Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)


 

 

 

 



Основы проектирования и контроля фундаментов и опор



При изготовлении и приемке новых фундаментов под оборудова­ние, а также при анализе возможности использования фундаментов, на которых ранее (например, до реконструкции цеха) уже было уста­новлено оборудование, подлежащее замене или модернизации, может возникнуть необходимость проверки их соответствия определенным требованиям, например, допустимым геометрическим, высотным от­клонениям их элементов; устойчивости к опрокидыванию и скольже­нию; устойчивости против резонанса и вибрации.

При проектировании фундаментов определяют их размеры в пла­не (опорную площадь основания) (рис. 4.3), координаты расположе­ния колодцев под анкерные болты, уступов, каналов и т. п. под кон­структивные элементы оборудования, трубопроводы и др., общую высоту и высоту заглубления фундамента в грунте.

Рис. 4.3. Расчетная схема при проектировании фундамента

Опорную площадь основания фундамента определяют предвари­тельно с учетом размеров оборудования в плане и окончательно — с учетом нагрузки на грунт и категории грунта.

Соответствие опорной площади основания нового или существу­ющего фундамента /"общей нагрузке на грунт, равной

, (4.1)

проверяется по зависимости:

F>G/p, (4.2)

где G, Gф, Go, GM — соответственно общая нагрузка на грунт, вес фун­дамента, оборудования, материалов и сырья; К— коэффициент соот­ношения весов фундамента и оборудования, принимаемый равным 0,6-1,5 для оборудования со статической и 2,0-3,0 динамической нагрузкой; р — допускаемое удельное давление на грунт, определяе­мое по табл. 4.2.

Таблица 4.2

Допускаемое давление на грунт

Вид грунта Допускаемое давление на грунт/), МПа, (кгс/см1)
Песок мелкий сухой плотный 0,35(3,5)
Песок мелкий влажный плотный 0,2-0,3(2-3)
Супесок сухой средней плотности 0,2(2,0)
Супесок влажный средней плотности 0,15(1,5)
Глина в пластическом состоянии 0,1-0,25(1,0-2,5)

Соответствие действительной высоты фундамента (hд) требуемой (hт) проверяют путем их сравнения, причем (hт) определяют по фор­муле

где — удельный вес материала фундамента; Gф = Go × К— согласно формуле (4.1).

Проверка фундаментов на устойчивость выполняется путем срав­нения расчетного Кур и допустимого Куд коэффициентов устойчивос­ти, т. е.

При этом значение Куд > 1,8—2,0.

Расчетный коэффициент устойчивости определяется по выражению

где Мук, Мок — соответственно моменты устойчивости и опрокидыва­ния фундамента относительно его k-го ребра (см. рис. 4.1), равные

где lm — длина ребра m, перпендикулярного k-му ребру; — со­ответственно, суммарные усилия, воспринимаемые фундаментом со стороны оборудования в направлении вертикальной оси Z и оси, пер­пендикулярной k-му ребру фундамента; Мj — крутящий момент, дей­ствующий на фундамент со стороны оборудования относительно оси, параллельной k-му ребру.

Проверку фундамента против скольжения определяют путем со­поставления силы Руд, удерживающей его от скольжения по грунту, и силы Рсд, стремящейся сдвинуть его, по условию:

где Ксд — коэффициент запаса на сдвиг фундамента, принимаемый в пределах 2,0—2,5; Руд — сила, удерживающая фундамент от скольже­ния, равная:

где Pz — сила, сдвигающая фундамент, равная равнодействующей всех усилий, действующих в плоскостях, параллельных плоскости сдвига; f— коэффициент трения подошвы фундамента по грунту, принимае­мый для сухого грунта равным 0,5, мокрого — 0,3, а при наличии виб­рации фундамента — 0,2.

Устойчивость фундаментов против резонанса проверяется путем расчета и сопоставления частот колебаний, возбуждаемых оборудова­нием (вынужденных колебаний) fв и частот собственных колебаний fc станины, фундамента и грунта, на котором он установлен. Частоты вынужденных и собственных колебаний должны отличаться более чем в 2,5 раза.

С целью снижения величины и частоты динамических сил, пере­даваемых виброактивной системой (машиной) на другую, защищае­мую от вибрации систему, оборудование подлежит виброизоляции посредством виброизоляторов. На практике получили распростране­ние следующие виброизоляторы;

а) в виде отдельных опор: пружинные виброизоляторы, основным рабочим элементом которых являются одна или несколько стальных винтовых цилиндрических или конических пружин (параллельно с пружинами иногда устанавливают демпферы колебаний); резиновые или резинометаллические виброизоля­торы, основным рабочим элементом которых является резино­вое тело, нередко имеющее сложную форму; пневматические виброизоляторы, обычно регулируемые; виброизоляторы из тонкой прессованной стальной проволоки («металлическая ре­зина»);

б) слоя упругого материала, укладываемого между машиной и фундаментом;

в) пола на упругом основании — обычно применяется при уста­новке оборудования на перекрытиях зданий.

Для оценки эффективности виброизоляции используются различ­ные критерии, наиболее важный из которых называют виброизоля­цией (ВИ). Для гармонического процесса колебаний этот критерий определяется соотношением:

В выражении (4.10) Vфж и Vфв представляют собой: при установке машины на виброизоляторах — амплитуды колебательной скорости фундамента машины в характерных точках (или усредненные по нему) соответственно при жестком креплении машины и через виб­роизоляторы; при применении пола на упругом основании — сред­ние значения колебательной скорости несущей плиты перекрытия при жестком креплении машины к ней и при жесткой установке ма­шины на полу на упругом основании; при одновременном примене­нии пола на упругом основании и виброизоляторов — средние значе­ния колебательной скорости несущей плиты перекрытия при жестком креплении машины к ней и после установки машины на виброизо­ляторах и полу на упругом основании.

При «абсолютно жестком» фундаменте, когда Vфв = Vфж = 0, виб­роизоляцию определяют также соотношением:

где Fфж Fфв — амплитуды динамических сил, передаваемых на фунда­мент при жесткой и виброизолированной установке машины на него.

Используют также методы расчета, а затем сравнения, критерия виброизоляции через импедансы машины, фундамента, виброизоля­ции и характеристические коэффициенты четырехполюсника (маши­ны, виброизоляторы, элементы, представленные массами, рассмат­риваются как механические четырехполюсники).

Размеры колодцев (отверстий) под фундаментные (анкерные) бол­ты должны соответствовать типу болтов и условию их прочного за­крепления в фундаменте.

При определении глубины колодца можно руководствоваться сле­дующими данными: нижняя точка болта должна находиться от подо­швы фундамента на расстоянии не менее 100-150 мм; глубина заделки в бетон болта прямого примерно должна быть равной 20—30 его диаметрам, болта изогнутого (с крюком на конце) равной 15-20 диа­метрам, съемного болта с анкерными плитами — 400-500 мм.

Перед началом монтажа фундаменты должны отвечать определен­ным требованиям, нормам точности для установки и крепления на них оборудования. Точность закладки фундаментных болтов опреде­ляется установочным чертежом рамы тормозного стенда для размет­ки колодцев под фундаментные болты (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Установочный чертеж тормозного стенда

 

Допустимые отклонения элементов фундаментов от проектных значений представлены в табл. 4.3—4.5.

Различают два способа установки оборудования на фундамент — без подливки раствором и с подливкой раствором.

Так, фундаменты под оборудование, устанавливаемое без последу­ющей подливки раствором, должны сооружаться на полную проект­ную отметку и сдаваться под монтаж с выверенной поверхностью.

Способ установки оборудования на фундамент «с подливкой ра­створом» заключается в том, что оборудование предварительно вы­ставляется над готовым основным фундаментом на временных мон­тажных опорах, выверяется на горизонтальность и вертикальность,

Таблица 4.3

Допустимые отклонения элементов сборных железобетонных

фундаментов и оснований

Наименование показателя, отклонения Допуск, мм
Высотных отметок верхних опорных поверхностей элементов фундаментов от проектных -10
Высотных отметок дна стаканов фундаментов от проектных -20
Осей фундаментных болтов и стаканов фундаментов относительно разбивочных осей

Таблица 4.4

Допустимые отклонения элементов монтажных бетонных

и железобетонных фундаментов

Наименование показателя, отклонения Допуск, мм
Верхних поверхностей от горизонтали на всю плоскость ±20
Вертикальных поверхностей от вертикали и линий их пересечения по всей высоте ±20
Осей фундаментных болтов, расположенных: внутри контура опоры монтируемого элемента вне контура опоры монтируемого элемента 5 10

 

Таблица 4.5

Допустимые отклонения элементов фундаментов под технологические

металлоконструкции и положения анкерных болтов

Наименование показателя, отклонения Допуск, мм
Установочных поверхностей на фундаменте, возведенном до проектной отметки: по высоте уклону на 1 м ±5 1
Верхней поверхности выверенной и подлитой стальной плиты; по высоте уклону на 1,5 м ±1,5 1
Осей фундаментных болтов, расположенных: внутри контура опоры монтируемого элемента вне контура опоры монтируемого элемента 5 10
Высотных отметок торцов фундаментных болтов +20
Длины резьбы фундаментных болтов +30

 

наживляются гайки на фундаментные болты, устанавливается опа­лубка. Затем производится подливка раствором бетона фундамента и после его застывания — окончательная затяжка гаек фундаментных болтов.

Для способа «с подливкой раствором» верхняя плоскость фунда­мента выполняется на 50—80 мм ниже проектной отметки опорной поверхности или выступающей части монтируемых изделий. На ри­сунке 4.5 изображена схема установки оборудования на фундамент по способу «с подливкой раствора».

Рис. 4.5. Схема установки оборудования на фундамент по способу «с подливкой раствора»:

1 — опора оборудования; 2 — слой подливки раствора бетона; 3 — основной фундамент; 4 — фундаментный болт

 


Просмотров 2938

Эта страница нарушает авторские права



allrefrs.ru - 2023 год. Все права принадлежат их авторам!