Массивные и стенчатые фундаменты 3 страница

7.1.8 Динамические нагрузки от машин, соответствующие максимальному динамическому воздействию машины на фундамент, следует принимать сосредоточенными или распределенными и приложенными к элементам, поддерживающим подшипники (к ригелям, балкам, стенам) на уровне осей закладных деталей.

7.1.9 Для фундаментов турбомашин расчетную динамическую нагрузку в продольном горизонтальном направлении следует принимать по данным задания на проектирование, а при отсутствии этих данных допускается принимать равной 0,5 значения той же нагрузки в поперечном горизонтальном направлении; для остальных машин с вращающимися частями продольную нагрузку следует принимать равной нулю.

7.1.10 Нормативные нагрузки на фундаменты турбомашин, соответствующие моменту короткого замыкания , кН·м, и тяги вакуума в конденсаторе при гибком присоединении конденсатора , кН, следует принимать по заданию на проектирование или определять по формулам:

, (104)

. (105)

В формулах (104), (105):

- номинальная мощность электрической машины, кВт;

- частота вращения машины, об/мин;

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

100 - усилие тяги вакуума на 1 м сечения трубопровода, кН/м ;

- площадь поперечного сечения соединительной горловины конденсатора с турбиной, м .

7.1.11 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 1,2.

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

7.1.12 Нормативную монтажную нагрузку на верхней плите фундамента следует принимать по заданию на проектирование, но не менее 10 кН/м ; ее следует умножать на коэффициент надежности по нагрузке 1,2 и коэффициент динамичности 1.

7.1.13 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 подразделов 6.1 и 6.2. Расчет амплитуд вертикальных колебаний при отсутствии требований технического задания, как правило, не производится.

7.1.14. При расчетах колебаний значения расчетных динамических нагрузок следует определять на основании 5.2.21 и 7.1.7.

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

7.1.16 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.

7.1.17 При наличии в задании на проектирование фундамента технологических требований, ограничивающих перемещения и деформации фундамента из условий сохранения взаимного положения элементов машины и связанного с ней оборудования для обеспечения нормальной их эксплуатации, толщина нижней плиты фундамента определяется расчетом по деформациям в соответствии с указаниями приложения В. В этом случае эксцентриситет центра тяжести площади подошвы фундамента и линии действия равнодействующей статических нагрузок (см. 5.2.7) не нормируется при следующих дополнительных условиях: величины краевых давлений при внецентренном загружении фундамента не превосходят правой части формулы (1) более чем на 25%; расчет колебаний ведется с учетом эксцентриситета.

7.2 Фундаменты машин с кривошипно-шатунными механизмами

7.2.1 Требования настоящего раздела распространяются на проектирование фундаментов машин с кривошипно-шатунными механизмами, имеющих неуравновешенные силы и моменты, в том числе дизелей, поршневых компрессоров, мотор-компрессоров, лесопильных рам, локомобилей и т.п.

7.2.2 В состав исходных данных для проектирования фундаментов машин, указанных в 7.2.1, кроме материалов, перечисленных в подразделе 5.1, должны входить:

значения равнодействующих неуравновешенных (возмущающих) сил и моментов первой и второй гармоник от всех частей, места приложения сил и плоскости действия моментов;

расстояние от оси главного вала машины до верхней грани фундамента.

7.2.3 Фундаменты машин с кривошипно-шатунными механизмами следует проектировать массивными или стенчатыми, а в отдельных случаях для машин с вертикально расположенными кривошипно-шатунными механизмами допускается также предусматривать устройство рамных фундаментов.

7.2.4 Компрессоры, агрегируемые на заводе-изготовителе при помощи железобетонных опорных плит с электродвигателями или двигателями внутреннего сгорания мощностью до 400 кВт, допускается устанавливать без фундаментов на подстилающий слой пола. Расчет колебаний и крепление железобетонной опорной плиты к подстилающему слою пола должны осуществляться с учетом требований 7.1.4 и 7.1.16.

7.2.5 На фундаменты машин допускается свободно опирать отдельные площадки и стойки, а также вкладные участки перекрытий между смежными фундаментами, не соединенные с конструкциями зданий.

Примечание - Опирание элементов конструкций здания на фундаменты машин допускается в виде исключения при наличии обоснования.

7.2.6 Расчет прочности элементов конструкций фундаментов следует производить с учетом требований 5.2.20 и 5.2.21, причем в формуле (2) следует принимать - нормативную динамическую нагрузку, соответствующую наибольшей амплитуде первой или второй гармоники возмущающих нагрузок машины, устанавливаемой в задании на проектирование.

7.2.7 При определении амплитуд колебаний фундаментов горизонтальных машин расчет допускается ограничивать только вычислением амплитуды колебаний в направлении, параллельном скольжению поршней, и не учитывать влияние вертикальной составляющей возмущающих сил.

При расчете амплитуд колебаний фундаментов вертикальных машин допускается:

расчет амплитуд горизонтальных колебаний ограничить только для направления, перпендикулярного главному валу машины;

расчет амплитуд вертикальных колебаний производить только с учетом влияния вертикальной составляющей возмущающих сил.

Для фундаментов машин с угловым расположением цилиндров расчет амплитуд вынужденных колебаний следует производить с учетом как вертикальной, так и горизонтальной составляющей возмущающих сил и моментов машины для плоскости фундамента, перпендикулярной главному валу машины.

7.2.8 Расчет колебаний фундаментов машин с кривошипно-шатунными механизмами следует производить в соответствии с указаниями подраздела 6.2, причем значения нормативных возмущающих сил первой или второй гармоники следует принимать по заданию на проектирование.

7.2.9 В случае, если из двух гармоник возмущающих сил и моментов одна составляет менее 20% другой и ее частота отличается более чем на 25% от собственной частоты колебаний фундамента, то при расчете амплитуд вынужденных колебаний ее не учитывают; в остальных случаях расчет амплитуд следует производить для каждой из первых двух гармоник возмущающих сил и моментов. При этом расчетные значения амплитуд колебаний фундамента для каждой гармоники не должны превышать предельно допустимых значений, приведенных в таблице 5.

7.2.10 Для второй гармоники возмущающих сил и моментов значения амплитуд горизонтальных и вертикальных колебаний и следует определять по тем же формулам, что и для первой гармоники, заменив в формулах значение угловой частоты вращения машины на 2 .

7.3 Фундаменты кузнечных молотов

7.3.1 В состав исходных данных для проектирования фундаментов кузнечных молотов, кроме материалов, указанных в подразделе 5.1, должны входить:

чертежи габаритов молота с указанием типа молота (штамповочный, ковочный) и его марки;

номинальная и действительная (с учетом массы верхней половины штампа) масса падающих частей; высота их падения;

масса шабота и станины;

размеры подошвы шабота и отметки ее относительно пола цеха, а также размеры опорной плиты станины;

значение коэффициента восстановления скорости удара при штамповке изделий из цветных металлов или их сплавов;

внутренний диаметр цилиндра и рабочее давление пара или воздуха (или энергия удара).

7.3.2 Фундаменты молотов следует проектировать в виде жестких плит или монолитных блоков. Для молотов с массой падающих частей до 3 т включительно допускается устройство одного общего фундамента под несколько молотов при их расположении на одной линии.

7.3.3 Толщина подшаботной части фундамента должна быть не менее указанной в таблице 10.

Таблица 10

Номинальная масса падающих частей молота , т	Толщина подшаботной части фундамента, м, не менее	Число арматурных сеток в верхней части фундамента
1
1 2	1,25
2 4	1,75
4 6	2,25
6 10	2,6
10	Свыше 3	Свыше 5

7.3.4 Фундаменты кузнечных молотов должны иметь конструктивное армирование в соответствии с требованиями 5.2.14.

Верхнюю часть фундамента, примыкающую к подшаботной прокладке, следует армировать горизонтальными сетками с квадратными ячейками размерами 100x100 мм из стержней диаметром 10-12 мм; сетки следует располагать рядами с расстоянием между ними по вертикали 100-120 мм в количестве, принимаемом по таблице 10 и зависящем от массы падающей части молота .

Часть фундаментов ковочных молотов, расположенную под подошвой станины молота, следует армировать горизонтальными сетками с квадратными ячейками из стержней диаметром 12-16 мм с шагом в продольном и поперечном направлениях 200-300 мм. Аналогичные арматурные сетки следует устанавливать у граней выемки для шабота всех видов кузнечных молотов, причем вертикальные стержни этих сеток необходимо доводить до подошвы фундамента.

7.3.5 Деревянные подшаботные прокладки следует изготавливать из дубовых брусьев; для молотов с массой падающих частей до 1 т подшаботную прокладку допускается изготовлять из лиственницы или сосны.

Деревянные прокладки следует предусматривать из пиломатериалов 1-го сорта по ГОСТ 2695 и ГОСТ 8486.

При обосновании расчетом и по согласованию с заводом - изготовителем машины допускается заменять деревянные подшаботные прокладки на резинотканевые.

7.3.6 Амплитуды вертикальных колебаний фундаментов молотов при центральной установке , м, следует определять по формуле (62), в которой импульс вертикальной силы , кН·с, определяется по формуле

, (106)

где - масса падающих частей молота, т;

- скорость падающих частей молота в начале удара, м/с, принимаемая по заданию на проектирование или, при отсутствии таких данных, определяемая по формулам:

для молотов, свободно падающих (фрикционных и одностороннего действия),

; (107)

для молотов двойного действия

(108)

или

. (109)

В формулах (107)-(109):

- рабочая высота падения ударяющих частей молота, м;

- площадь поршня в цилиндре, м ;

- среднее давление пара или воздуха, кПа;

- энергия удара, кДж;

- ускорение свободного падения, 9,81 м/с .

Коэффициент восстановления скорости удара в формуле (62) следует принимать: при штамповке стальных изделий для молотов штамповочных 0,5; для ковочных молотов 0,25; при штамповке изделий из цветных металлов и их сплавов коэффициент следует принимать по заданию на проектирование.

7.3.7 Амплитуду вертикальных колебаний фундамента при установке молота с эксцентриситетом следует определять по формулам (63)-(65), в которых значение - то же, что в 7.3.6, а значение импульса момента определяется по формуле

. (110)

где - эксцентриситет удара, м.

При устройстве общей плиты под несколько молотов в соответствии с 7.3.2 и при нескольких отдельно стоящих фундаментах в цехе амплитуды вертикальных колебаний фундамента следует определять с учетом указаний 6.1.7.

7.3.8 Для уменьшения колебаний фундаментов молотов и вредного влияния их на обслуживающий персонал, технологические процессы, вблизи расположенное оборудование и конструкции зданий и сооружений следует, как правило, предусматривать виброизоляцию фундаментов молотов.

Применение виброизоляции является обязательным для фундаментов молотов с массой падающих частей 1 т и более, если основания фундаментов молотов и несущих строительных конструкций зданий кузнечного цеха сложены мелкими и пылеватыми водонасыщенными песками.

7.3.9 Сумма статического и динамического давлений на подшаботную прокладку не должна превышать расчетного сопротивления древесины при сжатии поперек волокон.

Расчетное динамическое давление на подшаботную прокладку , кПа, вычисляется по формуле

, (111)

где - модуль упругости материала подшаботной прокладки, кПа;

- суммарная масса шабота и станины для штамповочных молотов и масса шабота для ковочных молотов, т;

- опорная площадь шабота, м ;

- толщина прокладки, м.

7.4 Фундаменты формовочных машин литейного производства

7.4.1 Требования настоящего раздела распространяются на проектирование фундаментов формовочных (встряхивающих) машин литейного производства с вертикально направленными ударными нагрузками.

7.4.2 В состав исходных данных для проектирования фундаментов формовочных машин литейного производства, кроме материалов, указанных в подразделе 5.1, должны входить:

нормативные статические нагрузки, передаваемые на фундамент основными механизмами (встряхивающим, поворотным, приемным и пр.), и точки приложения этих нагрузок;

грузоподъемность машин (суммарная масса опоки и формовочной смеси), масса падающих частей и станины встряхивающего механизма;

рабочая высота падения встряхивающих (падающих) частей машины;

размеры в плане, толщина и материал надфундаментной упругой прокладки.

7.4.3 Для устройства надфундаментной упругой прокладки следует предусматривать брусья из дуба и листовую резину. Для встряхивающих формовочных машин грузоподъемностью менее 5 т допускается применение брусьев из лиственницы или сосны.

Деревянные брусья следует изготовлять из древесины, отвечающей требованиям, указанным в 7.3.5.

7.4.4 Фундаменты формовочных машин литейного производства следует проектировать, как правило, железобетонными массивными.

Высота фундамента под встряхивающим механизмом и расстояние от дна каналов, тоннелей и выемок до подошвы фундамента должны быть не менее указанных в таблице 11.

Таблица 11

Грузоподъемность машины , т	Высота фундамента под встряхивающим механизмом, м, не менее	Расстояние от дна каналов, тоннелей и выемок до подошвы фундамента, м, не менее
1,5		0,2
1,5 2,5	1,25	0,3
2,5 5	1,5	0,4
5 10	1,8	0,5
10 20		0,7
20	2,25	0,9

7.4.5 Армирование фундаментов формовочных машин и их отдельных элементов необходимо производить в соответствии с требованиями, приведенными в 5.2.14, с учетом следующих указаний.

Верхнюю часть фундамента непосредственно под станиной встряхивающего механизма следует армировать горизонтальными сетками, число которых назначается в зависимости от грузоподъемности механизма, т:

до 5	1-2 сетки
от 5 до 15	2-3 сетки
св.15	3-4 сетки

Наружные железобетонные стены, ограждающие формовочную машину, следует армировать двойными сетками, используя в качестве вертикальной арматуры стержни диаметром 12-14 мм при грузоподъемности машин до 15 т и диаметром 16-20 мм при большей грузоподъемности. В качестве продольной арматуры следует предусматривать стержни диаметром 10-12 мм с шагом соответственно 300-400 мм. Сетки следует соединять между собой поперечными стержнями диаметром 10-12 мм через 600-800 мм в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Наружные боковые грани фундамента следует армировать арматурными сетками, выполненными для фундаментов объемом 80 м и менее с вертикальными стержнями диаметром 12-14 мм и шагом 200 мм, а для фундаментов объемом более 80 м - диаметром 16-20 мм с тем же шагом.

7.4.6 Формовочные машины с поворотно-перекидным механизмом следует располагать на фундаменте, как правило, обращенными поворотно-перекидным механизмом в сторону строительных конструкций.

7.4.7 Амплитуды вертикальных колебаний фундаментов формовочных машин следует определять в зависимости от соотношения угловой частоты , с , свободных вертикальных колебаний подвижных частей машины на упругой надфундаментной прокладке и угловой частоты , с , свободных вертикальных колебаний всей установки на грунте, определяемых по формулам:

; (112)

, (113)

где - суммарный коэффициент жесткости упругой надфундаментной прокладки, кН/м, определяемый по формуле

,

здесь - площадь станины встряхивающего механизма, м ;

- модуль упругости деревянной прокладки, кПа;

- модуль упругости резиновой прокладки, принимаемый в зависимости от твердости поГОСТ 263;

- толщина резиновой прокладки, м;

- толщина деревянной прокладки, м;

- масса установки, т, определяемая по формуле

; (114)

- суммарная масса падающих частей машины, включая массу опоки и формовочной смеси, т;

- масса станины встряхивающего механизма, т;

- общая масса фундамента, неподвижных частей машины и грунта над обрезами фундамента, т.

При условии амплитуды вертикальных колебаний и фундаментов формовочных машин следует определять по формулам (62)-(65), в которых - коэффициент восстановления скорости удара, принимаемый равным нулю; - импульс вертикальной силы, кН·с, определяемый по формуле (106); - импульс момента сил относительно горизонтальной оси, кН·с·м, определяемый по формуле (110); - скорость падающих частей формовочной машины, м/с, определяемая по формуле (107), в которой - рабочая высота падения встряхивающих частей машины, м.

Вместо значений и в формуле (62) следует принимать значения соответственно и , вычисленные по формулам (113) и (114), а вместо значений и в формуле (65) - значения и ; значение определяется по формуле