бетонных блоков.

При проектировании фундамента нужно учитывать, что установленный на него станок должен полностью сохранить свою функциональность. Основание должно быть прочным, выдерживать все нагрузки, в том числе и динамические при работающем оборудовании. Одновременно важна надежность крепления, невосприимчивость к агрессивным веществам и способность гашения фундаментом передаваемых ему вибраций.

Все создаваемые оборудованием усилия не должны передаваться дальше, влияя на работу других конструкций в цеху.

Рекомендуемый порядок работ для проектирования фундаментов:

    Разработка или получение строительного задания от поставщика оборудования Инженерно-геологические и геодезические исследования площадки Обследование строительных конструкций площадки Выбор типа будущего фундамента Разработка графической части с проверочными расчетами Согласование проекта фундамента с производителем оборудования Выдача чертежей в производство работ

Фундаменты под оборудование должны удовлетворять следующим основным требованиям:

    прочности, устойчивости и выносливости; недопустимости осадок и деформаций, нарушающих условия нормальной эксплуатации оборудования; недопустимости возникновения сильных вибраций, создающих помехи в работе оборудования и затрудняющих обслуживание его персоналом.

По воздействию на фундаменты оборудование может быть разделено на две основные группы.

К первой группе, наиболее многочисленной, относится оборудование спокойного действия, динамические воздействия которого невелики, аккумулируются фундаментами и передаются на основание. К этой группе относят также фундаменты, подвергающиеся воздействиям высоких температур.

Вторую группу составляют машины с вращающимися неуравновешенными массами и ударным принципом действия. При работе их возникают существенные динамические нагрузки или вибрации, и фундаменты воспринимают и передают на основание динамические нагрузки, а также «гасят» колебания.

При проектировании таких фундаментов учитываются интенсивность, вид и частотные характеристики динамического воздействия машин на фундаменты. Эти же условия принимаются во внимание при проектировании фундаментов под оборудование спокойного действия, но чувствительных к вибрации при наличии источников внешних динамических воздействий.

Нормативные документы используемые при проектировании фундаментов под технологическое оборудования:

Фундаменты под оборудование с динамическими нагрузками

Проектирование фундаментов под оборудование необходимо для правильной работы технологического оборудования, важно точно рассчитать и подготовить основание для его монтажа. Каждый вид оборудования имеет свое назначение, способно выполнять специфические функции, обладает свойственными только для него характеристиками.

Вес и размеры оборудования, действующие на него нагрузки, создаваемые при работе вибрации влияют на выбор фундамента под будущий станок.

Рекомендации по расчету и конструкции фундамента дает завод-производитель. В случае отсутствия нужной информации можно воспользоваться методиками для фундаментов под агрегаты и технологическое оборудование. Изготавливается фундамент чаще всего из железобетона. Возможно применение для основания под оборудование комбинаций металла и бетона, металлических плит и конструкций, бетонных блоков.

При проектировании фундамента нужно учитывать, что установленный на него станок должен полностью сохранить свою функциональность. Основание должно быть прочным, выдерживать все нагрузки, в том числе и динамические при работающем оборудовании. Одновременно важна надежность крепления, невосприимчивость к агрессивным веществам и способность гашения фундаментом передаваемых ему вибраций.

Все создаваемые оборудованием усилия не должны передаваться дальше, влияя на работу других конструкций в цеху.

Рекомендуемый порядок работ для проектирования фундаментов:

    Разработка или получение строительного задания от поставщика оборудования Инженерно-геологические и геодезические исследования площадки Обследование строительных конструкций площадки Выбор типа будущего фундамента Разработка графической части с проверочными расчетами Согласование проекта фундамента с производителем оборудования Выдача чертежей в производство работ

Фундаменты под оборудование должны удовлетворять следующим основным требованиям:

    прочности, устойчивости и выносливости; недопустимости осадок и деформаций, нарушающих условия нормальной эксплуатации оборудования; недопустимости возникновения сильных вибраций, создающих помехи в работе оборудования и затрудняющих обслуживание его персоналом.

По воздействию на фундаменты оборудование может быть разделено на две основные группы.

К первой группе, наиболее многочисленной, относится оборудование спокойного действия, динамические воздействия которого невелики, аккумулируются фундаментами и передаются на основание. К этой группе относят также фундаменты, подвергающиеся воздействиям высоких температур.

Вторую группу составляют машины с вращающимися неуравновешенными массами и ударным принципом действия. При работе их возникают существенные динамические нагрузки или вибрации, и фундаменты воспринимают и передают на основание динамические нагрузки, а также «гасят» колебания.

При проектировании таких фундаментов учитываются интенсивность, вид и частотные характеристики динамического воздействия машин на фундаменты. Эти же условия принимаются во внимание при проектировании фундаментов под оборудование спокойного действия, но чувствительных к вибрации при наличии источников внешних динамических воздействий.

Нормативные документы используемые при проектировании фундаментов под технологическое оборудования: