книги / Справочник проектировщика инженерных сооружений
..pdfСхема |
Марка |
Расход |
Масса, т |
||
|
бетона, м3 J |
стали, кг |
1^
ГТТТТТ"! |
|
а |
|
||||||
1 |
и |
î |
И |
î |
и |
; |
|
s i |
1 |
шТ 1 |
II |
II |
И |
|1 |
К |
1 |
1ш 1 |
||
1 |
II |
1 |
î |
| |
и |
|
|
|
|
L J I ___ il___ к___ il__il__î |
|
250 |
|||||||
* ï ï |
|
Т щ .щ |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
ш-ш
~ -Е 5970 ^ - f L z l
Т 1 П Г Т Т |
|
ga |
|
|||
II |
II |
II |
н |
; |
<\ï |
1 |
. |
Il II |
II |
II |
|||
I_______ il_Il____h__IL - J L |
J |
|
250 |
|||
|
|
|
|
|
|
жу |
Г п г п г i r н г т ^ |
||||
г-1! |
II |
II ! |
!î— Î |
||
|
I----Ц |
II |
И |
I |
1и_. |
|
! Î! |
|| |
И! |
1—I |
|
|
Г - l i |
I' |
! |
I |
г - 1 |
|
j L - J i____ IL - J l____Il— |
L - J |
h - я
1ПР-1 1ПР-2 1ПР-3 1ПР-4
2ПР-1 2ПР-2 2ПР-3 2ПР-4
ЗПР-1 ЗПР-2 ЗПР-З ЗПР-4
4ПР-1 4ПР-2 4ПР-3 4ПР-4
1,83
1,87
1,70
1,77
242,66
264,28
298,43
330,62
252,34
273,96
298,11
340,37
223,91
237,67
252,97
277,70
243,27
257,03
272,33
297,06
4,58
4,68
4,25
4,40
жШ-Ш
7~ |
|
4ПР-1-а |
|
257,55 |
|
|
Г ]П Г |
1ППГ1 |
|
|
|||
____ |
л |
4ПР-3-а |
|
286,61 |
|
|
ri! Г |
1 |
|
|
|||
|
|
_ |
|
|
271,31 |
|
r n U l| |
|
"il" |
4ПР-2-а |
1,74 |
|
4,35 |
|
il |
|
||||
1 Il—Il_ |
i— i |
4ПР-4-а |
|
311,34 |
|
|
|
i |
1 |
|
|
готовления бетона приведены в вып. 1/82 серии 3.900-3.
Маркировка стеновых панелей цилиндрических сооружений (табл. 5.9) следующая: буквенный индекс ПСЦ — панели стеновые цилиндриче ские, первый цифровой индекс характеризует радиус кривизны: ПСЦ1, ПСЦ2, ПСЦЗ — панели с радиусом кривизны соответственно 3, 7,5 и 15 м. Последующие цифровые индексы обозна чают высоту панели в дециметрах и тип нагрузки.
Для сооружений разных диаметров используют одни и те же панели, в связи с чем зазоры в сты ках между панелями изменяются в пределах
19...61 мм.
Стены цилиндрических сооружений выполняют
спредварительным обжатием, навивкой на стены высокопрочной арматурной проволоки класса Вр-П диаметром 5 мм, либо установкой колец из стержневой арматуры классов A-V или AT-VC
споследующим натяжением их электротермиче-
|
Схема |
|
|
|
Марка |
Я, мм |
Класс |
Расход |
Масса, т |
|
|
|
|
|
(марка) |
бетона, м*1234J |
стали, кг |
||||
|
|
|
|
|
|
|
бетона |
|
||
250, 50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. . 4 |
1КР36 |
3530 |
В25 |
0,26 |
42,92 |
0,65 |
|
|
|
|
. |
1КР48 |
4780 |
(300) |
0,35 |
51,44 |
0,88 |
UU „ , il IJU |
\ |
шоо |
§ |
|
|
В15 |
|
|
|
|
|
ФР |
|
(200) |
0,77 |
40,50 |
1,92 |
||||
|
| |
а |
|
|||||||
|
§ |
т |
|
|
|
|
|
|
||
|
Z |
_ |
_ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
2КР36 |
3400 |
В25 |
0,42 |
61,90 |
1,05 |
|
|
|
|
|
(300) |
|||||
|
|
|
|
|
2КР48 |
4660 |
|
0,50 |
70,60 |
1,25 |
I
ским способом (применение стержневой арматуры допускается при сооружениях диаметром до 30 м включительно).
Предварительное обжатие стен осуществляют после замоноличивания вертикальных стыков панелей.
Замоноличивание панелей ПСЦ1 в паз днища предусмотрено до натяжения кольцевой армату ры, а герметизация шва между панелями ПСЦ2, ПСЦЗ и днищем — после натяжения кольцевой арматуры. Внешнюю кольцевую арматуру защи щают от коррозии слоем торкрет-штукатурки. В марках перегородочных панелей (табл. 5.10) первый цифровой индекс обозначает высоту па нели в дециметрах, второй — тип внешней на грузки. Класс бетона В 15 (М200).
Тип нагрузки для консольных и балочных стен прямоугольных открытых сооружений высотой 2,4...6 м:
1 — гидростатическое давление воды с одной стороны или активное боковое давление грунта с другой при расчетном значении угла внутреннего
трения ф = |
30°, с учетом временной нагрузки |
|
на призме |
обрушения |
q — 12 кПа (1,2 тс/м2); |
2 — то же, при ф = |
21°. |
Тип нагрузки для консольных стен прямоуголь ных сооружений высотой 3...4,8 м:
3 — вертикальная равномерно распределенная нагрузка от технологического оборудования, при ложенная эксцентрично к верхнему торцу пане лей, совместно с нагрузкой типа 1;
4 — то же, совместно с нагрузкой типа 2. Тип нагрузки для балочных стен закрытых пря
моугольных сооружений (резервуаров):
3 |
— нагрузка типа 1, действующая совместно |
|||
с вертикальной от покрытия, |
обвалования и вре |
|||
менной над покрытием, приложенной к |
верхнему |
|||
торцу панелей; |
подпора |
грунтовых |
||
4 |
— то |
же, но с учетом |
||
вод |
на |
высоту 2 м выше уровня днища резер |
вуара.
Тип нагрузки для стен цилиндрических соору жений:
1 — для стен открытых сооружений гидростати ческое давление воды с одной стороны или актив-
ное давление грунта при значении ф = 21° с дру гой с учетом временной нагрузки на призме об рушения;
2 — для стен резервуаров и других закрытых сооружений, то же при ф = 30° с учетом нагрузки от покрытия, обвалования и временной на покры тие и с учетом подпора грунтовых вод.
Тип нагрузки для перегородочных панелей: 1 — вертикальная нормативная распределенная нагрузка по верху панелей q = 10 кН/м (1 тс/м), в том числе кратковременная 3 кН/м (0,3 тс/м);
2 — то же, при q = 40 кН/м (4 тс/м). Сборные конструкции плит и ригелей покры
тий, колонн и фундаментов для большей части емкостных сооружений принимают по номенкла туре конструкций производственных зданий либо индивидуальные. Исключение составляют прямо угольные резервуары большой вместимости с сет кой колонн 6 X 3 м. Плиты покрытий в этом вы пуске ребристые с шагом поперечных ребер 1000 мм, с продольными ребрами переменной вы соты — 500 в пролете и 250 мм на опоре, класс (марка) бетона В25 (М300) (табл. 5.11).
Разработаны пять типоразмеров плит.
Плиты 1ПР — рядовые, 2ПР — опирающиеся одной стороной на стену сооружения поперечным ребром, ЗПР — опирающиеся на стену одним продольным ребром.
Вплитах 2ПР в крайних участках предусмот рены два дополнительные ребра, в которые уста навливаются закладные детали для сопряжения со стенами.
Вплитах ЗПР опирающееся на стену продоль ное ребро постоянной высоты (250 мм), в котором
сшагом 1000 мм предусмотрены закладные дета ли для связи со стеной. По несущей способности плиты покрытия подразделяются на четыре клас са, характеризуемых последним цифровым ин дексом в марке плиты.
Плиты 4ПР аналогичны плитам 2ПР, но опи раются на стену по двум торцам, плиты 4ПР с индексом а опираются на стену с двумя продоль
ными ребрами, высота которых 250 мм. Колонны в вып. 15 разработаны в двух вариан
тах (табл. 5.12):
ï ï - ï ï
^777777777777777777.77777777777777777*
F==3 |
Г7ГГ |
1 |
|
С " |
1 |
^ |
|
|
1! |
1 |
лH
т \
—т]—
Рис. 5.13. Деталь опирания сборных лотков на перегородочные панели:
/ — перегородочная панель; 2 — цементный |
раствор; |
|
3 — плита; 4 — лоток ЛТ1; |
5 — стальные |
клинья, |
после установки приваренные |
к закладной |
детали. |
1 — для случая со стеновыми панелями, уста навливаемыми в паз фундамента, сечение колонн 200 X 350 мм, в верхней части 350 X 350 мм, что необходимо для возможности опирания на ко лонну четырех плит покрытия. Колонны устанав ливают в стаканах сборного фундамента с разме рами в плане 1,5 X 2 м;
2 — для случая применения панелей с опорной
Рис. 5.12. Деталь установки переходных мостиков на перегородочные панели:
I — гнездо, замоноличенное бетоном Ь25; 2 — цементный раствор; 3 — стальные клинья, при варенные после установки; 4 — перегородоч ная панель; 5 — арматурные выпуски из пе регородочных панелей.
пятой. Колонны имеют сечение 250 X 250 мм с развитыми оголовками (350 X 350 мм) и опорной частью (900 X 900 мм) и не требуют устройства фундамента.
Воткрытых емкостных сооружениях иногда возникает необходимость в устройстве по сред ним стенам ходовых мостиков и лотков. В этих случаях на перегородочные панели устанавлива ют специальный двух консольный элемент, к ко торому сваркой крепят сборные элементы мости ков (рис. 5.12) или лотков (рис. 5.13), принимае мые по соответствующим типовым сериям.
Всборных и сборно-монолитных емкостных сооружениях особое значение имеет герметич ность, надежность стыков. В серии 3.900-3, вып. 2/82 предусмотрены жесткое и гибкое соединение стыков и заполнение выртикальных швов между
стеновыми панелями. При жестком соединении панели закладные детали сваривают арматурны ми накладками по вып. 2/82. После установки и приварки стыковых накладок в нижнюю часть шва под давлением подают цементно-песчаный раствор с последующим выдавливанием его на всю высоту шва, что обеспечивает отсутствие пустот и герметичность шва. При гибком соеди нении герметичность швов обеспечивается тио коловыми герметиками упругой прокладкой (гернитовый шнур диаметром 40 мм). Температурно усадочные швы решаются также с применением тиоколовых герметиков.
6. ФУНДАМЕНТЫ ПОД ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
6.1. Общие положения
Классификация. Рабочие чертежи фундаментов под технологическое оборудование разрабаты ваются в составе строительной части рабочей документации. При большом объеме фундаментов и развитом подземном хозяйстве рекомендуется выделять эти конструкции в отдельный раздел, называемый «Фундаменты под оборудование и подземное хозяйство». Кроме рабочих чертежей фундаментов под оборудование в этот раздел включают также рабочие чертежи каналов, тон нелей и подвалов, разрабатываемых в соответ ствии с указаниями глав 3 и 4.
Фундаменты под оборудование классифици руются в зависимости от устанавливаемого на них оборудования, вида материала и конструктивного решения и подразделяются на требующие и не требующие расчета на динамические нагрузки. На динамические нагрузки рассчитывают фунда менты под машины:
ся условиями технологии производства или рабо ты машин (оборудования)-
требования к условиям размещения машин (оборудования) на фундаментах: отдельные фун даменты под каждую машину или групповая их установка на общем фундаменте;
чертежи габаритов фундамента в пределах рас положения машин, элементов ее крепления, а также вспомогательного оборудования и комму никаций с указанием расположения и размеров выемок, каналов и отверстий (для фундаментных болтов, закладных труб и других деталей, необ ходимых для подвода электроэнергии, воды, па ра, воздуха, смазки и т. п.), размеров подливки и пр., чертежи расположения фундаментных бол тов с указанием их типа и диаметра, закладных деталей и т. д.;
чертежи всех |
коммуникаций, примыкающих^ |
к фундаментам |
машин и проходящих через |
них; |
|
г данные об инженерно-геологических условиях
свращающимися частями (турбоагрегаты, участка строительства и физико-механических
электрические машины, центрифуги, центробеж ные насосы, дымососы, вентиляторы и др.);
скривошипно-шатунными механизмами (ди зели, поршневые компрессоры, мотор-компрес соры, лесопильные рамы и др.);
сударными нагрузками (кузнечные молоты, копровые бойные площадки, дробилки и мельнич ные установки и др.).
Расчет на динамические нагрузки не произво дят для фундаментов под оборудование, в котором динамические усилия, возникающие в процессе работы машины, погашаются в самом механизме и на фундамент не передаются (значительная часть прокатного оборудования, станочного и т. п.). Кроме того, есть фундаменты под оборудование, не имеющее динамики (стационарные печи, су шила и др.).
По виду материалов фундаменты под оборудо вание подразделяют на бетонные, железобетон ные монолитные и сборные или сборно-монолит ные; по конструктивному решению — на массив ные, стенчатые и рамные.
Задание на проектирование. Задание на проек тирование фундаментов машин с динамическими нагрузками содержит:
техническую характеристику машин (наимено вание, тип, число оборотов в минуту, мощность, общую массу и массу движущихся частей, ско рость ударяющих частей и т. д.);
данные о значениях, местах приложения и на правлениях действия статических нагрузок, а также амплитудах, частотах, фазах, местах при ложения и направлениях действия динамических нагрузок, в том числе нагрузок, действующих на расчетные фундаментные болты;
данные о предельно допускаемых деформациях фундаментов и их оснований (осадка, крен, про гиб фундамента и его элементов, амплитуда коле баний и др.), если такие ограничения вызывают
свойствах грунтов основания на глубину сжимае мой толщи, определяемой в соответствии с требо ваниями СНиП 2.02.01-83;
данные о привязке проектируемого фундамента к конструкциям здания, в частности к его фунда ментам, особенностях здания, в том числе о виде
ирасположении в нем оборудования и коммуни каций;
специальные требования к.защите фундамента
иего приямков от грунтовых вод, агрессивного воздействия смазочных материалов и воздействия высоких, а также низких температур;
размеры и данные о расположении и материале футеровки участков фундаментов, подверженных воздействию высоких температур; , кроме перечисленных данных, включаемых в
состав задания на проектирование, должны при водиться дополнительные, вытекающие из спе цифики каждого вида машин.
Материалы фундаментов. Фундаменты под ма шины с динамическими нагрузками проектируют бетонными, железобетонными монолитными и сборно-монолитными, а при соответствующем об основании — сборными. Монолитные допускает ся предусматривать под все машины с динамиче скими нагрузками, сборно-монолитные (или сбор ные) — главным образом под машины периоди ческого действия (с вращающимися частями, с кривошипно-шатунными механизмами и др.); сборно-монолитные и сборные под машины с ударными нагрузками не применяются.
Бетон по прочности на сжатие для монолитных и сборно-монолитных фундаментов должен быть не ниже класса В 10, сборных — не ниже В 15, неармированных под станки допускается В7,5. Проектная марка бетона по морозостойкости не ниже F50. Фундаменты под машины, работающие в условиях повышенных и высоких температур, не превышающих 300 °С, проектируют из обычно
го бетона, для температур свыше 300 °С — из жаростойкого.
Требования к проектированию. Фундаменты под машины с динамическими нагрузками долж ны удовлетворять условиям прочности, устойчи вости и экономичности, а также требованиям са нитарных норм по уровню предельно допустимых вибраций. Колебания фундаментов не должны оказывать вредного влияния на технологические процессы, оборудование и приборы, расположен ные на фундаменте или вне его, а также на нахо дящиеся вблизи конструкции зданий и сооруже ний. Наибольшее влияние на конструкции близрасположенных зданий и сооружений оказывают волновые колебания, распространяющиеся в грунте от фундаментов низкочастотных машин с числом оборотов в минуту 400 и менее, вызываю щие колебания с частотами, близкими к частотам собственных колебаний зданий. Для уменьшения колебаний зданий стремятся к тому, чтобы основ ные частоты собственных колебаний зданий и их несущих конструкций отличались от частоты ко лебаний, распространяющихся в грунте, не менее чем на 20 %.
Колебания от машин со средней (более 400 об/мин) и высокой (более 1500 об/мин) часто той менее опасны в отношении вибраций соседних сооружений, что обусловлено отсутствием усло вий возникновения резонансных колебаний зда ний и более интенсивным затуханием высокочас тотных колебаний при их распространении в грунте.
Колебания от машин ударного действия могут вызывать значительные осадки грунтов, особенно водонасыщенных песчаных, и, как следствие, де формацию конструкций, расположенных в не посредственной близости от них.
Необходимо стремиться к максимально возмож ному удалению машин с динамическими нагруз ками от объектов, чувствительных к вибрациям, а также от жилых и общественных зданий. Для уменьшения вибраций фундаментов от машин с динамическими нагрузками предусматривают ви броизоляцию при соответствующем технико-эко номическом обосновании.
Фундаменты под машины с динамическими на грузками отделяют от смежных фундаментов здания, сооружения и оборудования швами: расстояния между боковыми гранями фундамен тов должны быть не менее 100 мм.
При наличии в основании фундаментов под ма шины слоев слабого грунта (торфянистого, или стого и т. п.) по результатам технико-экономиче ского сравнения вариантов с учетом конкретных условий строительства предусматривают меро приятия по уменьшению возможных недопусти мых деформаций основания.
Допускается устройство фундаментов под ма шины с динамическими нагрузками на насыпных грунтах (за исключением фундаментов турбоагре гатов мощностью более 25 тыс. кВт), если они не содержат гумуса, древесных опилок, органиче ского мусора и других примесей, которые могут вызвать неравномерные осадки грунта при сжа тии. При этом основание тщательно уплотняют тяжелыми трамбовками, вибрированием и т. п.
Размеры и форму верхней части фундамента под машины назначают в соответствии с чертежа ми заводов-поставщиков оборудования и резуль
татами расчетов, при этом предусматривая наибо лее простые формы, в случае сборных или сбор но-монолитных конструкций — возможно боль шую унификацию сборных элементов. Подошва фундаментов под машины прямоугольной формы в плане и расположена на одной отметке.
Глубина заложения фундамента под машины зависит от его конструкции, глубины заложения расположенных рядом каналов, приямков, фун даментов зданий либо других фундаментов под оборудование, глубины заделки анкерных бол тов, а также геологических и гидрогеологических условий. Для уменьшения глубины заложения фундамента целесообразно уменьшить его высоту, увеличивая площадь подошвы (если это не ухуд шит условий работы машины).
Передача близрасположенным зданиям вызы ваемых работой машин вибраций практически не зависит от взаимного по высоте расположения подошвы фундаментов под машины и под зда ния.
При проектировании фундаментов под машины стремятся к тому, чтобы общий центр тяжести фундамента и грунта на обрезах и выступах и центр тяжести площади подошвы его располага лись на одной вертикали. Эксцентриситет не дол жен превышать для грунтов с расчетным сопро тивлением R 150 КПа 3 %, R > 150 кПа — 5 % размера стороны подошвы фундаментов, в направлении которой происходит смещение цент ра тяжести. Для оснований, сложенных скальны ми грунтами, значение эксцентриситета не нор мируется.
Высоту фундаментов машин назначают мини мальной по условиям размещения в них техноло гических выемок и шахт, а также надежной за делки фундаментных болтов; при этом расстояние от нижних концов наиболее глубоко заделанных болтов до подошвы фундамента не менее 100 мм. Толщину нижней плиты монолитных фундамен тов принимают в консольных частях по расчету
взависимости от вылета консоли, но не менее 0,4, а под замкнутыми углублениями — не менее 0,2 м. Если по грунтовым условиям или по усло виям размещения фундамента глубина заложе ния его значительно превышает минимальную высоту фундамента, в целях экономии бетона предусматривают устройство под ним подушки из уплотненного песчаного или крупнообломоч ного грунта.
Машины крепятся фундаментными болтами, конструкции и способы их установки приведены
вп. 6.9.
Вмонолитных массивных и стенчатщ. .фунда ментах подмашины предусматривают армирова ние по расчету: общее — фундамент рассматри вается как балка или плита на упругом основа нии, а также при воздействии на него динамиче ских нагрузок и высоких температураместное — элементы фундамента загружены местной нагруз кой. В остальных принимают конструктивное ар мирование (без расчета).
Для монолитных массивных фундаментов объ емом до 20 м3 под машины неударного действия предусматривают местное конструктивное арми рование, объемом более 20 м3и под машины удар ного действия независимо от их объема — мест ное и общее; для монолитных сгенчатых во всех случаях — общее и местное.
Конструктивное общее армирование массивных |
В фундаментах больших размеров при отсутст |
|||||||||
и стенчатых фундаментов выполняют в виде го |
вии температурно-усадочного шва для |
уменьше |
||||||||
ризонтальных сеток, укладываемых по подошве |
ния усадочных |
деформаций |
допускается устраи |
|||||||
фундамента и у его верхней грани, а для стенча |
вать |
временные усадочные |
швы |
шириной |
0,7... |
|||||
тых, кроме того, в виде вертикальных, устанав |
...1,2 |
м. С обеих сторон шва предусматривают |
||||||||
ливаемых по боковым граням стен. Противопо |
выпуски верхней и нижней |
арматуры, |
которую |
|||||||
ложные арматурные сетки стен соединяют между |
сваривают между собой спустя 20...30 дней после |
|||||||||
собой шпильками в шахматном |
порядке |
через |
бетонирования. |
Сварные |
соединения |
должны |
||||
3.. .4 стержня |
сеток. В местах |
сопряжения стен |
быть равнопрочны соединенным стержням. |
Вре |
||||||
с верхней горизонтальной плитой устанавливают |
менные усадочные швы заполняют бетоном того |
|||||||||
дополнительную |
вертикальную |
арматуру, |
пло |
же класса, что и бетон фундамента. При отсутст- |
||||||
щадь сечения |
которой равна |
50 % площади |
Т а б л и ц а |
6.1. Коэффициенты условий |
||||||
сечения основной арматуры; стержни дополни |
||||||||||
тельной арматуры заводят в тело плиты и стены |
|
работы |
ус1 и у с2 (СНиП |
П-19-79) |
|
|||||
на длину заделки стержней основной; длину за |
|
|
|
|
|
|
|
|||
делки концов вертикальных стержней арматуры |
|
|
|
|
уС2 для |
мел |
||||
стен в верхнюю горизонтальную плиту и нижнюю |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
ких |
и пылева |
|||||
фундаментную плиту принимают не менее уста |
|
|
|
|
тых |
водона |
новленной для заделки концов растянутых стерж |
Вид машин и оборудования |
Ус] |
|
сыщенных |
|||||||||||||||
ней арматуры. |
|
|
|
|
|
|
|
|
песков и гли |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нистых грун |
||||
Конструктивное местное армирование массив |
|
|
|
|
|
|
|
|
тов |
текучей |
|||||||||
ных и стенчатых фундаментов предусматривают |
|
|
|
|
|
|
|
консистенции |
|||||||||||
в местах резкого изменения размеров сечений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
фундамента, |
а также по контуру вырезов с раз |
Машины: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
мерами сторон более 600 мм и в местах, значитель |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
с вращающимися частями |
0,8 |
|
|
0,7 |
|||||||||||||||
но ослабленных отверстиями или выемками. В ка |
|
|
|||||||||||||||||
с |
кривошипно-шатунны |
|
|
|
|
||||||||||||||
честве арматуры |
применяют сетки из |
стержней |
|
|
|
|
|||||||||||||
ми механизмами |
|
|
1 |
|
|
0,6 |
|||||||||||||
диаметром 10... 12 |
мм, |
расположенных |
|
в обоих |
|
|
|
|
|||||||||||
|
кузнечные молоты с весом |
|
|
|
|
||||||||||||||
направлениях с |
шагом |
200 |
мм. Для |
общего и |
|
|
|
|
|||||||||||
падающих |
частей |
более |
|
|
|
|
|||||||||||||
местного армирования применяют арматуру клас |
|
|
|
|
|||||||||||||||
10 кН |
|
|
|
|
0,5 |
|
|
0,7 |
|||||||||||
са A-I или А-II. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
то же, |
менее 10 кН |
|
|
0,5 |
|
|
1,0 |
||||
При армировании рамных фундаментов необхо |
|
|
|
|
|||||||||||||||
формовочные машины ли |
|
|
|
|
|||||||||||||||
димо выполнять следующие требования: |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
тейного |
производства |
|
0,5 |
|
|
0,7 |
||||||||||||
арматура |
балок, |
ригелей |
и |
колонн |
должна |
|
|
|
|||||||||||
то |
же, |
для |
производства |
|
|
|
|
||||||||||||
иметь замкнутые |
хомуты или |
стержни, |
прива |
|
|
|
0,7 |
||||||||||||
сборного железобетона |
|
0,5 |
|
|
|||||||||||||||
ренные по периметру поперечного сечения конст |
|
|
|
||||||||||||||||
Оборудование: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
рукции к рабочей |
арматуре; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
дробилки |
|
|
|
0,8 |
|
|
0,7 |
||||||||
колонны армируют только симметричной арма |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
мельничные |
установки |
|
0,8 |
|
|
0,7 |
|||||||||||||
турой с расстоянием между продольными стерж |
|
|
|
||||||||||||||||
прокатное |
|
|
|
1 |
|
|
1 |
||||||||||||
нями не более 300 мм; каждые 3...5 стержней |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
металлорежущие станки |
1 |
|
|
I |
|||||||||||||||
охватывают хомутами или шпильками; |
|
|
|
|
|||||||||||||||
по наружным боковым граням балок и ригелей |
П р и м е ч а н и е . Для |
всех |
остальных |
видов и со |
|||||||||||||||
по высоте сечения не реже чем через 300 мм уста |
стояний грунтов ус2 = 1 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
навливают |
промежуточные |
стержни |
диаметром |
вии |
арматуры в месте расположения |
временного |
|||||||||||||
10.. . 12 мм для |
элементов |
нижней |
части фунда |
||||||||||||||||
мента и 16... 18 |
мм — верхней; |
|
|
|
усадочного шва в проекте предусматривают уста |
||||||||||||||
заделка рабочей арматуры ригелей и балок в |
новку выпусков из стержней диаметром 20 мм |
||||||||||||||||||
колонны предусматривается как для жестких |
класса А-Пс шагом 200 мм в один |
ряд с |
последу |
||||||||||||||||
рамных узлов: |
|
|
|
|
|
|
|
|
ющей сваркой |
их и замоноличиванием. |
|
||||||||
во всех отверстиях в элементах фундамента при |
Указания по расчету оснований и фундаментов. |
||||||||||||||||||
размерах стороны |
отверстий |
более 300 |
мм уста |
Расчет фундаментов машин и их |
оснований со |
||||||||||||||
навливается |
окаймляющая |
противоусадочная |
стоит из определения амплитуд колебаний фунда |
||||||||||||||||
арматура диаметром 10... 12 мм через 150...200 мм |
ментов или отдельных их элементов, проверки |
||||||||||||||||||
класса A-I или А-П; |
|
|
|
|
|
|
среднего статического давления на грунт и расче |
||||||||||||
в монолитных фундаментах арматуру колонн |
та прочности элементов конструкций фундамента. |
||||||||||||||||||
при толщине нижней плиты до 1 м доводят до |
Амплитуда |
колебаний |
фундамента |
должна |
|||||||||||||||
низа плиты; при большей толщине ее заводят в |
удовлетворять условию |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
плиту на длину анкеровки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
а < а м, |
|
|
|
(6.1) |
||||||
Стыки сборных элементов рамных фундаментов |
где а — наибольшая амплитуда колебаний фунда |
||||||||||||||||||
располагают в узлах рам; стыкуют их сваркой |
|||||||||||||||||||
выпусков арматуры с последующим замоноличи- |
мента, определяемая |
расчетом; аи — предельно |
|||||||||||||||||
ванием узлов. Толщина защитного слоя бетона |
допускаемая амплитуда |
колебаний фундамента, |
|||||||||||||||||
на участках фундаментов, воспринимающих удар |
принимается по СНиП II-19-79. |
|
|
|
|||||||||||||||
ную нагрузку, не менее 30 мм. |
|
|
|
|
Среднее статическое давление на основание |
||||||||||||||
Температурно-усадочные швы в фундаментах |
фундамента |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
располагают таким образом, чтобы на отдельных |
|
|
|
Р < |
YeiYc2#> |
|
|
(6-2) |
|||||||||||
участках фундамента в пределах между швами |
где ус1 — коэффициент условий работы, учитыва |
||||||||||||||||||
размещалось оборудование, не связанное жестко |
|||||||||||||||||||
между собой. |
|
|
|
|
|
|
|
|
ющий характер динамических нагрузок и ответст- |
венность работы, машин (табл. 6.1); ус2— ко
эффициент условий работы грунтов основания, учитывающий возможность возникновения дли тельных деформаций при действии динамических нагрузок; R — расчетное сопротивление грунта основания по СНиП 2.02.01-83.
При расчете элементов конструкций на проч ность в качестве расчетных нагрузок принимают статические, состоящие из веса фундамента, за сыпки грунта, машины и вспомогательного обору дования, а также нагрузки, заменяющие динами ческое воздействие движущихся частей машины
Рис. 6.1. Схема переме щений фундамента при колебаниях.
Для фундаментов с площадью подошвы, превы шающей 200 м2, значение коэффициента С2, Н/м3, принимается как для фундаментов с площадью подошвы, равной 200 м2.
Коэффициент упругого неравномерного сжа тия, Н/м3,
Сф = 2Сг. |
(6.5) |
Коэффициент упругого равномерного сдвига, Н/м3,
Сх = 0JC z. |
(6.6) |
Коэффициент упругого неравномерного сдвига, Н/м3,
(6.7)
Коэффициенты жесткости для естественных ос нований:
при упругом равномерном сжатии, Н/м,
kz = C2 - А; |
(6.8) |
при упругом неравномерном сжатии — поворо те подошвы фундамента относительно горизон тальной оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента перпендикулярно плоскости колебаний, Н/м,
или представляющие собой какой-либо особый вид силового воздействия (например, тяга ва куума, момент короткого замыкания и т. д.).
Расчетная динамическая |
нагрузка |
|
F = уf t • |
Fn, |
(6.3) |
где yf и ri — коэффициенты соответственно |
на |
дежности по нагрузке и динамичности, Fп — нор мативное значение динамической нагрузки, соот ветствующее нормальному эксплуатационному режиму работы машины по СНиП II-19-79.
При расчете прочности элементов конструкций фундаментов допускается производить динамиче ский расчет усилий от расчетных динамических нагрузок, определяемых по формуле (6.3), при нимая в ней г] — 1.
Расчет прочности нижних фундаментных плит или лент производят, исходя из линейного рас пределения реакций грунта по опорной площади: равномерной — при нагрузке, симметричной от носительно середины плиты, и трапецеидальной—
вслучае эксцентричной.
Основную упругую характеристику естествен
ных оснований фундаментов машин — коэффи циент упругого равномерного сжатия Сг — уста навливают по результатам испытаний грунтов. При отсутствии данных испытаний его значение для фундаментов с площадью подошвы не более
200 м2 |
____ |
|
Cz = сЕ (l + У |
- £ - ) . |
(6.4) |
где с — коэффициент, м- 1 , равный для песков 1, для супесей и суглинков 1,2; для глин и крупно обломочных грунтов 1,5; Е — модуль деформа ции грунта; А — площадь подошвы фундамента; А0 — 10 м2.
*ф = Сф . / х; |
(6‘9) |
при упругом равномерном сдвиге, Н/м,
kx — CX ‘ А; |
(6.10) |
при упругом неравномерном сдвиге — повороте подошвы фундамента относительно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента, Н/м,
6ф = Сф . / 2. |
(6.11) |
В формулах 6.8...6.11: 1Х и 1у — момент инер ции фундамента, м4, соответственно относительно горизонтальной и вертикальной осей (рис. 6.1).
При групповой установке однотипных машин на общем фундаменте, значение амплитуд колеба ний, м,
где а — коэффициент, принимаемый для машин с синхронными двигателями, равным 1,5, для ма шин с асинхронными двигателями и молотов — 0,7; щ — амплитуда колебаний фундамента при работе l-й машины.
При групповой установке различного типа ма шин на общем фундаменте амплитуду колебаний фундамента определяют как сумму амплитуд колебаний, вызываемых работой каждой из машин.
При установке машин на отдельно стоящих фундаментах амплитуду колебаний каждого фун дамента определяют с учетом колебаний, распро страняющихся в грунте при работе машин, уста новленных на других фундаментах. В этом случае максимальные предельно допускаемые амплитуды колебаний фундаментов аи принимают на 30 % большими.
Амплитуда вертикальных (горизонтальных) ко лебаний грунта на поверхности в точке, располо женной на расстоянии г от оси фундамента, т. е„
источника волн в грунте
f 1 , 62- 1 1 a - a° \ô [ i + ( ô - i ) 2] + ( в * + 1 ) . у Т Г 5 Г
(6.13)
где а0 — амплитуда, м, свободных или вынужден ных вертикальных (горизонтальных) колебаний фундамента, т. е. источника волн в грунте СНиП 2-19-79; rred — приведенный радиус подошвы фун
дамента, м,
r red = У Ш : ô = r <r red-
Частоту волн, распространяющихся в грунте, принимают равной частоте колебаний фундамента машины.
В свайных фундаментах машин расчет несущей способности свай из условия сопротивления грун та основания производят на действие расчетных статических нагрузок с учетом дополнительных коэффициентов условий работы ус1, принимаемых
равными для висячих свай 0,8, для свай-стоек 1; и коэффициентов условий работы грунта основа ния ус2, принимаемых равными 0,7 при прореза
нии висячими сваями рыхлых песков любой круп ности и влажности, мелких и пылеватых водона сыщенных песков и глинистых грунтов с конси стенцией ÎL > 0,6. В случае опирания висячих
свай на такие грунты несущую способность их определяют по результатам испытаний динамиче ской нагрузкой. Для всех остальных видов и со стояний грунтов, а также для свай-стоек ус2 = 1.
Расчет свайных фундаментов машин на колеба ния производят по тем же формулам, что и для фундаментов на естественном основании, но вмес то характеристик масс и жесткостей тп, 0, 0 О,
kZi |
вводят соответствующие им значения т пр, |
|
0 пр> ®0пР’ w |
/гФпр> определение которых при- |
ведено в СНиП 11-19-79.
6.2.Машины
свращающимися частями
Указания по |
проектированию. |
Задание |
на |
проектирование |
кроме данных, |
указанных |
в |
п. 6.1, содержит следующие материалы: |
|
схему действующих на фундамент нормативных статических нагрузок от неподвижных и вра щающихся частей машины с указанием значений нагрузок и координат точек приложения;
данные о нормативных значениях нагрузок от момента короткого замыкания генератора и от тяги вакуума в конденсаторе и координаты точек их приложения;
схему расположения и нормативные нагрузки от вспомогательного оборудования;
схему площадок, опирающихся на оборудова ние, и данные о значениях нагрузок от них;
данные для определения нормативных монтаж ных нагрузок;
схему расположения горячих трубопроводов и данные о температуре наружной поверхности их изоляции.
Компоновочные и конструктивные решения. Фундаменты под машины с вращающимися частя ми проектируют рамными, стенчатыми и массив
ными. Фундаменты рамного типа состоят из ряда поперечных рам, опирающихся на нижнюю плиту или ростверк, связанных поверху продольными балками; вместо продольных балок и поперечных ригелей рам допускается устраивать плиту, фун даменты стенчатого типа выполняют в виде попе речных или продольных стен, опирающихся на нижнюю плиту и связанных между собой поверху ригелями или плитой; массивные — в виде сплош ного массива с необходимыми выемками, колодца ми, отверстиями для расположения частей ма шины.
Тип фундамента определяется, прежде всего, условиями компоновки машины. Если она уста навливается на уровне пола первого этажа бесподвального здания и не имеет вспомогательных устройств, устанавливаемых под ней, а также ком муникаций, подводимых к ней снизу, то фунда мент проектируют массивным. В остальных слу чаях выбирают наиболее экономичный. При этом, если линейные размеры фундаментов превышают 2...3 м, их рекомендуется выполнять рамными железобетонными сборными или сборно-монолит ными: нижняя часть, опирающаяся на грунт,— монолитная плита, колонны сборные, верхнее строение в зависимости от условий опирания ма шины. Стенчатые или массивные фундаменты вы полняют сборно-монолитными.
Элементы рамных фундаментов проектируют прямоугольного или таврового сечения.
С целью упрощения конструктивной схемы рамного фундамента необходимо:
соблюдать симметрию фундамента относительно вертикальной плоскости, совпадающей с осью вала машины;
располагать ригели поперечных рам симметрич но по отношению к осям колонн;
стремиться не допускать эксцентричного нагру жения ригелей и балок, сводя до минимума кру тящие моменты относительно их осей;
проектировать верх фундамента без уступов пег высоте;
принимать вылеты консолей минимальных раз меров; при этом высота опорного сечения консол» не менее 0,75 ее вылета;
предельно уменьшать количество выемок, гнезд и скосов.
Стенчатые фундаменты проектируют преиму щественно с поперечными стенами, расположен ными под подшипниками машины. Конструкции верхней части фундамента должны быть связаны* между собой и с нижней плитой жесткими узлами (соответствующим армированием узлов сопряже ний). Толщину нижней фундаментной плиты при нимают не менее рабочей высоты сечения колон» поперечных рам (для рамных фундаментов) или не менее толщины любой из стен (для стенчатых).
В фундаментах под турбовоздуходувки не до пускается устройство каналов для воздуха не посредственно в теле фундамента.
Элементы верхнего строения фундаментов не допускается связывать с конструкциями здания. В виде исключения на них можно опирать вклад ные участки перекрытий и площадки для обслу живания машин с прокладками из изолирующих материалов под опоры балок. В случае необходи мости на нижние плиты фундаментов под машины допускается опирать колонны обслуживающих площадок и перекрытия над подвалом.
При устройстве под всем машинным залом об щей фундаментной плиты допускается на этой плите возводить рамные фундаменты под ма шины.
Для фундаментов машин с более, чем 1000 об/мин, расчет колебаний можно не производить. Расчет колебаний фундаментов всех видов машин с вращающимися частями сводится к определению максимальной амплитуды горизонтальных (по перечных) колебаний верхней плиты рамных фундаментов, или верхней грани стенчатых и массивных.
Т а б л и ц а 6.2. Коэффициент динамичности г) (СНиП П-19-79)
|
Нагрузки |
|
Число оборотов ма |
|
горизонталь |
шины п в 1 мин |
вертикальные |
|
|
ные |
Свыше 1500 |
10 |
2 |
От 1500 до 500 |
6 |
2 |
Менее 500 |
3 |
2 |
П р и м е ч а н и е . |
Для турбомашин |
мощностью бо |
лее 25 тыс. кВт коэффициент Т) уменьшают в 2 раза.
Расчет прочности элементов конструкций рам ных фундаментов выполняют на действие стати ческих и динамических расчетных нагрузок. При определении расчетной динамической нагрузки по формуле (6.3) значение коэффициента надеж ности по нагрузке у^ = 4 для всех машин, кроме
тех, у которых имеются также возвратно-посту пательные массы; для них yf = 1,3. Коэффициент
динамичности для рамных фундаментов под ма шины приведен в табл. 6.2. Нормативные динами ческие нагрузки от машин с вращающимися час тями принимают по данным задания на проекти рование, при отсутствии таковых по формуле:
|
|
т |
|
= |
= |
i=l |
<6Л4> |
|
|
|
где Fvn — нормативная динамическая вертикаль ная нагрузка; Fhn — нормативная динамическая
горизонтальная нагрузка; Gi — вес каждого из т роторов машины; р, — коэффициент пропорцио нальности (табл. 6.3).
Расчетные динамические нагрузки от машин, соответствующие максимальному динамическому воздействию машины на фундамент, принимают сосредоточенными и приложенными к элементам, поддерживающим подшипники на уровне осей этих элементов.
Динамические нагрузки от машины передаются на фундамент по площадкам опирания подшип ников или корпусов машины, в которые встроены подшипники. Вертикальную составляющую дина мической нагрузки считают действующей по вер тикальной оси подшипника или, если ось подшип ника значительно смещена от опорной площад ки,— по центру последней.
Горизонтальная составляющая динамической нагрузки независимо от высоты расположения оси вращения ротора машины принимается дейст вующей на фундамент на уровне осей ригелей и балок элементов фундамента, поддерживающих
подшипники или корпуса машины, в которые они встроены.
Если размеры опорной площадки в направле нии действия силы значительно меньше пролета поперечного ригеля, поперечная горизонтальная составляющая динамической силы принимается на уровне оси вращения машины.
Для фундаментов турбомашин расчетная дина мическая нагрузка в продольном направлении равна 0,5 той же нагрузки в поперечном горизон тальном направлении; для остальных машин с вращающимися частями продольная нагрузка равна нулю.
Расчетные нагрузки на фундаменты турбома шин, соответствующие моменту короткого замы кания и тяги вакуума в конденсаторе, равны нор мативным значениям, указанным в задании на проектирование, с коэффициентами надежности по нагрузке у^ и динамичности т], равными при
расчете на действие момента короткого замыкания = 1 и ц = 2, а при расчете на действие тяги
вакуума в конденсаторе у^ = 1,2 и rj = 1.
Расчетное усилие от тяги вакуума в конденса торе возникает только при гибком присоединении конденсатора к турбине
SD= ЮЛ,
где А — площадь поперечного сечения соедини тельной горловины конденсатора с турбиной; 10 — усилие тяги вакуума на 1 м2 сечения трубо провода.
Т а б л и ц а 6.3. Коэффициент пропорциональности р для различных машин (СНиП И -19-79)
|
Вид машины |
Коэффициент |
|||||
|
пропорциональности ц |
||||||
Турбомашины |
|
|
0,2 |
|
|
||
Электрические с числом |
|
|
|
|
|||
оборотов в |
1 |
мин: |
|
0,2 |
|
|
|
свыше 750 |
|
|
|
|
|||
от 750 до 500 |
|
0,15 |
|
||||
менее |
500 |
(d — диаметр |
|
0,1 |
|
|
|
Центрифуги |
|
|
|
|
|||
ротора, |
м, |
п — число обо |
( |
п |
W |
а |
|
ротов в |
1 |
мин) |
\ юоо ; |
||||
Центробежные насосы |
1 |
0,15 |
|
||||
Дымососы |
и |
вентиляторы |
^2 |
V |
|
||
°’8 |
юоо Г ’ ноне |
менее 0,2
При определении расчетных значений усилий в элементах фундаментов машин с вращающимися частями в каждое отдельное сочетание включают только одну из нагрузок, соответствующих дина мическому воздействию машин,— вертикальную или горизонтальную. В расчетах фундаментов под турбомашины в любое из этих сочетаний вво дят дополнительно тягу вакуума в конденсаторе.
Сочетание, в которое входит момент короткого замыкания, является особым. Нагрузки, соот ветствующие динамическому воздействию маши ны, относятся к категории кратковременных. При расчете фундаментов машин на особое сочетание нагрузок расчетные значения кратковременных
нагрузок или соответствующие им усилия умно жают на коэффициент сочетаний пс — 0,8.
Монтажную нормативную нагрузку на верхней плите фундамента принимают по заданию на проектирование, но не менее 20 кПа; коэффициен ты у£ = 1,2 и г) = 1.
Расчетные значения амплитуд колебаний долж ны быть не более предельно допустимых, устанав ливаемых в задании на проектирование, а при их отсутствии — по табл. 6.4.
Амплитуды горизонтально-крутильных коле баний верхней плиты рамных фундаментов, м,
ахф = ах + |
(6Л6) |
где h — расстояние от центра тяжести верхней плиты до оси наиболее удаленного подшипника машины, м; ах — амплитуда горизонтальных ко лебаний центра тяжести верхней плиты;
a^ — амплитуда (угол поворота), рад, враща
тельных колебаний верхней плиты относительно вертикальной оси, проходящей через ее центр тяжести;
(6.18)
- M if
I
со = 0,105д — круговая частота вращения маши ны, с- 1 ; axs, a^s — соответственно перемещение,
м, и угол поворота, рад, центра тяжести верхней плиты при статическом действии нагрузки
ах& |
(6.19) |
atys |
F hh |
(6 |
.20) |
||
|
|||||||
Fh — расчетное |
значение |
горизонтальной |
|
со |
|||
ставляющей динамической |
нагрузки; k bx, k b^ |
— |
коэффициенты жесткости конструкции фундамен та с учетом упругости основания соответственно в горизонтальном направлении, перпендикулярном оси вала машины, и при повороте в горизонталь ной плоскости; |ф — коэффициенты относи
тельного демпфирования системы фундамент — грунт; со*, Щф — круговые частоты горизонталь
ных и вращательных колебаний фундамента отно сительно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести верхней плиты;
kbx = - |
h2 |
(6. 21) |
km + - xjot
1 |
(6.22) |
|
1 |
||
|
||
k^tot |
|
где k Xt &ф, &ф — коэффициенты жесткости основа
ния соответственно при упругом равномерном kx и неравномерном сдвиге и неравномерном сжа
тии &ф — по (6.9)...(6.11); h — высота фундамен
та, м; k x tot — сумма коэффициентов жесткости
всех поперечных рам фундамента в горизонталь ном направлении, перпендикулярном оси вала* машины,
Ktot = £ Kt* |
(6.23> |
;=1
п — число рам; k^ tot — сумма коэффициентов
жесткости всех поперечных рам при повороте верхней плиты в горизонтальной плоскости отно сительно ее центра тяжести, Н • м;
п
Н м = £ Н еЬ |
(6.24> |
i= l
ei — расстояние от плоскости поперечных рам до центра тяжести верхней плиты, м.
Та б л и ц а 6.4. Предельно допускаемые амплитуды колебаний (СНиП 11-19-79)
Число оборотов машины |
Максимальные пре |
||
дельно допускаемые |
|||
в |
1 мин. п |
амплитуды |
колебаний1 |
|
|
ац, |
мм |
1000 до |
750 |
0,1 |
|
Менее 750 до 500 |
0,15 |
||
Менее 500 |
0,2 |
|
|
Коэффициенты жесткости |
одноэтажных попе |
||
речных рам с жесткими узлами |
|
||
|
\2Еь1ы {\ + Sk£) |
(6.25) |
|
|
ь -------------------------- — |
||
|
Щ (2 + |
3k.) |
|
где
h,, • l „
(6.26)
l. ■/,hi
Еь — модуль упругости материала рам верхнего строения, Н/м , Ihi, 1Ы — моменты инерции пло
щади поперечных сечений соответственно колон ны и ригеля рамы, м4; hг*, k — соответственно рас четные высота колонны и пролет ригеля i-й по
перечной |
рамы, м. |
|
|
|
Коэффициенты относительного демпфирования |
||||
системы фундамент — грунт: |
|
|||
ibx |
Kbx |
kx |
■l — |
(6.27> |
|
|
S(p |
2kx,tot ) |
|
|
|
^ |
Kb |
(6.28> |
|
|
|
||
где |
èx> |
и |ф — коэффициенты относительного* |
демпфирования для горизонтальных %х и враща тельных колебаний и |ф фундамента на грунте;,
у — коэффициент поглощения энергии при коле баниях (для железобетона равный 0,1).
Круговые частоты |
колебаний |
|
фундамента: |
|
« ' - i |
f |
h i - |
* |
(6.29) |
/ |
т |
|
||
|
f |
kH |
|
(6.30) |
|
|
|
|
V ^*ф