Назовите основной принцип проектирования фундамента под механизмы с динамическим воздействием

Содержание

Фундаменты машин с динамическими нагрузками

Назовите основной принцип проектирования фундамента под механизмы с динамическим воздействием

СТРО�ТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ � ПРАВ�ЛА

ФУНДАМЕНТЫ МАШ�Н
С Д�НАМ�ЧЕСК�М� НАГРУЗКАМ�

РЎРќРёРџ 2.02.05-87

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРО�ТЕЛЬНЫЙ КОМ�ТЕТ СССР

РњРћРЎРљР’Рђ 1988

РАЗРАБОТАНЫ Р’РќР�Р�РћРЎРџ РёРј. Герсеванова Госстроя РЎРЎРЎР  (Рґ-СЂ техн. наук, РїСЂРѕС„. Р’.Рђ. Р�льичев – руководитель темы, Рґ-СЂ техн. наук, РїСЂРѕС„. Р”.Р”. Баркан, кандидаты техн. наук Рћ.РЇ. Шехтер, Рњ.Рќ.

Голубцова), Ленинградским Промстройпроектом Госстроя СССР (кандидаты техн. наук В.М. Пятецкий, Б.К. Александров, С.К. Лапин; �.�.

Файнберг), Фундаментпроектом Минмонтажспецстроя СССР (канд. техн. наук В.М.Шаевич), ВН��Г им. Б.Е. Веденеева Минэнерго СССР (доктора техн. наук, профессора О.А. Савинов, �.С.

Шейнин, канд. техн. наук Г.Г. Аграновский), Ленинградским отделением Атомэнергопроекта Минатомэнерго СССР (Е.Г.

Бабский), Днепропетровским инженерно-строительным институтом Минвуза УССР (кандидаты техн. наук Н.С. Швец, В.Л. Седин), Харьковским Промстройниипроектом Госстроя СССР (канд. техн. наук �.М.

Балкарей) с участием Донецкого Промстройпроекта, Н��ЖБ, ЦН��СК им. Кучеренко и ЦН��промзданий Госстроя СССР, ЭН�МС Минстанкопрома СССР, Гипромеза Минчермета СССР.

ВНЕСЕНЫ ВН��ОПС им. Герсеванова Госстроя СССР.

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕН�Ю Управлением стандартизации и технических норм в строительстве Госстроя СССР (О.Н. Сильницкая).

С введением в действие СНиП 2.02.05-87 «Фундаменты машин с динамическими нагрузками» с 1 июля 1988 г. утрачивает силу глава СНиП II-19-79 «Фундаменты машин с динамическими нагрузками».

При использовании нормативным документом следует учитывать утвержденные изменения строительных норм и правил и государственных стандартов, публикуемые в журнале «бюллетень строительной техники», «Сборнике изменений к строительным нормам и правилам» Госстроя СССР и информационном указателе «Государственные стандарты СССР» Госстандарта СССР.

Государственный строительный комитет СССР (Госстрой СССР)Строительные нормы и правилаСНиП 2.02.05-87
Фундаменты машин с динамическими нагрузкамиВзамен главы СНиП II-19-79

Настоящие нормы распространяются на проектирование фундаментов машин с динамическими нагрузками, в том числе фундаментов: машин с вращающимися частями, 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.

Фундаменты машин с динамическими нагрузками, предназначены для строительства 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, следует проектировать с учетом требований соответствующих нормативных документов.

1. ОБЩ�Е ПОЛОЖЕН�Я

1.1. 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 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 СНиП 2.02.

01-83; данные о характеристиках виброползучести грунтов в случаях ограничения деформаций фундамента; 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 вечномерзлых грунтах.

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

Внесены ВН��ОСП им. Герсеванова Госстроя СССРУтверждены постановлением Государственного строительного комитета СССР от 16 октября 1987 г. № 242Срок введения в действие 1 июля 1988 г.

ОБЩ�Е ТРЕБОВАН�Я К ПРОЕКТ�РОВАН�Ю ФУНДАМЕНТОВ

1.2.

Фундаменты машин СЃ динамическими нагрузками должны удовлетворять требованиям расчета РїРѕ прочности Рё РїРѕ пригодности Рє нормальной эксплуатации, Р° для фундаментов СЃ расположенными РЅР° РЅРёС… рабочими местами – также требованиям стандартов безопасности труда РІ части допустимых уровней вибраций.

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

Источник: http://gost-snip.su/document/fundamenti_mashin_s_dinamicheskimi_nagruzkami

Фундаменты под оборудование: особые требования, виды, проектирование, формулы расчета и особенности применения

Назовите основной принцип проектирования фундамента под механизмы с динамическим воздействием

На сегодняшний день существует СП для фундаментов под оборудование. СП – это свод правил, номер которого 26.13330.2012. Эти правила устанавливаю все необходимые требования, которые касаются не только практической части заливки фундамента, но и расчетной части, и проектировки.

Требования к фундаменту

Фундамент под оборудование должен соответствовать определенным требованиям, чтобы он мог успешно эксплуатироваться. Соблюдать их очень важно, так как обычно основание будет подвергаться воздействию агрессивных сред, динамическим нагрузкам, которые будет создавать промышленное оборудование, и т. д.

Необходимо, чтобы фундамент соответствовал следующим требованиям:

  • высокий порог прочности, чтобы выдерживать и статические, и динамические нагрузки, которые будет создавать устройство;
  • необходимо наличие такого свойства, как инертность или, другими словами, стойкость к химическим веществам;
  • фундамент под оборудование должен иметь огромную массу, чтобы он мог гасить вибрацию, которую будет создавать включенный механизм;
  • отклонения от плановых размеров должны быть минимальными, то есть фактические размеры должны практически полностью соответствовать расчетным показателям;
  • площадь опоры должна быть больше, чем у аппарата, устанавливаемого на основание.

Стоит отметить, что прочность и химическая стойкость – это те свойства, от которых напрямую зависит срок службы фундамента. Теми веществами, которые негативно влияют на фундамент, являются:

  • смазочные вещества;
  • жидкости для охлаждения устройств;
  • масла технического предназначения;
  • топливо разного рода.

Описание параметров

Кроме двух основных свойств, очень важно, чтобы фундамент под оборудование мог успешно гасить вибрации, которые создает рабочий механизм.

Это является очень важной функцией, так как если вибрации будут постоянно воздействовать на основание и агрегат, то от этого снизится срок эксплуатации. В некоторых случаях это негативно будет сказываться даже на соседних устройствах.

Сами по себе вибрации возникают из-за того, что в промышленных машинах постоянно работают неравномерно расположенные вращающиеся детали.

Что касается совпадений с проектом и расчетами, то здесь важно отметить, что кроме стандартных высоты, длины и ширины, должны совпадать даже места расположения креплений оборудования. Допускаются лишь самые минимальные расхождения между проектом и фактической конструкцией.

Здесь можно добавить, что устройство фундамента под оборудование, которое весит до 2 т и считается малогабаритным, не всегда необходимо. Если такой аппарат помимо небольшого веса еще и не вызывает сильных динамических нагрузок во время работы, то его можно монтировать непосредственно на железобетонный пол. В некоторых случаях можно установить его на межэтажное перекрытие.

Регламентации по обустройству

Выше были рассмотрены основные требования, которым должен удовлетворять любой фундамент, предназначенный для установки на нем промышленного оборудования. Однако существуют и другие требования – для фундамента под оборудование с динамическими нагрузками, которым он должен соответствовать.

  1. Проектировочные работы, как и практическая часть по обустройству основания, должны проводиться лишь компетентными специалистами, которые, кроме этого, имеют еще и опыт проведения данного вида работ.
  2. Для того чтобы создать правильный и полноценный проект, необходимо, чтобы в наличии были все требуемые данные.
  3. Во время устройства фундамента под оборудование необходимо периодически проводить контроль качества.
  4. Очень важно, чтобы действия всех участников рабочего процесса были строго скоординированы.
  5. Те фундаменты, что уже были возведены, должны эксплуатироваться лишь с тем оборудованием, для которого они предназначаются. Для этого имеется техническая документация.
  6. Для строительства можно использовать лишь те материалы, которые подходят по проектной документации.
  7. В будущем нужно проводить обслуживание фундамента, чтобы конструкция эксплуатировалась максимально долго.
  8. В качестве крепления рекомендуется использовать максимально простые детали. К примеру, это могут быть анкерные болты, которые вмуровываются в бетон.

Разные виды агрегатов

При устройстве фундамента под оборудование, необходимо понимать, что в настоящее время существует огромное количество разных машин, которые объединены в группы. Для каждой группы необходимо создавать основание по своим правилам и с разными требованиями.

В настоящее время существуют следующие виды групп, для которых нужно возводить отдельные фундамент.

  1. Агрегаты, у которых имеется криво-шатунный механизм. Сюда можно отнести поршневые компрессоры, лесопильные рамы и прочее.
  2. Отдельной группой выступают турбоагрегаты, к примеру, турбокомпрессоры.
  3. Некоторое электрическое оборудование, такое как моторы-генераторы также нуждаются в основании.
  4. Обустраивается фундамент под промышленное оборудование прокатного типа.
  5. Отдельной группой выступают станки для резки металла и прессы разного предназначения.

Виды оснований

Далее будут представлены разные виды оснований, которые используются для монтажа различного оборудования:

  1. Наиболее простой вариант – это фундамент-плита без подвала. Здесь существует ограничение, которое заключается в том, что установить такое основание можно лишь на первом этаже. Кроме того, плита получается достаточно дорогая, так как приходится тратить значительное количество средств на строительные материалы. Однако есть и хорошее преимущество, которые заключается в том, что фундамент отлично гасит вибрации.
  2. Второй вариант – это рамная основа, которая снабжена ростверком из балок. Данное основание характеризуется тем, что способно хорошо переносить колебания с высокой частотой. По этой причине очень часто применяется для монтажа механизмов, у которых наблюдается ударный принцип действия.
  3. Третий вариант – это ступенчатая опора. Такое основание возводится только со второго этажа. В данном случае нагрузка от оборудования будет передаваться внешними стенами, а также перегородками.
  4. Последняя разновидность фундамента под динамическое оборудование – это фундамент-перекрытие, имеющее подвал. Обустраивать такое основание можно лишь выше первого этажа. Все вибрации, которое будет создавать оборудование, в данном случае будет передаваться перекрытиям, то есть перекрытиям каркаса. Сам по себе фундамент способен выдерживать лишь незначительные колебания.

На сегодняшний день довольно популярными становятся такие основания, которые имеют пружины или же виброопоры другого типа. Они часто используются для установки механизмов, относящихся к легкому и среднему типу по своему весу.

Существует такое приспособление, как демпфер, которое предназначено для гашения вибраций. Лучше всего оно подходит для установки под основы рамного типа.

Стоит отметить, что фундамент под технологическое оборудование делится на два вида.

Первый тип – это бесподвальный фундамент. У него практически полностью отсутствует часть, которая располагается над полом. Второй же тип – подвальный, у которого данная часть развита достаточно сильно.

Фундаменты группового и индивидуального типа

На сегодняшний день фундаменты под монтаж оборудования могут быть индивидуальные и групповые.

Что касается группового вида, то данный фундамент предназначается для размещения нескольких промышленных агрегатов легкого или среднего веса – до 8 тонн.

При этом у них должна быть жесткая станина, нормальная точность работы, а эксплуатироваться они должны в основном в статическом режиме. Толщина обычно составляет от 150 до 250 мм.

Жестко станиной считается та, у которой соотношение длины к высоте – не более чем 2 к 1.

Что же касается строительства фундамента под оборудование индивидуального типа, то в данном случае на основание устанавливается механизм, масса которого позволяет его отнести к среднему или тяжелому классу.

Кроме этого, обычно такие механизмы характеризуются динамическими нагрузками среднего или значительного класса. Такое основание не только успешно гасит вибрации, но и изолирует агрегаты друг от друга.

Это важно, так как в таком случае отсутствует колебания между ними.

Можно добавить, что машины, которые имеют средний или легкий вес, а также характеризуются статическим периодом работы, нередко монтируются прямо на железобетонный пол или же перекрытие. Если необходимо такое основание, можно дополнительно усилить бетонной стяжкой, чтобы не заливать отдельный фундамент.

Какие материалы используются для строительства

Так как фундамент должен быть очень прочным, устойчивым к вибрациям, а также к воздействию химических веществ, то и расходные материалы должны быть высокого качества, чтобы получить хорошее основание. Для обеспечения результата используют следующие расходные материалы:

  • готовые железобетонные блоки, во время строительства их перевязывают друг с другом;
  • сам железобетон, который можно получить, если заливать арматурный каркас в опалубке;
  • понадобится качественный металл, если необходимо создавать свайные конструкции с ростверками в виде рамы.

Очень важно использовать качественный цемент для подвального и бесподвального фундамента. Если будут устанавливаться легкие агрегаты, то можно использовать марку М200 или М300. Если планируется монтаж тяжелого промышленного агрегата, то необходимо использовать марку М400. Цемент должен принадлежать к классу В15.

Стоит отметить, что при обустройстве фундамента в частном цеху или в домашней мастерской можно использовать в качестве исходного сырья бутовый камень. Редко, но все же иногда встречается фундамент кирпичного типа. То есть кирпичи укладываются на цементную основу.

Здесь очень важно, чтобы грунтовые воды располагались достаточно глубоко. Чаще всего такая основа применяется только для тех машин, чья масса не превышает 4 тонн. Толщина фундамента обычно составляет минимум 50 см.

Важно добавить, что в таком случае применение силикатного кирпича исключается.

Раньше довольно часто устанавливали легкие машины на деревянный пол, однако сейчас это практически исключено. Основной недостаток связан с тем, что дерево слишком сильно коробится, и очень быстро, из-за чего меняется форма основания. Деревянный пол можно использовать, но лишь в качестве временной основы.

Что касается крепления оборудования к основанию, то в данном случае всегда используется болтовое соединение, которое прописано в СП.

Стоит лишь отметить, что если агрегат характеризуется высокими ударными нагрузками или сильными вибрациями во время работы, то используются болты не менее 42 мм, и съемного типа.

Также очень важно, чтобы расстояние от нижнего конца болта до подошвы фундамента составляло не менее 10 см. На сегодняшний день популярным стало химическое анкерное крепление.

Проектирование

Проектирование фундаментов под оборудование – это первоначальный этап всей работы. В данном случае исходными данными для проведения проектировочных работ являются следующие факторы:

  • характеристики грунта, к примеру, глубина промерзания, расположение подземных вод, структура и т. д.;
  • статическая нагрузка;
  • сила вибраций или динамическая нагрузка;
  • опорная площадь станины самого оборудования;
  • важную роль играет температурный режим, при котором будет эксплуатироваться основа.

Еще одно важное требование, которое должен учитывать проектировщик – это воздействие агрессивных сред, а также защитные меры. Прежде чем начать строительство, необходимо провести гидрогеологическое инженерное исследование почвы, чтобы узнать ее характеристики. Если грунт считается рыхлым, то фундамент должен быть более массивным.

Расчетные работы

Расчет фундамента под оборудование – это следующий этап его строительства. Основой расчетов в данном случае станут два фактора.

Первый из них – это несущая способность грунта, а второй – это статическая и динамическая нагрузка, которую будет оказывать монтируемое устройство.

В данном случае необходимо рассчитать все так, чтобы сумма нагрузок статического и динамического типа, которые будут передаваться через подошву фундамента грунту, была равна несущей способности почвы.

При расчетах фундамента для оборудования важно вычислить статическую нагрузку. Она зависит от массы оборудования. Что касается расчетов динамической нагрузки, то она вычисляется по давлению, которое воздействует на ростверк фундамента. Стоит отметить, что давление, которое возникает из-за массы станка, необходимо корректировать, используя следующие коэффициенты:

  • постоянная условий работы, которая начинается от 0,5 для кузнечного молота и составляет до 1,0 для станка токарно-винторезного типа;
  • постоянная осадка грунта от 0,7 до 1,0, которая варьируется в зависимости от влажности почвы.

Зная все три необходимые составляющие, не составляет труда провести все требуемые расчеты, чтобы получить точные характеристики, необходимые для основания конкретного станка.

Армирование фундамента под оборудование

Для того чтобы качественно и правильно провести армирование фундамента, необходимо знать несколько основных пунктов:

  1. Чтобы добиться максимальной прочности от армирования, необходимо закреплять прутья в “клеточку”.
  2. В данном случае рекомендуется не использовать сварку для соединения прутьев, а скреплять их при помощи проволоки. Таким образом можно снизить количество швов и более хрупких соединений.
  3. Можно сделать конструкцию еще более прочной, если в углах конструкции загибать арматуру. Кроме того, само соединение лучше всего производить внахлест.

Стоит также отметить, что армирование фундамента разного типа производится разными методами. Наиболее трудоемкий – процесс армирования ленточного фундамента.

Он требует больше всего затрат и строительных материалов. Можно проводить армирование плитного фундамента. Однако данный процесс достаточно сложный, а также требует высокой квалификации специалиста.

Кроме того, рекомендуется иметь опыт такой работы.

Источник: https://FB.ru/article/397866/fundamentyi-pod-oborudovanie-osobyie-trebovaniya-vidyi-proektirovanie-formulyi-rascheta-i-osobennosti-primeneniya

Фундаменты под оборудование. Отличия от зданий. Исключения, классификация, материалы и расчеты. Варианты для ударных механизмов

Назовите основной принцип проектирования фундамента под механизмы с динамическим воздействием

Чем фундаменты под оборудование отличаются от всех прочих? Есть ли какие-то особенности у их конструкции? Какие материалы могут применяться?

Тяжелое промышленное оборудование требовательно к основанию, на которое монтируется.

Отличия от фундаментов зданий

Действительно, почему промышленные фундаменты для станков должны чем-то отличаться от обычного основания для сарая?

Основных причины две.

  • Фундамент под оборудование испытывает, как правило, не только статические, но и динамические нагрузки. Говоря проще, ему предстоит гасить вибрацию от вращения, колебаний или ударов подвижных частей станков.

Важный момент: при установке некоторых видов оборудования вблизи жилых строений или в прочих случаях, когда передача значительных вибраций почве нежелательна, монтируется так называемый виброизолированный фундамент.
Ударная нагрузка гасится составными пружинами с противонаправленными витками внешней и внутренней частей или резиновыми вставками.

  • Промышленное оборудование – это, среди прочего, смазки и прочие технологические жидкости. Порой они достаточно агрессивны; при этом попадание их в почву крайне нежелательно.

Отсюда – особые требования к:

  • Массе и, соответственно, размерам фундамента. Чем он массивнее – тем меньше амплитуда передающихся ему колебаний.
  • Прочности. Ударная нагрузка быстро разрушит материалы со слабой устойчивостью к механическим воздействиям.
  • Стойкости к агрессивным средам. Присутствие смазок, антифризов и т.д. уже упоминалось.
  • Точности размеров. Понятно, что ставить кузнечный молот или гильотинные ножницы на основание с перепадами высоты – значит гарантированно снизить их ресурс и ускорить разрушение самого фундамента: динамическая нагрузка будет распределена крайне неравномерно.

На фото – кузнечный молот с пятитонной ударной частью. Неравномерно распределенная нагрузка от удара способна разрушить самый прочный железобетон.

Исключения

Наряду с промышленным оборудованием, для которого характерны динамические нагрузки, существует огромное количество станков и машин, конструкция которых исключает ударные или эксцентрические воздействия на фундамент в процессе работы.

Типичный пример – паровой пресс для сушки дверных полотен под давлением после склейки фенолформальдегидной смолой. Несмотря на огромную массу подвижных частей, скорость их движения делает нагрузку на основание на протяжение всего производственного цикла статической.

Никаких особых требований к фундаменту, помимо устойчивости к статической массе оборудования и химической стойкости, у таких станков нет.

Оборудование для горячего прессования дверей обеспечивает, несмотря на большую мощность, статическую нагрузку на основание.

Классификация

Устройство фундаментов под технологическое оборудование зависит от массы станков или машин и от частоты вибраций, которые предстоит гасить основанию.

  • Массивные фундаменты наиболее распространены. Конструктивно они представляют собой сплошные блоки или плиты с выемками, шахтами и полостями. Понятно, что чем больше объем пустот, тем меньше цена фундамента; однако для сравнительно маломощного оборудования массивный фундамент чаще всего представляет собой простой монолит. Этот тип оснований повсеместно применяется для агрегатов с невысокой частотой вибраций.
  • Рамные конструкции, напротив, предназначены для того, чтобы эффективно гасить высокочастотные колебания. Рама, на которую опирается агрегат, соединяется с монолитным основанием стойками; именно они частично гасят вибрацию.

Массивные фундаменты, в свою очередь, могут классифицироваться еще по ряду критериев:

  • Бесподвальные сооружаются на нижнем этаже и минимально возвышаются над уровнем пола. Эта конструкция типична для всех тяжелых агрегатов.

Прокатный стан на бесподвальном фундаменте.

  • Подвальные, напротив, возвышаются над полом. Благодаря такой планировке они могут сооружаться не только на нижнем этаже, но и на перекрытии достаточной прочности. Функция фундамента в этом случае сводится лишь к распределению давления по большей площади.

Фундаменты подвального типа тоже могут делиться на две категории:

  • Сплошные – представляют собой, что не трудно понять из названия, монолитный блок без полостей.
  • Стенчатые – выше уровня пола, представляют собой набор продольных и поперечных перегородок. Они легче и дешевле; при этом механическая прочность конструкции зачастую почти не уступает сплошному основанию.

Массивные фундаменты по технологии сооружения делятся на фундаменты с подливкой и без нее.

  • Подливка подразумевает, что оборудование выставляется по уровню на подставках (иногда регулируемых). Затем пространство между основанием агрегата и поверхностью фундамента заливается жидким бетоном.

Подливка основания несущей конструкции.

  • В отсутствие подливки поверхность основания выравнивается и железнится сразу; установка оборудования на фундамент выполняется с его креплением болтами, предварительно установленными по шаблону.

Материалы

Для массивных фундаментов сейчас применяется только и исключительно железобетон. Вместе с тем около века назад для промышленного оборудования широко использовались кирпичные или каменные фундаменты. Марка применяемого бетона – не ниже М200; в отдельных случаях при особо сильных вибрационных нагрузках рекомендуется использовать бетон не хуже М300.

Однако: для легких машин, при работе которых не генерируются значительные вибрации (к примеру, для токарно-винторезных или сверлильных станков) допустимо применение бетонного основания без армирования.

Рамные основания могут быть:

  • Монолитно-железобетонными.
  • Сборными, из отдельных железобетонных блоков ( в том числе облегченных за счет полостей и отверстий).
  • Металлическими. Рама и стойки полностью выполняются из стали; железобетон остается лишь в основании, на которое опираются стойки.
  • Комбинированными. Типичное решение – стальная рама на железобетонных ригелях.

Расчеты

Полный расчет фундамента под оборудование выполняется профессионалами на основании большого количества данных:

  • Несущей способности грунта под основанием машины или станка;

Несущая способность грунта на открытой местности определяется по результату геологических исследований.

  • Насыщения грунта влагой;
  • Планируемого долговременного износа;
  • Максимума расчетных динамических нагрузок;
  • Чувствительности к вибрациям расположенных в непосредственной близости объектов;
  • Близости жилых домов;
  • Времени, проводимого вблизи оборудования персоналом. Согласно санитарным нормам проектирования промышленных предприятий СН 245-71, при частоте колебаний свыше 5,6 Гц среднеквадратическое значение скорости колебаний не должно превышать 2 миллиметров в секунду. Очевидно, что чем больше частота вибрации, тем меньшая их амплитуда допустима.

Однако: если время, которое персонал проводит вблизи источника вибраций, не превышает 15% от общего рабочего времени, нормы могут быть превышены втрое.

При этом отечественные источники прямо указывают, что точный расчет с учетом всех воздействующих на поведение фундамента факторов невозможен: мы слишком мало знаем о поведении грунтов в условиях динамичных нагрузок.

Упрощенная инструкция по оценке необходимых параметров включает несколько пунктов:

  • Оценку статического давления на грунт. Впрочем, этот пункт редко становится камнем преткновения: в отличие от фундаментов зданий, основания промышленного оборудования давят на почву с усилием не более 0,6 кгс/см2 для бесподвальных конструкций и не более 1,5 кгс/см2 для подвальных.
  • Обеспечение равномерности осадки. Центр тяжести должен быть максимально близко к геометрическому центру конструкции; при этом, чем проще схема основания в плане – тем проще обеспечить равномерное давление на грунт.

Перекос фундамента этого станка стал бы катастрофой для предприятия.

Оценка динамического давления на грунт требует знания несложных формул и констант. На практике может применяться следующая формула:

Pср=m*m1*R.

В этой формуле:

  • Pср – среднее статическое давление на основание. Оно получается делением статической массы агрегата на площадь основания фундамента.

Нюанс: в случае, если массивная плита покоится на гравийной или щебеночной подушке, эффективная площадь опоры будет больше площади бетонной конструкции.

  • m – коэффициент условий работы. Он берется равным 0,8 – 1,0 для машин периодического действия (фрезерные и токарные станки, лесопилки) и 0,5 для агрегатов ударного действия (кузнечные молоты, гильотинные ножницы).
  • m1 – коэффициент, позволяющий оценить поведение грунта при длительных деформирующих динамических нагрузках. Для слабых водонасыщенных грунтов (песков, пластичных глин) он берется равным 0,7; для прочих грунтов – 1,0.
  • R – условное расчетное давление на основание. Этот параметр тоже зависит от типа грунта и берется в таблицах СНиП.

Для удобства читателя приведем несколько справочных значений несущей способности разных грунтов.

  • Насыпной грунт без уплотнения – 1,0 кгс/см2.
  • Насыпной грунт с уплотнением – 1,5 кгс/см2.
  • Твердая глина – 6,0 кгс/см2.
  • Суглинок, супесь – 3,5 кгс/см2.
  • Крупный песок – 6,0 кгс/см2.
  • Средний песок – 5,0 кгс/см2.
  • Мелкий песок – 4,0 кгс/см2.
  • Пыль – 2,0 кгс/см2.
  • Гравий с глиной – 4,0 кгс/см2.
  • Галька с глиной – 4,5 кгс/см2.

Давайте в качестве примера посчитаем необходимую площадь кузнечного пневматического молота М4127 (масса 2100 кг) на влажном песчаном грунте со средним размером зерна.

Кузнечный молот М4127.

  • Расчетная несущая способность интересного нам типа грунта оценивается как 5,0 кгс/см2.
  • Для кузнечного молота, представляющего собой типичный механизм ударного действия, среднее давление на основание должно рассчитываться по формуле Pст=0,5(коэффициент для ударных механизмов)*0,7(коэффициент для слабых влажных грунтов)*5,0кгс/см2=1,75 кгс/см2.
  • Минимальная площадь основания фундамента должна быть равна 2100/1,75=1200 см2, или прямоугольник размером 40*30 сантиметров.

Для справки: габариты молота М4127 (длина и ширина) – 1575х710 миллиметров.
Очевидно, что любой фундамент, на котором физически поместится его основание, будет достаточным для описанного типа грунта.

Фундаменты для ударных механизмов

На практике для механизмов ударного действия основная проблема – это вовсе не осадка фундамента в грунт. Куда более опасно разрушение самого фундамента под действием ударных нагрузок.

Какие решения могут применяться?

  • Виброизолированные конструкции на пружинах и резиновых демпферах уже упоминались.
  • Под шабот – основание наковальни кузнечного молота – часто укладываются щит из дубового бруса. Минимальная толщина дубовой прокладки – 100 миллиметров; однако щиты могут укладываться и в несколько слоев. Впрочем, для молотов с массой ударной части до тонны применимы и более дешевые породы древесины – сосна или лиственница.

Дубовый щит (п.1 на схеме) выступает в роли демпфера ударной нагрузки.Нюанс: на пылевых и водонасыщенных основаниях для молотов рекомендуется устройство свайно-плитного фундамента, передающего вибрации на нижние, более плотные слои грунта.

Технология

Предположим, что нам предстоит своими руками подготовить основание для компрессора небольшой мощности.

С чего начать?

  • Размечаем расположение агрегата. Его основание не должно быть связано с фундаментами стен или опорных колонн; минимальное расстояние от выступающих частей оборудования до колонн или стен – 1 метр.
  • Размечаем границы плиты основания. Важный момент: расстояние от ее краев до осей фундаментных болтов в общем случае должно быть в пределах 120 – 200 мм.
  • Готовим котлован. Его глубина определяется глубиной промерзания; впрочем, в отапливаемом цеху проблема может и не быть актуальной.
  • Засыпаем котлован слоем песка или щебня и уплотняем его. Толщина подсыпки – 100 – 150 мм.
  • Собираем опалубку и укладываем в нее армирующую сетку. На опалубку укладывается шаблон, через отверстия в котором снизу заводятся и фиксируются гайками фундаментные болты.
  • Опалубка заливается бетоном слоями в 100-150 мм с обязательной виброукладкой или штыкованием каждого слоя.
  • Акт готовности фундамента к установке оборудования подписывается лишь после набора бетоном прочности в течение 28 дней, ревизии и прочностных испытаний.

Готовая платформа для компрессора.

Вывод

Если для тяжелого промышленного оборудования необходимы сложные расчеты и услуги специалистов, то фундаменты под оборудование малой мощности могут изготавливаться со сравнительно небольшими затратами времени и материалов. В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме. Успехов в строительстве!

Читать далее…

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/59962322a867314473337337/5a263cb21410c3c927f56fd8

9.3. ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Назовите основной принцип проектирования фундамента под механизмы с динамическим воздействием
Библиотека / Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения / Глава 9. Расчет и проектирование фундаментов машин и оборудования с динамическими нагрузками

Сообщение об ошибке

Strict warning: Only variables should be passed by reference в функции duble_node() (строка 191 в файле /home/s/seryis/ofips.rf/public_html/sites/all/themes/adaptivetheme/at_ofips/template.php).

В задании на проектирование фундаментов машин и оборудования с динамическими нагрузками должно содержаться следующее:

  • – техническая характеристика машины, в которой указываются наименование машины и завода-изготовителя, тип машины, частота вращения, мощность, общий вес и вес движущихся частей, скорость движущихся частей в момент удара и пр.;
  • – данные о величинах, местах приложения и направлениях действия статических нагрузок, а также об амплитудах, частотах, фазах, местах приложения и направлениях действия динамических нагрузок, в том числе усилий, действующих на расчетные (силовые) фундаментные болты;
  • – данные о предельно допускаемых амплитудах колебаний фундамента или его отдельных частей;
  • – данные о предельно допускаемых деформациях фундамента и его основания: осадка, крен, прогиб фундамента и его элементов, вытекающие из условий технологического процесса и нормальной работы машины или оборудования;
  • – данные об усилиях на расчетные фундаментные болты;
  • – строительное задание завода-изготовителя на устройство фундамента с указанием габаритов фундамента, необходимых для установки машины и вспомогательного оборудования, расположения и размеров выемок, выступов, каналов, отверстий для фундаментных болтов, закладных деталей, коммуникаций и пр., необходимых по технологии для данного типа машины или оборудования, размеров подливки, конструкции и расположения фундаментных болтов; кроме того, в строительном задании должно быть отмечено, какие вспомогательные детали крепления и пр. не поставляются с оборудованием и должны быть разработаны при проектировании фундамента;
  • – особые требования к проектному классу бетона по прочности и марки по морозостойкости и водонепроницаемости;
  • – привязка основных осей машины или проектируемого фундамента к основным осям здания (сооружения);
  • – чертежи фундаментов и конструкций здания (сооружения), в котором размещается машина (планы, разрезы с основными размерами и высотными отметками), чертежи подземного хозяйства в месте установки машины;
  • – данные о виде и расположении имеющихся в здании (сооружении) оборудования и коммуникациях или намечаемых к возведению фундаментов вблизи проектируемого;
  • – данные об инженерно-геологических условиях площадки строительства и физико-механических характеристиках грунтов основания на глубину сжимаемой толщи;
  • – специальные требования по защите фундамента или его отдельных частей от подземных вод, агрессивного воздействия технологических жидкостей и смазочных материалов, от воздействия высоких и низких (отрицательных) температур и пр.;
  • – данные о материале, расположении и размерах футеровки участков фундамента, подверженных воздействию высоких температур;
  • – данные о режиме работы машин во времени для фундаментов, строящихся на вечномерзлых грунтах основания.

Кроме общих данных, перечисленных выше, в задании на проектирование должны быть приведены дополнительные данные и требования, вытекающие из специфики машины каждого вида.

9.3.2. Основные требования по проектированию фундаментов машин с динамическими нагрузками

Фундаменты машин с динамическими нагрузками должны проектироваться исходя из условий прочности, устойчивости и экономичности, а также недопустимости возникновения вибраций (уровень которых выше предельно допускаемых санитарными нормами для обслуживающего персонала) препятствующих нормальной работе самой машины и ходу технологических процессов, оказывающих вредное влияние на работу приборов и оборудования, расположенных на соседних фундаментах, или вызывающих недопустимые колебания конструкций окружающих зданий.

Машины с динамическими нагрузками необходимо максимально удалять от объектов, чувствительных к вибрациям (станки особо высокой точности, точная измерительная аппаратура и т.п.), а также от жилых и общественных зданий.

Фундаменты машин с динамическими нагрузками должны отделяться от соседних фундаментов здания или сооружения сквозным швом шириной не менее 100 мм.

В отдельных случаях при специальном обосновании в виде исключения допускается фундаменты машин с динамическими нагрузками соединять с фундаментами здания или опирать на них конструкции здания.

Размеры и форму верхней части фундамента назначают в соответствии с требованиями строительного задания, выдаваемого заводом — изготовителем оборудования, и результатами расчетов фундамента. Принимать следует наиболее простые формы фундаментов.

Подошва фундаментов машин, как правило, принимается прямоугольной формы и располагается на одной отметке.

В отдельных случаях, при соответствующем обосновании, в неводонасыщенных грунтах допускается устройство уступов в подошве монолитных фундаментов под глубокими приямками и в местах примыкания этих фундаментов к фундаментам здания.

Глубина заложения фундамента зависит от его конструкции, технологических требований, глубины заложения соседних фундаментов, каналов, приямков и от инженерно-геологических условий площадки строительства.

При установке машин на открытых площадках или в неотапливаемых зданиях необходимо учитывать глубину сезонного промерзания грунтов.

При наличии в основании фундамента машины слабых грунтов мощностью до 1,5 м следует заменять этот слой тщательно уплотненной подушкой из песчаного или крупнообломочного грунта или глинистого грунта при наличии просадочных грунтов. При большей мощности слабых грунтов необходимо закреплять грунты или устраивать свайный фундамент.

Фундаментные болты для крепления машин, конструкция и установочные размеры выбираются в соответствии с требованиями нормативных документов и государственных стандартов на фундаментные болты и строительного задания завода — изготовителя оборудования.

Бетонирование массивных монолитных фундаментов должно, как правило, производиться непрерывно. При сложной конфигурации фундамента и большом объеме бетона допускается устройство рабочих швов. Места устройства рабочих швов должны быть указаны в чертежах рабочей документации, разрабатываемой проектной организацией.

При ограничении прогиба фундамента по технологическим требованиям следует предусматривать противоусадочные мероприятия при укладке бетона и противоусадочное армирование. В этом случае устройство временных усадочных швов допускается как исключение.

Проектный класс бетона по прочности на сжатие должна быть не ниже В10 для монолитных и сборно-монолитных фундаментов и не ниже В15 для сборных фундаментов.

При одновременном воздействии на фундамент динамических нагрузок и высоких технологических температур класс бетона должна быть не ниже В15.

Проектная марка бетона по морозостойкости должна быть не ниже F50, если в задании на проектирование не указаны более высокие требования.

9.3.3. Конструктивные решения фундаментов машин с динамическими нагрузками

Фундаменты машин с динамическими нагрузками в зависимости от типа машин, характера динамических нагрузок, технологических требований, условий строительства, возможностей предприятий строительной индустрии и на основании технико-экономического сравнения могут быть выполнены:

  • – массивными, бетонными или железобетонными для всех видов машин;
  • – рамными, сборными или сборно-монолитными, представляющими собой ряд поперечных рам, которые опираются на нижнюю плиту или на ростверк и связаны поверху между собой продольными балками, либо верхнюю плиту, которая опирается на стойки, заделанные в нижнюю плиту, или на сваи-колонны;
  • – стенчатыми в виде поперечных или продольных стен, опирающихся на нижнюю плиту или на ростверк и связанных между собой поверху ригелями или плитой.

Сборно-монолитные и сборные фундаменты допускается устраивать главным образом для машин периодического действия (с вращающимися частями, с кривошипно-шатунными механизмами и др.). Устройство сборных и сборно-монолитных фундаментов для машин с импульсными ударными нагрузками не допускается.

К особому типу относятся виброизолированные фундаменты, расчет и конструирование которых производятся в соответствии с Руководством [5].

Руководство по проектированию виброизоляции машин и оборудования

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

  • Предыдущая
    • 9.1
    • 9.2
    • 9.4
    • 9.5 ч.1
    • 9.5 ч.2
    • Литература
  • Следующая

Источник: http://xn--h1aleim.xn--p1ai/sorochan/g9-3.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.