Материал: Справочник проектировщика инженерных сооружений.

т \

—т]—

Рис. 5.13. Деталь опирания сборных лотков на перегородочные панели:

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.

6.1. 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.;

г данные об инженерно-геологических условиях

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.

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,

Коэффициент упругого равномерного сдвига, Н/м3,

Коэффициент упругого неравномерного сдвига, Н/м3,

(6.7)

Коэффициенты жесткости для естественных ос­ нований:

при упругом равномерном сжатии, Н/м,

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.).

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

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.

при упругом равномерном сдвиге, Н/м,

при упругом неравномерном сдвиге — повороте подошвы фундамента относительно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента, Н/м,

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„