Массивные и стенчатые фундаменты 5 страница

, (124)

где - момент инерции вращающихся рабочих масс пресса, т·м , относительно оси винта;

- угловая частота вращения винта в момент удара, с , принимаемая по заданию на проектирование.

7.9.5 Амплитуды вертикальных , м, и горизонтальных , м, колебаний фундаментов кривошипных прессов при операциях штамповки следует определять по формулам (63)-(66), в которых значение коэффициента 0; импульс вертикальной силы определяется экспериментальным путем; при отсутствии опытных данных допускается импульс вертикальной силы определять по формуле (123), умножая его значение на коэффициент , который учитывает влияние жесткости поковки и наличие люфтов в кинематических парах кривошипно-шатунного механизма; при 10 кН 6,3·10 кН допускается принимать 6,3·10 , а при 6,3·10 коэффициент следует принимать равным 1; импульс момента принимается равным импульсу крутящего момента от замедления вращения рабочих частей пресса, возникающего при выполнении штамповки, и определяется экспериментальным путем; при отсутствии опытных данных значение , кН·м·с, допускается определять по формуле

, (125)

где - номинальное усилие пресса, кН;

- полная деформация поковки в процессе штамповки, м, определяемая из типового графика рабочих нагрузок для рассматриваемой модели пресса (рабочий ход ползуна);

- угловая частота вращения кривошипа, с , принимаемая по заданию на проектирование.

При операциях вырубки амплитуду вертикальных колебаний фундамента , м, следует определять по формуле (62), в которой коэффициент 0, а значение импульса следует определять экспериментальным путем; при отсутствии опытных данных допускается значение импульса определять по формуле

, (126)

где - номинальное усилие пресса, кН, при операции вырубки;

- угловая частота свободных колебаний станины, с , определяемая по формуле

, (127)

где - коэффициент вертикальной жесткости станины, кН/м, принимаемый по заданию на проектирование;

- масса верхней части пресса, расположенной выше середины высоты станины, т.

7.9.6 Фундаменты гидравлических прессов, предназначенных для штамповки или ковки, следует рассчитывать на действие импульса вертикальной силы. При этом амплитуду вертикальных колебаний фундамента следует определять по формуле (62), принимая в ней коэффициент 0, а значение импульса - по формуле (123), в которой - максимальная скорость опускания подвижной траверсы, м/с.

7.10 Фундаменты прокатного оборудования

7.10.1 Требования настоящего раздела распространяются на проектирование фундаментов основного и вспомогательного оборудования прокатных и трубных цехов, а также оборудования непрерывного литья заготовок.

7.10.2 В состав исходных данных для проектирования фундаментов прокатного оборудования, кроме материалов, указанных в подразделе 5.1, должны входить:

план основных осей оборудования с привязкой к осям здания, а также основные отметки оборудования; план и разрезы помещений технического подвала или этажа;

данные о расположении лотков для гидравлического смыва окалины и возможные входы в траншеи лотков, а также данные о расположении мест возможного появления производственных вод;

указания о расположении мест, где необходимо устройство лестниц, монтажных проемов, ограждений и перекрытий;

данные для определения значений монтажных нагрузок, располагаемых в пределах перекрытия подвала и возле него, в виде плана, на котором указываются следующие основные зоны действия нагрузок: от стационарного технологического оборудования, от временно размещаемого сменного оборудования при ремонтах с указанием веса, габаритов, числа монтажных единиц и минимальных проходов для наиболее тяжелого оборудования (сменные клети, валки с подушками и т.п.); данные для определения временных нагрузок от подвижного транспорта, содержащие характеристики и количество транспортных средств; данные для определения нагрузок в местах складирования металла (веса и размеры типовых вариантов штабелей, пирамид и т.п. с указанием проходов между ними); временную нагрузку от остального оборудования допускается задавать в виде сплошной равномерно распределенной нагрузки.

7.10.3 Под основное и вспомогательное прокатное оборудование следует проектировать массивные монолитные бетонные и железобетонные фундаменты с необходимыми вырезами, отверстиями и каналами или облегченные (рамного или стенчатого типа) монолитные или сборно-монолитные железобетонные фундаменты с использованием полостей и устройством в становых пролетах общих и местных технических этажей или подвалов; при этом установку рабочей и шестеренной клетей, редуктора и приводного двигателя следует предусматривать на общем фундаменте. Такие общие облегченные фундаменты следует устраивать из верхней и нижней плит, соединенных стойками и стенами или массивными устоями (опорами), отделенными швами от рабочей площадки и здания.

Оборудование мелкосортных, проволочных и штрипсовых станов допускается размещать в пролетной части верхней фундаментной плиты. Основное оборудование крупносортных и среднесортных станов следует размещать над несущими опорами (стойками или стенами). Рабочие и шестеренные клети листовых, толстолистовых, рельсобалочных и других тяжелых станов следует устанавливать на массивные устои.

7.10.4 В случае, если заложение всех участков фундаментов прокатного оборудования и оборудования непрерывного литья заготовок на одной отметке по глубине приводит к перерасходу материалов, допускается отдельные участки фундаментов закладывать на разной глубине.

Фундаменты, разделенные глубокими открытыми каналами (например, каналами для смыва окалины), следует связывать поверху железобетонными распорками через 3-6 м, расположение которых должно быть увязано с расположением оборудования.

7.10.5 Армирование фундаментов следует производить в соответствии с указаниями подраздела 5.2. При этом верхнюю арматуру массивных фундаментов следует укладывать только под станинами оборудования с динамическими нагрузками.

Диаметры стержней нижней арматуры следует принимать не менее 16 мм для фундаментов длиной до 30 м и 20 мм - длиной свыше 30 м.

7.10.6 Под станинами оборудования, воспринимающими систематически действующие ударные нагрузки, следует предусматривать установку 2-3 сеток, располагаемых в соответствии с указаниями 5.2.14. При этом верхние сетки, доходящие до края фундамента, следует загибать вниз вдоль вертикальной грани на длину 15 диаметров загибаемых стержней.

7.10.7 При наличии местных воздействий от лучистой теплоты, ударов кусками падающей окалины и т.п. вертикальные грани фундамента следует армировать сетками из стержней диаметром 12 мм с квадратными ячейками размером 200 мм.

7.10.8 Расчет колебаний массивных фундаментов под прокатное оборудование выполнять не требуется.

Расчет прочности элементов фундаментов выполняется в соответствии с указаниями 5.2.20 и 5.2.21. При этом нагрузки, возникающие при работе оборудования в исключительных случаях, например, при резком нарушении технологического процесса, и нагрузки, возникающие при авариях (поломка шпинделей, соединительных муфт и т.п.), относятся к временным особым нагрузкам.

7.11 Фундаменты металлорежущих станков

7.11.1 В состав исходных данных для проектирования фундаментов металлорежущих станков, кроме материалов, указанных в подразделе 5.1, должны входить:

чертеж опорной поверхности станины станка с указанием опорных точек, рекомендуемых способов установки и крепления станка;

данные о значениях нагрузок на фундамент: для станков с массой до 10 т - общая масса станка, а для станков с массой более 10 т - схема расположения статических нагрузок, передаваемых на фундамент;

для станков, требующих ограничения упругого крена фундамента, - данные о предельно допустимых изменениях положения центра тяжести станка в результате установки тяжелых деталей и перемещения узлов станка (или максимальные значения масс деталей, массы подвижных узлов и координаты их перемещения), а также данные о предельно допустимых углах поворота фундамента относительно горизонтальной оси;

данные о классе станков по точности, а также о жесткости станины станков, о необходимости обеспечения жесткости за счет фундамента и о возможности частой перестановки станков;

для высокоточных станков - указания о необходимости и рекомендуемом способе их виброизоляции: кроме того, в особо ответственных случаях для таких станков (например, при установке высокоточных тяжелых станков или при установке высокоточных станков в зоне интенсивных колебаний оснований) в исходных данных для проектирования должны содержаться результаты измерений колебаний грунта в местах, предусмотренных для установки станков, и другие данные, необходимые для определения параметров виброизоляции (предельно допустимые амплитуды колебаний фундамента или предельно допустимые амплитуды колебаний элементов станка в зоне резания и т.п.).

7.11.2 Станки в зависимости от их массы, конструкции и класса точности допускается устанавливать на бетонном подстилающем слое пола цеха, на устроенные в полу утолщенные бетонные или железобетонные ленты (ленточные фундаменты) или на массивные фундаменты (одиночные или общие).

7.11.3 На подстилающем слое пола цеха следует устанавливать станки с массой до 10 т (при соответствующем обосновании до 15 т) нормальной и повышенной точности с жесткими и средней жесткости станинами, для которых 8 (где - длина, - высота сечения станины станка), а также высокоточные, виброизоляцию которых допускается осуществлять при помощи упругих опор, расположенных непосредственно под станиной станка.

На устраиваемые в полу цеха утолщенные бетонные или железобетонные ленты допускается устанавливать станки с массой до 30 т.

7.11.4 На фундаменты следует устанавливать станки следующих видов:

с нежесткими станинами с отношением 8 и с составными станинами, в которых требуемая жесткость обеспечивается за счет фундамента;

с массой более 10 т (или 15 т при соответствующем обосновании) при толщине бетонного подстилающего слоя пола, недостаточной для установки станков данной массы;

высокоточные, для виброизоляции которых необходима установка специальных фундаментов.

Примечание - Установка высокоточных станков на общие фундаменты допускается только в случаях, если в числе группы станков, устанавливаемых на один фундамент, отсутствуют такие, при работе которых будут возникать динамические нагрузки, вызывающие колебания с амплитудами, превышающими предельно допустимые, указанные в задании на проектирование.

7.11.5 Для высокоточных станков, устанавливаемых на виброизолированных фундаментах и требующих периодической юстировки, рекомендуется использовать комбинированные упруго-жесткие опорные элементы, позволяющие переходить от упругой установки фундамента, обеспечивающей его виброизоляцию, к жесткой.

При проектировании виброизолированных фундаментов станков на резиновых ковриках должны быть предусмотрены устройства, обеспечивающие возможность смены этих ковриков.

7.11.6 Для одиночных фундаментов станков нормальной и повышенной точности с массой до 30 т высоту фундамента следует принимать в соответствии с данными, приведенными в таблице 13, а для станков с массой более 30 т - назначать из условия обеспечения необходимой жесткости станины за счет фундамента, а также из конструктивных соображений (в частности, в зависимости от глубины приямков).

Таблица 13

Группа станков	Станки	Высота фундамента , м, под металлорежущие станки нормальной и повышенной точности с массой до 30 т
	Токарные Горизонтально-протяжные Продольно-фрезерные Продольно-строгальные	0,3
	Шлифовальные	0,4
	Зуборезные Карусельные, вертикальные полуавтоматы и автоматы Карусельно-фрезерные Консольно- и бесконсольно-фрезерные Горизонтально-расточные	0,6
	Вертикально- и радиально-сверлильные	0,6-1 м
	Поперечно-строгальные и долбежные	0,8-1,4 м
Обозначение: - длина фундамента, м. Примечания 1 Для групп 4 и 5 большие значения следует принимать для станков больших размеров. 2 Для агрегатных станков повышенной точности, многооперационных станков и станков с программным управлением (отдельных или в автоматических линиях) высоту фундаментов следует увеличивать на 20%.

7.11.7 Высоту общих фундаментов станков нормальной и повышенной точности следует определять по результатам расчета фундамента по прочности и жесткости с учетом минимально необходимой высоты (см. таблицу 13), обеспечивающей требуемую жесткость станины отдельных станков, а также из конструктивных соображений, особенностей данного вида станка и условий его обслуживания.

7.11.8 Фундаменты станков следует армировать сетками из стержней диаметром 8-10 мм с квадратными ячейками размером 300 мм, укладываемыми на расстоянии 20 - 30 мм от верхней и нижней граней фундамента.

7.11.9 Установку станков допускается производить как без крепления, так и с креплением фундаментными болтами. При этом крепление станков фундаментными болтами обязательно:

при необходимости обеспечения совместной работы станины с фундаментом (например, станков высокой точности, устанавливаемых на одиночные фундаменты, или станков с нежесткими станинами, в которых требуемая жесткость станины обеспечивается за счет фундамента);

при динамических нагрузках от возвратно-поступательно перемещающихся масс (например, в продольно-строгальных станках) или от вращающихся неуравновешенных масс, которые могут вызвать перемещения фундамента при работе на скоростных режимах (например, в токарных и фрезерных станках).

7.11.10 При установке станков на утолщенных бетонных или железобетонных лентах пола или на отдельных фундаментах ленты и фундаменты следует рассчитывать на прочность на действие расчетных статических нагрузок в соответствии с указаниями 5.2.20 и 5.2.21 и в случае необходимости - на жесткость (см. 7.11.6).

7.11.11 Расчет оснований фундаментов по деформациям следует производить в случаях ограничения углов поворота фундамента, при этом допускается пренебрегать упругостью фундамента. Расчет углов поворота фундамента следует выполнять на действие расчетных (с коэффициентом надежности по нагрузке 1) статических, эксцентрично приложенных нагрузок.

7.11.12 Расчет колебаний невиброизолированных фундаментов станков, как правило, не выполняется.

7.11.13 Расстояние от фундаментов высокоточных станков до фундаментов станков, работающих со значительными динамическими нагрузками (долбежные, строгальные и т.п.), должно быть не менее 15 м.

Допустимость установки высокоточных станков в зоне действия различного рода промышленных и транспортных источников вибраций следует проверять расчетом в соответствии с подразделом 6.5.

7.12 Фундаменты вращающихся печей

7.12.1 Требования настоящего раздела распространяются на проектирование фундаментов вращающихся обжиговых печей с числом опор более двух.

7.12.2 В состав исходных данных для проектирования, кроме материалов, указанных в подразделе 5.1, должны входить:

чертежи корпуса печи с указанием толщин стальной оболочки, размеров бандажей и толщины футеровки;

данные о числе зубьев венцовой шестерни; значения нагрузок на фундаменты от опорных рам и роликов, а также на опору приводного оборудования от механизмов привода;

частота вращения корпуса печи в эксплуатационном режиме;

значение максимального усилия в гидроупоре для печей, снабженных гидроупорами.

7.12.3 Фундамент вращающейся печи должен проектироваться, как правило, в виде отдельных железобетонных опор рамной или стенчатой конструкции, выполняемых монолитными или сборно-монолитными и отдельными от фундаментов и других конструкций здания. При этом приводное оборудование и ближайшую роликоопору необходимо размещать на одной опоре стенчатой конструкции со стенами в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

7.12.4 Расчетной схемой установки (печи и фундамента) является неразрезная балка (корпус печи), шарнирно опирающаяся на упругие опоры. Упругость опор учитывается в вертикальном и горизонтальном направлениях.

Вертикальные и горизонтальные нагрузки на опоры, направленные перпендикулярно и вдоль оси печи, следует определять с учетом совместной работы корпуса печи и фундамента.

7.12.5 При проектировании опор коэффициенты их жесткости в горизонтальном направлении, перпендикулярном оси печи, следует принимать не менее коэффициентов жесткости корпуса печи, причем для крайних опор не менее коэффициентов жесткости корпуса печи в месте расположения соседних с ним опор.

Примечание - Под коэффициентом жесткости корпуса печи следует понимать реакцию неразрезной балки в месте расположения рассматриваемой опоры при ее горизонтальном единичном смещении поперек оси печи.

7.12.6 Нормативные горизонтальные нагрузки на опоры , кН, действующие вдоль оси печи, следует определять по формуле

, (128)

где - нормативная вертикальная нагрузка, кН, определяемая по соответствующему сочетанию (7.12.9);

- коэффициент трения подбандажной обечайки по опорным роликам, принимаемый равным 0,2;

- угол между вертикалью и прямой, соединяющей ось корпуса с осью опорного ролика.

7.12.7 Горизонтальные нагрузки на опоры, действующие вдоль оси печи, при обосновании расчетом допускается передавать на опору приводного оборудования стальными распорками, связывающими опоры на уровне их верха. При расчете распорок, кроме усилий, указанных в 7.12.6, следует учитывать усилия, возникающие в них от температурных воздействий.

7.12.8 Нормативные циклические нагрузки (вертикальная , и горизонтальная , действующая перпендикулярно оси печи) на опоры от веса печи, теплообменных устройств, футеровки и обжигаемого материала, монтажных и температурных деформаций корпуса печи, кН, возникающие при вращении печи с эксцентриситетом, следует определять в соответствии с расчетной схемой, указанной в 7.12.4. При этом необходимо принимать максимальное значение реакции, получаемое на опоре при эксцентриситете оси корпуса печи, равном 20 мм, задаваемом поочередно на каждой опоре в вертикальном и горизонтальном направлениях. Максимальные расчетные нагрузки печи с числом опор не более четырех допускается определять при эксцентриситете оси корпуса печи, равном 10 мм.

Примечание - Нагрузки и , для трех- и четырехопорных печей допускается определять при эксцентриситете оси корпуса печи, равном 10 мм.

7.12.9 Расчет опор по прочности производится на следующие сочетания нагрузок: 1) , , 2) , , , где , , - расчетные нагрузки на рассматриваемую опору, кН, определяемые в соответствии с указаниями 7.12.6, 7.12.8 и 5.2.21; - расчетная вертикальная нагрузка на опору, кН, определяемая в соответствии с указаниями 7.12.4 без учета эксцентриситета печи; - расчетная горизонтальная нагрузка на опору, кН, действующая вдоль оси печи, определяемая в соответствии с указаниями 5.2.21 при замене нагрузки , в формуле (128) на нагрузку (определенную без учета эксцентриситета печи).

Примечания

1 Для опор, оборудованных гидроупорами, в качестве расчетного значения горизонтальной нагрузки, направленной вдоль оси печи, кН, следует принимать наибольшее из двух ее значений, определенных по формуле (128) и по усилию в гидроупоре.

2 Расчет опор на второе сочетание нагрузок следует производить с учетом момента, действующего в горизонтальной плоскости от нагрузки , приложенной только к одному из роликов опоры печи.

7.12.10 Расчет железобетонных элементов опор на выносливость следует производить на нагрузки, определяемые в соответствии с указаниями 7.12.9, принимая коэффициент надежности по нагрузке 0,8.

7.12.11 Площадь подошвы опоры следует определять из условия допустимости ее отрыва от основания не более четверти ширины подошвы.

7.12.12 Фундаменты под печи следует проектировать таким образом, чтобы значения первой частоты собственных вертикальных и горизонтальных колебаний установки, определяемые для расчетной схемы 7.12.4, отличались не менее чем на 25% значения частоты зацепления зубьев привода , с , вычисленной по формуле

, (129)

где - число зубьев венцовой шестерни;

- частота вращения печи, об/мин.

Приложение А (обязательное). Термины и определения

Приложение А
(обязательное)

В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями:

А.1 амплитуда колебаний (displacement amplitude): Величина, равная максимальному абсолютному значению перемещения при колебаниях; для случайных колебаний амплитудой колебаний называется среднеквадратическое значение перемещения.

А.2 скорости продольных и поперечных упругих волн (longitudinal and transversal elastic wave velocities): Параметры грунта как упругой среды, равные квадратным корням отношений упругих модулей (компрессионного и сдвигового соответственно) к плотности.

А.3 среднее статическое давление под подошвой фундамента (average static bearing pressure): Среднее давление под подошвой фундамента от расчетных статических нагрузок с коэффициентом надежности по нагрузке , равном 1.

А.4 расчетное сопротивление грунта основания (allowable bearing pressure): Значение, определяемое в соответствии с требованиями СП 22.13330 с учетом размеров и заглубления фундамента.

А.5 табличное значение расчетного сопротивления (tabulated value of allowable bearing pressure): Значение, содержащееся в таблицах СП 22.13330 и не зависящее от размеров и заглубления фундамента.