Сведения о своде правил

СП 26.13330.2012 Фундаменты машин с динамическими нагрузками. Актуализированная редакция СНиП 2.02.05-87

СП 26.13330.2012

СВОД ПРАВИЛ

ФУНДАМЕНТЫ МАШИН С ДИНАМИЧЕСКИМИ НАГРУЗКАМИ

Foundations for machines with dynamic loads

Актуализированная редакция
СНиП 2.02.05-87

ОКС 93.020

Дата введения 2013-01-01

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила разработки - постановлением Правительства Российской Федерации от 19 ноября 2008 г. N 858 "О порядке разработки и утверждения сводов правил".

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛЬ - Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им. Н.М.Герсеванова (НИИОСП) ОАО "НИЦ "Строительство"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики

4 УТВЕРЖДЕН приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 27 декабря 2011 г. N 609 и введен в действие с 1 января 2013 г.

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр СП 26.13330.2010 "СНиП 2.02.05-87 Фундаменты машин с динамическими нагрузками"

Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет

Введение

Актуализация настоящих норм проведена НИИОСП им. Н.М.Герсеванова (руководители темы: д-р техн. наук, проф. В.П.Петрухин, канд. техн. наук И.В.Колыбин, д-р техн. наук, проф. В.И.Шейнин; исполнители: д-р техн. наук, проф. Л.Р.Ставницер, кандидаты техн. наук М.Л.Холмянский, В.С.Поляков). В работе использованы предложения А.Е.Бабского, Е.Г.Бабского, И.Н.Масько (СПбАЭП), А.И.Сердобольского (Главгосэкспертиза России), О.М.Финагенова, Б.В.Цейтлина (ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева) и других специалистов.

1 Область применения

1.1 Настоящие нормы распространяются на проектирование фундаментов машин с динамическими нагрузками, в том числе фундаментов: машин с вращающимися частями (включая турбомашины мощностью до 100 МВт), машин с кривошипно-шатунными механизмами, кузнечных молотов, формовочных машин для литейного производства, формовочных машин для производства сборного железобетона, копрового оборудования бойных площадок, дробильного, прокатного, прессового оборудования, мельничных установок, металлорежущих станков и вращающих печей.

Примечание - Далее наряду с термином "фундаменты машин с динамическими нагрузками" используются термины "фундаменты машин" и "фундаменты".

1.2 Настоящие нормы не распространяются на проектирование фундаментов машин в районах со сложными инженерно-геологическими условиями, в сейсмических районах, на подрабатываемых территориях, на предприятиях с систематическим воздействием повышенных (более 50 °С) технологических температур, агрессивных сред и в других особых условиях.

2 Нормативные ссылки

В настоящих нормах приведены ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования

ГОСТ 12.1.012-2004 ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования

ГОСТ 263-75 Резина. Метод определения твердости по Шору А

ГОСТ 2695-83* Пиломатериалы лиственных пород. Технические условия

ГОСТ 8486-86* Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия

ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация

СП 16.13330.2011 "СНиП II-23-81* Стальные конструкции"

СП 20.13330.2011 "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия"

СП 22.13330.2011 "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений"

СП 24.13330.2011 "СНиП 2.02.03-85* Свайные фундаменты"

СП 25.13330.2012* "СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах"
_______________
* В настоящее время официальная информация об опубликовании отсутствует, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

СП 28.13330.2012 "СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии"

СП 43.13330.2012 "СНиП 2.09.03-85 Сооружения промышленных предприятий"

СП 47.13330.2010* "СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения"

СП 63.13330.2012* "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения"
_______________
* В настоящее время официальная информация об опубликовании отсутствует, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

3 Термины и определения

Термины и определения приведены в приложении А.

4 Общие положения

4.1 Настоящий свод правил основан на приведенных ниже допущениях и предусматривает, что:

исходные данные для проектирования должны собираться в необходимом объеме, регистрироваться и интерпретироваться специалистами, обладающими соответствующей квалификацией и опытом;

проектирование должно выполняться специалистами, имеющими соответствующие квалификацию и опыт;

должны быть обеспечены координация и связь между специалистами по инженерным изысканиям, проектированию, строительству и машиностроению;

должен быть обеспечен соответствующий контроль качества при производстве строительных изделий и выполнении работ на строительной площадке;

строительные работы, установка и наладка оборудования должны выполняться квалифицированным и опытным персоналом, способным обеспечить требования стандартов и технических условий;

используемые материалы и изделия должны удовлетворять требованиям проекта и технических условий;

техническое обслуживание фундаментов машин с динамическими нагрузками и связанных с ними инженерных систем и машин должно обеспечивать их безопасность и рабочее состояние на весь срок эксплуатации;

фундаменты машин с динамическими нагрузками должны использоваться по их назначению в соответствии с проектом.

4.2 Фундаменты машин с динамическими нагрузками должны проектироваться на основе и с учетом:

а) результатов инженерных изысканий для строительства;

б) данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности машин с динамическими нагрузками, а также условия их эксплуатации;

в) нагрузок, действующих на фундаменты машин;

г) окружающей застройки и влияния на нее вновь строящихся и реконструируемых фундаментов машин;

д) экологических и санитарно-эпидемиологических требований.

4.3 При проектировании фундаментов машин с динамическими нагрузками должны быть предусмотрены решения, обеспечивающие надежность, долговечность и экономичность на всех стадиях строительства и эксплуатации этих фундаментов. Необходимо проводить технико-экономическое сравнение возможных вариантов проектных решений для выбора наиболее экономичного и надежного проектного решения, обеспечивающего наиболее полное использование прочностных и деформационных характеристик грунтов и физико-механических свойств материалов фундаментов и других конструкций.

При разработке проектов производства работ и организации строительства должны выполняться требования по обеспечению надежности конструкций на всех стадиях их возведения.

4.4 Работы по проектированию следует вести в соответствии с техническим заданием на проектирование и необходимыми исходными данными (см. 4.2 и подраздел 5.1).

4.5 При проектировании следует учитывать уровень ответственности зданий и сооружений.

4.6 Инженерные изыскания для строительства должны проводиться в соответствии с СП 47.13330, [1], [2], [3], стандартами и другими нормативными документами по инженерным изысканиям и исследованиям грунтов для строительства, а также требованиями 4.7 и подраздела 5.1.

Наименование грунтов оснований в отчетной документации по результатам инженерных изысканий и в проектной документации следует принимать по ГОСТ 25100.

4.7 Результаты инженерных изысканий должны содержать данные, необходимые для выбора конструктивных решений фундаментов машин с динамическими нагрузками и проведения их расчетов по предельным состояниям с учетом прогноза возможных изменений (в процессе строительства и эксплуатации) инженерно-геологических условий площадки строительства и свойств грунтов, а также вида и объема инженерных мероприятий, необходимых для ее освоения.

Проектирование без соответствующих результатов инженерных изысканий или при их недостаточности не допускается.

Примечание - В необходимых случаях инженерные изыскания следует предусматривать не только для вновь строящихся или реконструируемых фундаментов машин, но и для окружающей застройки, попадающей в зону их влияния.

4.8 При возведении нового объекта или реконструкции существующего необходимо выполнять прогноз распространения колебаний в грунте от фундаментов машин с целью предотвращения недопустимых колебаний зданий и сооружений.

4.9 При планировании и проведении геотехнического мониторинга вновь возводимых или реконструируемых фундаментов машин необходимо учитывать особенности мониторинга фундаментов машин.

Программа мониторинга фундаментов машин должна включать измерение колебаний машин и их фундаментов, а в необходимых случаях - грунта и окружающих зданий и сооружений. Измерения должны обеспечивать возможность проверки всех требований задания на проектирование к колебаниям, включая требования стандартов безопасности труда в части допустимых уровней вибраций и требования к обеспечению нормальной работы машин, оборудования и приборов, расположенных на фундаменте или вблизи него, конструкций и оснований зданий и сооружений. В программе измерения колебаний необходимо указывать:

периодичность измерений (однократно, после текущего ремонта машины с динамическими нагрузками и т.д.);

контролируемые параметры колебаний фундаментов машин, грунта и окружающих зданий и сооружений и их расчетные значения;

требуемая точность и применяемая методика измерений;

схемы установки датчиков.

При обнаружении нарушения требований по ограничению колебаний должно быть проведено детальное обследование с выявлением причин и разработкой рекомендаций по ремонту машин с динамическими нагрузками, усилению их фундаментов или разработкой других мероприятий. При необходимости следует предусматривать обследование колебаний при их искусственном возбуждении.

4.10 При научно-техническом сопровождении строительства объектов, где запроектированы фундаменты машин с динамическими нагрузками, необходимо включать в состав работ по научно-техническому сопровождению раздел "Фундаменты машин с динамическими нагрузками".

4.11 При геотехнической экспертизе для объектов, где проектируются фундаменты машин с динамическими нагрузками, необходимо предусматривать соответствующий анализ программы и результатов инженерных изысканий, проектной документации на вновь возводимые (реконструируемые) фундаменты машин с динамическими нагрузками.

4.12 Научно-техническое сопровождение и геотехническая экспертиза проекта должны осуществляться специализированными организациями, имеющими в своем составе специалистов, обладающих соответствующими квалификацией и опытом.

4.13 Замена предусмотренных проектом материалов, изделий и конструкций допускается только по согласованию с проектной организацией и заказчиком.

5 Проектирование фундаментов машин

5.1 Исходные данные для проектирования фундаментов

В состав исходных данных для проектирования фундаментов машин с динамическими нагрузками должны входить:

техническая характеристика машины (наименование, тип, число оборотов в минуту, мощность, общая масса и масса движущихся частей, кинематическая схема оборудования с привязкой движущихся масс, скорость ударяющих частей и т.п.);

данные о значениях, местах приложения и направлениях действия статических нагрузок, а также об амплитудах, частотах, фазах, законе изменения во времени, местах приложения и направлениях действия динамических нагрузок в режиме нормальной эксплуатации, а также в аварийных режимах, в том числе нагрузок, действующих на фундаментные болты; размеры площадок передачи нагрузок; сведения о наличии заводской виброизоляции у машин с указанием динамических нагрузок, передаваемых на фундаменты с учетом этой виброизоляции;

данные о предельных значениях деформаций фундаментов и их оснований (осадка, крен, прогиб фундамента и его элементов, амплитуда, скорость или ускорение колебаний и др.), если такие ограничения вызываются условиями технологии производства, работы машины или рядом расположенного высокоточного и чувствительного к вибрациям оборудования; требования по ограничению взаимных деформаций отдельных частей машины;

данные об условиях размещения машины (оборудования) на фундаментах: отдельные фундаменты под каждую машину (агрегат) или групповая их установка на общем фундаменте; данные о характеристиках опорных плит (рам) агрегированного оборудования, данные о типе их соединения с фундаментом;

чертежи габаритов фундамента в пределах расположения машины, элементов ее крепления, а также вспомогательного оборудования и коммуникаций с указанием расположения и размеров выемок, каналов и отверстий, размеров подливки и пр., чертежи расположения фундаментных болтов с указанием их типа и диаметра, закладных деталей, обортовок и т.п.;

данные о привязке проектируемого фундамента к конструкциям здания (сооружения), в частности, к его фундаментам, данные об особенностях здания (сооружения), в том числе о виде и расположении имеющегося в нем оборудования и коммуникаций;

данные об инженерно-геологических условиях участка строительства и физико-механических свойствах грунтов основания на глубину сжимаемой толщи, определяемой в соответствии с требованиями СП 22.13330; данные о характеристиках виброползучести грунтов в случаях ограничения деформаций фундамента; данные о скоростях продольных и поперечных упругих волн; данные о коэффициентах жесткости грунтов оснований и несущей способности свай при статических и динамических нагрузках;

специальные требования к защите фундамента и его приямков от подземных вод, воздействия агрессивных сред и промышленных стоков, температурных воздействий;

данные об использовании машин во времени для фундаментов, строящихся на многолетнемерзлых грунтах.

Кроме перечисленных выше данных, в соответствующих разделах приведены дополнительные исходные данные для проектирования, вытекающие из специфики каждого вида машин.

5.2 Общие требования к проектированию фундаментов

5.2.1 Фундаменты машин с динамическими нагрузками должны удовлетворять требованиям расчета по прочности и по пригодности к нормальной эксплуатации, а для фундаментов с расположенными на них рабочими местами - также требованиям стандартов безопасности труда в части допустимых уровней вибраций.

Колебания фундаментов не должны оказывать вредного влияния на технологические процессы, оборудование и приборы, расположенные на фундаменте или вне его, а также на находящиеся вблизи конструкции зданий и сооружений.

При проектировании фундаментов машин с динамическими нагрузками следует учитывать требования СП 22.13330, СП 24.13330, СП 63.13330, СП 16.13330 и пр.

5.2.2 Фундаменты машин с динамическими нагрузками могут быть бетонными или железобетонными монолитными, сборно-монолитными и сборными, а при соответствующем обосновании - металлическими.

Монолитные фундаменты следует проектировать под все виды машин с динамическими нагрузками, а сборно-монолитные и сборные, как правило, - под машины периодического действия (с вращающимися частями, с кривошипно-шатунными механизмами и др.).

5.2.3 Класс бетона по прочности на сжатие для монолитных и сборно-монолитных фундаментов должен быть не ниже В12,5, а для сборных - не ниже В15. Для неармированных фундаментов станков допускается применять бетон класса В7,5. В случае одновременного воздействия на фундамент динамической нагрузки и повышенных технологических температур класс бетона должен быть не ниже В15.

5.2.4 Фундаменты машин допускается проектировать отдельными под каждую машину (агрегат) или общими под несколько машин (агрегатов).

Фундаменты машин, как правило, должны быть отделены сквозным швом от смежных фундаментов здания, сооружения и оборудования, а также от пола.

Примечание - Соединение фундаментов машин с фундаментами здания или опирание на них конструкций здания допускается в отдельных случаях, указанных в отдельных соответствующих разделах.

5.2.5 С целью уменьшения вибраций фундаментов машин с динамическими нагрузками и окружающей застройки при соответствующем обосновании рекомендуется предусматривать виброизоляцию фундаментов. Выбор конструктивных решений виброизоляции фундаментов и ее расчет в настоящих правилах не рассматриваются. При снижении виброизоляцией уровня вибрации подошвы фундамента до фоновых значений основание рассчитывается на действие только статических нагрузок.

5.2.6 Устройство фундаментов машин с динамическими нагрузками, за исключением фундаментов турбоагрегатов мощностью 25 тыс. кВт и более, допускается на насыпных грунтах, если такие грунты не содержат органических примесей, вызывающих неравномерные осадки грунта при сжатии. При этом основание из насыпных грунтов должно быть уплотнено (тяжелыми трамбовками, вибрированием или другими способами) в соответствии с требованиями СП 22.13330.

Примечание - Фундаменты машин неимпульсного (неударного) действия с двигателями мощностью менее 500 кВт со средним давлением под подошвой фундамента от расчетных статических нагрузок* менее 70 кПа допускается возводить на насыпных грунтах без искусственного уплотнения, если возраст насыпи из песчаных грунтов не менее двух лет и из глинистых грунтов не менее пяти лет.
_______________
* Далее вместо термина "среднее давление под подошвой фундамента от расчетных статических нагрузок" используется термин "среднее статическое давление под подошвой фундамента".

5.2.7 При проектировании фундаментов машин на естественном основании следует стремиться к совмещению на одной вертикали центра тяжести площади подошвы фундамента и линии действия равнодействующей статических нагрузок от веса машины, фундамента и грунта на обрезах и выступах фундамента, а для свайных фундаментов - центра тяжести плана свай и линий действия равнодействующей статических нагрузок от веса машины и ростверка. При этом эксцентриситет, как правило, не должен превышать (за исключением случаев, оговоренных в отдельных разделах) для грунтов с табличным значением расчетного сопротивления 150 кПа 3%, а для грунтов с 150 кПа, а также свайных фундаментов из висячих свай - 5% размера стороны подошвы фундамента, в направлении которой смещен центр тяжести. Значение следует определять по табличным данным СП 22.13330; для фундаментов турбоагрегатов эксцентриситет не должен превышать 3% указанного размера независимо от значения . Для оснований, сложенных скальными грунтами, а также свайных фундаментов из свай-стоек значение эксцентриситета не нормируется.

При нарушении ограничений на эксцентриситет следует рассчитывать колебания массивных и стенчатых фундаментов в соответствии с указаниями приложения Б. При этом величина краевого давления при внецентренном загружении фундамента не должна превышать значения, определяемого правой частью формулы (1), более чем на 25%.

5.2.8 Фундаменты машин с динамическими нагрузками следует проектировать:

массивными в виде блока или плиты с необходимыми приямками, колодцами и отверстиями для размещения частей машины, вспомогательного оборудования, коммуникаций и т.д.;

стенчатыми, состоящими из нижней фундаментной плиты (или ростверка), системы стен и верхней плиты (или рамы), на которой располагается оборудование;

рамными, представляющими собой пространственную конструкцию, состоящую, как правило, из верхней плиты или системы балок, опирающихся через стойки на нижнюю фундаментную плиту;

облегченными различных конструктивных типов, в том числе безростверковыми свайными.

5.2.9 Оборудование с вращающимися частями, кривошипно-шатунными механизмами и станочное оборудование, агрегируемое на железобетонных опорных плитах, допускается устанавливать без фундаментов на подстилающий слой полов промышленных зданий при обосновании расчетом, а также в случаях, указанных в соответствующих разделах.

5.2.10 Подошву фундаментов машин, как правило, следует предусматривать прямоугольной формы в плане и располагать на одной отметке.

Высоту фундаментов машин следует назначать минимальной из условий размещения технологического оборудования, выемок и шахт, а также глубины заделки фундаментных болтов.

5.2.11 При проектировании рамных фундаментов рекомендуется:

соблюдать симметрию фундамента как по общей геометрической схеме, так и по форме элементов;

располагать ригели поперечных рам симметрично по отношению к осям стоек;

избегать передачи нагрузок на ригели и балки с эксцентриситетом;

проектировать верх фундаментов без уступов по высоте;

назначать вылеты всех консолей минимально возможных размеров, причем высоту опорного сечения консоли при отсутствии соответствующих расчетов принимать не менее 0,75 ее вылета.

5.2.12 Высоту нижней фундаментной плиты в стенчатых и рамных фундаментах следует принимать по расчету, но не менее 0,4 м и не менее толщины стены или большего размера стоек.

Верхняя железобетонная плита (рама) стенчатого фундамента должна быть жестко связана со стенами. Нижнюю поверхность плиты рекомендуется выполнять на одной отметке.

Стены следует располагать, как правило, вдоль линии действия горизонтальных динамических нагрузок.

5.2.13 Типы фундаментных болтов, способы их установки, а также материал и установочные параметры следует назначать в соответствии с требованиями СП 43.13330.

При ударной нагрузке, а также при динамических нагрузках, требующих установки болтов диаметром не менее 42 мм, следует применять съемные фундаментные болты.

Расстояние от нижних концов болтов до подошвы фундамента должно быть не менее 100 мм.

5.2.14 Конструктивное армирование массивных фундаментов предусматривает общее армирование по подошве и местное под станинами машин и в местах резкого изменения размеров сечения фундамента.

При армировании подошвы фундаментов диаметры продольных и поперечных стержней следует принимать не менее 10 мм при стороне подошвы менее 3 м и не менее 12 мм при большем размере с шагом стержней 200 мм.

При местном армировании под станинами машин неударного действия диаметр стержней следует принимать в зависимости от диаметра болтов, крепящих оборудование к фундаментам, согласно таблице 1. При этом размер сеток должен превышать размер станины машины в плане, как правило, на 300-600 мм в зависимости от диаметра арматуры, равной 10-20 мм соответственно. Рекомендуемый шаг стержней - 200 мм.

Таблица 1

Диаметр болтов для крепления оборудования, мм	Менее 42	42-56	Более 56
Диаметр стержней, мм	10-12	12-16	16-20
Примечание - В массивных фундаментах машин неударного действия объемом 20 м и менее общее армирование по подошве допускается не предусматривать.

Местное армирование под станинами машин с ударными нагрузками следует производить согласно указаниям соответствующих разделов.

Для армирования участков фундаментов, воспринимающих ударные нагрузки, следует, как правило, применять вязаную арматуру. При этом защитный слой бетона следует принимать не менее 30 мм.

5.2.15 Армирование элементов стенчатых и рамных фундаментов осуществляется по расчету в соответствии с требованиями СП 63.13330 с учетом следующих дополнительных указаний:

арматура балок, ригелей и стоек должна иметь замкнутые хомуты или стержни, приваренные к продольным стержням по периметру поперечного сечения конструкции;

стойки следует армировать симметричной продольной арматурой с шагом не более 300 мм;

по боковым граням балок и ригелей не реже чем через 300 мм по высоте сечения следует устанавливать промежуточные стержни диаметром не менее 12 мм;

при конструктивном армировании стен стенчатого фундамента диаметр вертикальных стержней должен быть не менее 12 мм, а горизонтальных - не менее 10 мм. Шаг стержней в обоих направлениях следует принимать равным 200 мм.

5.2.16 Температурно-усадочные швы в фундаментах следует, как правило, предусматривать на расстояниях:

для монолитных бетонных фундаментов 20 м;

для железобетонных фундаментов монолитных 40 м, сборно-монолитных 50 м.

Указанные расстояния могут быть увеличены при соответствующем обосновании. При этом швы следует расположить таким образом, чтобы на отдельных участках фундамента, разделенных швами, разместить оборудование, не связанное жестко между собой.

Для уменьшения температурных деформаций допускается устраивать временные температурно-усадочные швы.

При ограничении прогиба фундамента по технологическим требованиям вместо температурно-усадочных швов следует предусматривать мероприятия по регулированию температурного режима при укладке бетона. В этом случае устройство временных температурно-усадочных швов не допускается.

5.2.17 Для фундаментов или их отдельных участков, подвергающихся воздействию агрессивных сред, должны быть предусмотрены меры по их защите в соответствии с требованиями СП 28.13330.

5.2.18 Расчет фундаментов машин и их оснований включает:

расчет колебаний фундаментов или отдельных их элементов;

проверку среднего статического давления под подошвой фундамента на естественном основании или несущей способности свай;

расчет прочности элементов конструкций фундамента.

При наличии в задании на проектирование технологических требований, ограничивающих перемещения и деформации фундамента, следует выполнить их статический расчет из условия совместной деформации основания и фундамента.

5.2.19 Среднее статическое давление под подошвой фундамента на естественном основании для всех типов машин, перечисленных в таблице 2, должно удовлетворять условию

, (1)

где - среднее статическое давление под подошвой фундамента;

- коэффициент условий работы, принимаемый по таблице 2;

- коэффициент условий работы грунтов основания, принимаемый для мелких и пылеватых водонасыщенных песков и глинистых грунтов текучей консистенции равным 0,7 (при проектировании фундаментов с массой падающих частей более 10 т значение коэффициента 0,7 принимается также для маловлажных и влажных мелких и пылеватых песков и водонасыщенных песков средней крупности и крупных); для всех остальных видов и состояний грунтов 1;

- расчетное сопротивление грунта основания, определяемое в соответствии с требованиями СП 22.13330.

Таблица 2

Машины	Коэффициент условий работы
С кривошипно-шатунными механизмами, прессы, металлорежущие станки, вращающиеся печи, прокатное оборудование	1,0
С вращающимися частями, дробилки, мельничные установки	0,8
Кузнечные молоты, формовочные машины, оборудование бойных площадок, для которых фундаменты выполняются в виде короба	0,5

5.2.20 Расчет прочности элементов конструкций фундаментов различных типов машин допускается производить на статическое действие расчетных динамических нагрузок, определяемых по формуле (2). Расчет массивных фундаментов на прочность, за исключением ослабленных сечений, консольных участков и пр., как правило, не производится.

5.2.21 При определении расчетных статических нагрузок, в число которых входят вес фундамента, вес грунта на обрезах фундамента, вес машины и вес вспомогательного оборудования, коэффициент надежности по нагрузке принимается в соответствии с требованиями СП 20.13330 при расчете прочности и равным 1 при проверке среднего статического давления под подошвой фундамента.

Расчетные динамические нагрузки от динамического воздействия движущихся частей машины или нагрузки, представляющие какой-либо особый вид силового воздействия (например, момент короткого замыкания, обрыв молотка мельницы и т.п.), определяются:

при расчете колебаний как произведение значения нормативной динамической нагрузки , соответствующего нормальному эксплуатационному режиму работы машины и принимаемого по указаниям соответствующих разделов или по заданию на проектирование, и коэффициента надежности по нагрузке 1;

при расчете прочности элементов конструкций фундамента с заменой динамической нагрузки эквивалентной статической по формуле

, (2)

где и - коэффициенты соответственно надежности по нагрузке и динамичности, принимаемые по таблице 3;

- нормативное значение динамической нагрузки, соответствующее нормальному эксплуатационному режиму работы машины или особому силовому воздействию и принимаемое по соответствующим разделам или по заданию на проектирование.

Таблица 3

Машины	Коэффициент надежности по нагрузке	Коэффициент динамичности для нагрузок
		вертикальных	горизонтальных
С вращающимися частями:
а) нагрузки, создаваемые движущимися частями машины, при частоте вращения, об/мин:
менее 500
от		до				3-6*
"		"				6-10*
св. 2000
б) нагрузки от момента короткого замыкания			-
С кривошипно-шатунными механизмами при частоте вращения, об/мин:
до 600
св. 600
Дробилки щековые, конусные	1,3	1,2	1,2
Дробилки молотковые
Мельницы	1,3	-
Прессы	1,5
Прокатное оборудование	1,2
Вращающиеся печи	1 (2**)
* Для промежуточных значений частоты вращения значения коэффициента динамичности определяются интерполяцией. ** Для крайних опор фундамента к горизонтальной нагрузке, действующей поперек оси печи (при числе опор более двух). Примечания 1 Для турбомашин мощностью более 25 тыс. кВт значение коэффициента для вертикальных нагрузок в позиции а) таблицы следует уменьшать в два раза. 2 Для машин с вращающимися частями, у которых имеются также возвратно-поступательно движущиеся массы, коэффициент надежности по нагрузке для динамических нагрузок, создаваемых этими массами, следует принимать 1,3. 3 Значения коэффициента относятся к железобетонным фундаментам. Для стальных фундаментов следует производить динамический расчет. 4 Приведенные в таблице значения учитывают знакопеременное действие нагрузок.

При расчете прочности элементов конструкций фундамента на основе прямого динамического расчета расчетные динамические нагрузки определяются по формуле (2), в которой коэффициент динамичности принимается равным 1.

5.2.22 При проектирований фундаментов машин с динамическими нагрузками для строительства в сейсмических районах расчет прочности элементов массивных фундаментов следует производить без учета сейсмических воздействий.

При расчете рамных, стенчатых и облегченных фундаментов на сейсмические воздействия в особое сочетание нагрузок следует включать расчетные динамические нагрузки, создаваемые машинами в нормальном эксплуатационном режиме, с коэффициентом надежности по нагрузке 1.

5.2.23. При проектировании фундаментов зданий и сооружений, чувствительных к неравномерным осадкам и воспринимающих динамические нагрузки, передаваемые машинами через строительные конструкции или грунт, среднее давление под подошвой фундамента на естественном основании должно удовлетворять условию

. (3)

Условие (3) должно выполняться для фундаментов зданий и сооружений в пределах зоны, где скорость колебаний на поверхности грунта от импульсных источников более 15 мм/с, от источников периодического действия и случайных более 2 мм/с (здесь - амплитуда колебаний грунта, определяемая по формуле (19), - угловая частота вынужденных колебаний фундамента-источника для машин с периодическими нагрузками или собственных - для машин с импульсными или случайными нагрузками).

5.3 Особенности проектирования свайных фундаментов

Для фундаментов машин с периодическими нагрузками возможно применение свай любых видов; для фундаментов машин ударного действия следует применять железобетонные сваи сплошного сечения.

Расстояние между центрами свай в свайных фундаментах следует принимать в соответствии с указаниями СП 24.13330, но не более 10 (где - диаметр или меньший размер стороны поперечного сечения свай).

Расчет колебаний свайных фундаментов выполняется в соответствии с указаниями подраздела 6.6.

5.4 Особенности проектирования фундаментов машин на многолетнемерзлых грунтах

5.4.1 Фундаменты машин с динамическими нагрузками, возводимые на многолетнемерзлых грунтах, следует проектировать в соответствии с требованиями СП 26.13330 и дополнительными требованиями, изложенными в 5.4.2, 5.4.3, 6.7.2, 6.7.3.

5.4.2 Несущую способность оснований фундаментов машин на многолетнемерзлых грунтах, используемых в качестве оснований по принципу I, следует определять по указаниям СП 25.13330 с учетом дополнительного коэффициента условий работы принимаемого по таблице 4.

Таблица 4

Коэффициент использования машин во времени	Коэффициент условий работы основания из многолетнемерзлых грунтов, используемых по принципу I
Менее 0,5	0,8
От 0,5 до 0,7	0,7
Св. 0,7	0,5

5.4.3 Среднее статическое давление под подошвой фундамента на естественном основании и несущую способность оснований свайных фундаментов машин с динамическими нагрузками на многолетнемерзлых грунтах, используемых по принципу II, следует определять согласно требованиям соответственно 5.2.19 и 6.6.1.

6 Расчет колебаний фундаментов машин

6.1 Общие указания по расчету колебаний фундаментов машин

6.1.1 Расчет колебаний производится на основе применения аналитических или численных методов. Фундаменты вместе с их основаниями и машинами допускается рассматривать как системы с конечным или бесконечным числом степеней свободы. Результаты расчетов должны удовлетворять условиям настоящих правил и дополнительным условиям технического задания. Допускается использование в расчетах вероятностных методов и методов теории надежности, учитывающих статистический разброс жесткости оснований и случайную природу динамических нагрузок.

Амплитуды вынужденных и свободных колебаний фундамента или отдельных его элементов следует определять для различных типов машин согласно указаниям соответствующих разделов. Определение амплитуд колебаний производится раздельно по направлениям и соответствующим частотам колебаний.

Амплитуды колебаний фундамента должны удовлетворять условию

, (4)

где - наибольшая амплитуда колебаний фундамента, определяемая расчетом;

- предельно допустимая амплитуда колебаний фундамента, устанавливаемая заданием на проектирование, а при ее отсутствии в задании принимаемая по таблице 5.

Таблица 5

Машины	Предельно допустимая амплитуда колебаний , мм
С вращающимися частями при частоте вращения, об/мин:	горизонтальных	вертикальных
менее 500	0,2	0,15
от 500 до 750	0,2-0,15	0,15-0,1
от 750 до 1000	0,15-0,1	0,1-0,06
от 1000 до 1500	0,1-0,05	0,06
свыше 1500	0,05	-
С кривошипно-шатунными механизмами при частоте вращения, об/мин:	Для первой гармоники	Для второй гармоники
менее 200	0,25	0,15
от 200 до 400	0,25-0,15	0,15-0,1
от 400 до 600	0,15-0,1	0,1-0,05
свыше 600	0,1	0,05
Дробилки конусные и щековые	0,3
Дробилки молотковые	Как для машин с вращающимися частями
Кузнечные молоты	1,2 (0,8*)
Прессы	0,25
Формовочные машины	0,5 или по ГОСТ 12.1.012 (при расположении на фундаментах рабочих мест)
Мельницы	0,1**
* При возведении фундаментов на всех водонасыщенных песках, а также на мелких и пылеватых песках малой и средней степени водонасыщения. ** Среднеквадратическое значение амплитуды колебаний. Примечания 1 Для промежуточных значений частоты вращения предельно допустимая амплитуда определяется интерполяцией. 2 Для машин с частотой вращения 200 об/мин и менее при высоте фундаментов более 5 м предельно допустимая амплитуда увеличивается на 20%.

При расчете колебаний фундаментов машин допускается:

рассматривать основание как упруго-вязкое линейно деформируемое, свойства которого определяются коэффициентами упругого равномерного и неравномерного сжатия, упругого равномерного и неравномерного сдвига и коэффициентами, характеризующими демпфирование;

не учитывать эксцентриситет в распределении масс фундамента, если он не превышает значений, указанных в 5.2.7;

при упругом неравномерном сжатии (повороте подошвы фундамента относительно горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента перпендикулярно плоскости колебаний) допускается принимать, что плоскость колебаний параллельна линии действия возмущающей силы или плоскости действия возмущающего момента.

При действии на фундамент машины одновременно нескольких возмущающих сил и отсутствии данных об их фазовом соотношении рассматриваются варианты синфазного и противофазного действия сил, вызывающие наиболее неблагоприятные формы колебаний.

6.1.2 Основную упругую характеристику естественных оснований фундаментов машин - коэффициент упругого равномерного сжатия, , кН/м , следует определять, как правило, по результатам испытаний или на основе данных о скоростях продольных и поперечных упругих волн.

При отсутствии экспериментальных данных значение для фундаментов с площадью подошвы не более 200 м допускается определять по формуле

, (5)

где - коэффициент, м , принимаемый равным для песчаных грунтов 1, для супесей и суглинков 1,2, для глин и крупнообломочных грунтов 1,5;

- модуль деформации грунта под подошвой фундамента, кПа; в случае неоднородного основания значение определяется как среднее в пределах сжимаемой толщи;

10 м ;

- площадь подошвы фундамента, м .

Для фундаментов с площадью подошвы , превышающей 200 м , значение коэффициента принимается как для фундаментов с площадью подошвы 200 м .

6.1.3 Коэффициенты упругого неравномерного сжатия , кН/м , упругого равномерного сдвига кН/м , и упругого неравномерного сдвига , кН/м , принимаются по результатам испытаний или на основе данных о скоростях упругих волн, а при отсутствии экспериментальных данных равными:

; (6)

; (7)

. (8)

6.1.4 Коэффициенты жесткости для естественных оснований , , , определяются по формулам:

при упругом равномерном сжатии - , кН/м,

; (9)

при упругом неравномерном сжатии (повороте подошвы фундамента относительно горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента перпендикулярно плоскости колебаний) - , кН·м,

; (10)

при упругом равномерном сдвиге - , кН/м,

; (11)

при упругом неравномерном сдвиге (повороте подошвы фундамента относительно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента) - , кН·м,

. (12)

В формулах (10), (12):

и - соответственно моменты инерции площади подошвы фундамента относительно горизонтальной оси, перпендикулярной плоскости колебаний, и вертикальной оси фундамента, проходящих через центр тяжести подошвы, м .

С целью более точной оценки коэффициентов жесткости основания следует учитывать влияние ряда дополнительных факторов, таких как наличие пола, боковой засыпки фундамента и др., на увеличение этих коэффициентов, проводя для этого специальные исследования.

6.1.5 Демпфирующие свойства основания должны учитываться относительным демпфированием (доля критического затухания колебаний), определяемым, как правило, по результатам испытаний.

При отсутствии экспериментальных данных относительное демпфирование для вертикальных колебаний допускается определять по формулам:

для установившихся (гармонических) и случайных колебаний

; (13)

для неустановившихся (импульсных) колебаний

, (14)

где - то же, что в 5.2.19;

, - то же, что в 6.1.2.

6.1.6 Относительное демпфирование для горизонтальных и вращательных колебаний относительно горизонтальной и вертикальной осей принимаются равными:

; (15)

; (16)

. (17)

6.1.7 При групповой установке однотипных машин на общем фундаменте значения амплитуд колебаний фундамента следует определять при 2 как сумму амплитуд, при 2 по формуле

, (18)

где - коэффициент, принимаемый для машин периодического действия равным 1,5, для машин с импульсными нагрузками - 0,7, для машин со случайными динамическими нагрузками - 1;

- амплитуда колебаний фундамента при работе -й машины;

- число машин.

Расчетные значения амплитуд должны удовлетворять условию (4).

При групповой установке различного типа машин на общем фундаменте амплитуду колебаний фундамента следует определять как сумму амплитуд колебаний, вызываемых работой каждой из машин. При этом в условии (4) предельно допустимая амплитуда принимается на 30% более значений, приведенных в таблице 5 для типа машины и частоты колебаний, соответствующих наибольшей составляющей расчетной амплитуды.

При установке машин с периодическими и случайными нагрузками на отдельно стоящих фундаментах амплитуду колебаний каждого фундамента следует определять с учетом колебаний, распространяющихся в грунте при работе машин, установленных на других фундаментах, в соответствии с указаниями подраздела 6.5. При этом допустимую амплитуду колебаний фундамента-приемника следует принимать на 30% более значений предельно допустимых амплитуд, приведенных в таблице 5.

Для фундаментов машин с импульсными нагрузками, устанавливаемых на отдельных фундаментах, расчет амплитуд колебаний допускается производить без учета передачи колебаний по грунту.

6.1.8 Расчет амплитуд вертикальных (горизонтальных) колебаний грунта соответственно при вертикальных (горизонтальных) вибрациях фундаментов машин следует производить по формуле

, (19)

где - амплитуда вертикальных (горизонтальных) колебаний грунта на поверхности в точке, расположенной на расстоянии от вертикальной оси фундамента, т.е. источника волн в грунте;

- амплитуда свободных или вынужденных вертикальных (горизонтальных) колебаний фундамента, т.е. источника волн в грунте на уровне его подошвы, определяемая для различных видов машин по формулам подразделов 6.2-6.4, в которых следует заменить на минус ;

;

здесь - расстояние от вертикальной оси фундамента-источника до точки на поверхности грунта, для которой определяется амплитуда колебаний;

- приведенный радиус подошвы фундамента-источника, .

Частоту волн, распространяющихся в грунте, следует принимать равной частоте колебаний фундамента машины.

Примечание - В целях уточнения амплитуд колебаний, распространяющихся в грунте, допускается производить прогнозирование колебаний грунта на основе экспериментальных исследований.

6.2 Расчет колебаний фундаментов машин с периодическими нагрузками

_______________
* К машинам с периодическими нагрузками относятся машины с вращающимися частями, кривошипно-шатунными механизмами, дробилки и др.

Рамные фундаменты *
_______________
* Указания 6.2.1-6.2.4 относятся к машинам с периодическими нагрузками, имеющим частоту вращения не более 1000 об/мин. Для рамных фундаментов машин с частотой вращения более 1000 об/мин следует выполнять прямой динамический расчет.

6.2.1 Амплитуды горизонтально-вращательных колебаний относительно вертикальной оси верхней плиты рамных фундаментов , м, следует определять по формуле

, (20)

где - амплитуда горизонтальных колебаний центра тяжести верхней плиты, м, вычисляемая по формуле

; (21)

- амплитуда (угол поворота), рад, вращательных колебаний верхней плиты относительно вертикальной оси, проходящей через ее центр тяжести, определяемая по формуле

; (22)

- частота вращения машины, с , ;

- частота вращения машины, об/мин;

, - соответственно перемещение, м, и угол поворота, рад, центра тяжести верхней плиты при статическом действии силы и момента , определяемые по формулам

; (23)

; (24)

здесь - расчетное значение горизонтальной составляющей динамической нагрузки, кН, определяемое по соответствующим разделам с учетом указаний 5.2.21;

- расчетное значение возмущающего момента относительно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести верхней плиты, кН·м, для машин с вращающимися частями следует принимать ;

, - коэффициенты жесткости системы фундамент - основание соответственно в горизонтальном направлении, перпендикулярном оси вала машины, кН/м, и при повороте в горизонтальной плоскости, кН·м, определяемые по формулам (25) и (26);

, - относительные демпфирования системы фундамент - основание, определяемые по формулам (31) и (32);

, - угловые частоты горизонтальных и вращательных колебаний фундамента относительно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести верхней плиты, с , определяемые по формулам (33) и (34);

- расстояние от центра тяжести верхней плиты до оси наиболее удаленного подшипника машины, м.

6.2.2 Коэффициенты жесткости конструкции фундамента с учетом упругости основания , кН/м, и , кН·м, следует вычислять по формулам:

; (25)

. (26)

В формулах (25) и (26):

- высота фундамента, м;

, , - коэффициенты жесткости основания соответственно при упругом равномерном и неравномерном сдвиге и неравномерном сжатии , определяемые в соответствии с требованиями 6.1.4 или 6.6.3;