книги / Справочник проектировщика инженерных сооружений

облицовку из штучных керамических материа­ лов в условиях слабых механических воздейст­ вий и большой интенсивности воздействия про­ ливов; /

окраску маслостойкими красками в условиях слабых механических воздействий и при малой интенсивности воздействия проливов;

бетон повышенной плотности при слабоагрес­ сивной степени воздействия.

Полости в фундаментах под моталки, разматыватели, транспортеры и другие участки, эксплуа­ тируемые в условиях интенсивного воздействия проливов масла и имеющие сложную конфигу­ рацию, а также лотки и приямки, где происходит скопление проливов масла и эмульсии, как пра­ вило защищают листами углеродистой стали. При этом вертикальные поверхности полостей обли­ цовывают на высоту 0,5 м, а выше — окрашивают эпоксидными материалами. В лотках и приямках допускается также применение облицовки из ке­ рамической плитки на эпоксидной замазке.

6.6. Дробилки

Задание на проектирование фундаментов под дробилки кроме материалов, приведенных в п. 6.1, должно содержать следующие характе­ ристики машин:

нормативное значение горизонтальной и верти­ кальной составляющих равнодействующей дина­ мических нагрузок и их места приложения соот­ ветственно относительно верхней грани фунда­ мента под дробилки и вертикальной оси, проходя­ щей через центр тяжести дробильной установки;

рабочее число оборотов в минуту вала эксцент­ рика для конусных дробилок или главного вала для других видов дробилок;

нормативное значение веса вращающихся час­ тей; количество и нормативное значение веса мо­ лотков, расстояние от оси вращения до центра тяжести молотка для молотковых дробилок;

ширина входной щели для щековых или ниж­ ний диаметр дробящего конуса для конусных (гирационных) и диаметр ротора для молотковых дробилок;

нормативное значение полного веса корпуса дробилок, веса заполнения.

Фундаменты под дробилки проектируют моно­ литными или сборно-монолитными; монолитные — преимущественно стенчатые, состоящие из двух стен, жестко заделанных в нижнюю плиту, а также верхней плиты, или двух верхних попе­ речных ригелей; сборно-монолитные — стеночные или рамные с нижней плитой и верхними ригеля­ ми из монолитного железобетона. Фундаменты под дробилки высотой менее 5 м рекомендуется •проектировать массивными или стенчатыми.

Групповые фундаменты под несколько дроби­ лок предусматривают: при одноярусном располо­ жении дробилок — стенчатыми или рамными, при двухили трехъярусном — стенчатыми. Группо­ вые фундаменты при двухъярусном расположении дробилок с установкой в верхнем ярусе дробилок с расчетной горизонтальной составляющей возму­ щающих сил менее 30 кН рекомендуется проекти­ ровать рамными.

Подошва фундаментов под конусные дробилки квадратная, под остальные — прямоугольная,

вытянутая в направлении действия динамических нагрузок. Толщина нижней плиты фундаментов не менее 0,7 толщины стен для стенчатых фунда­ ментов и не менее наименьшего размера сечения колонн рамы для рамных. Толщина стен стенча­ тых фундаментов должна быть не менее 600 мм.

Армирование фундаментов под дробилки выпол­ няют согласно указаниям, приведенным в п. 6.1. Для общего конструктивного армирования стен­ чатых фундаментов применяют сетки из стержней диаметром 12... 16 мм с шагом в обоих направле­ ниях соответственно 200...300 мм. Нижнюю плиту армируют двумя горизонтальными сетками (ниж­ ней и верхней); стены — сетками, располагаемы­ ми у поверхности стен; ригели — в соответствии с их расчетом (как балки). В рамных фундаментах рамы армируют по расчету, нижнюю плиту — конструктивно.

В фундаментах под дробилки устанавливают дополнительную арматуру в элементах фунда­ мента, ослабленных отверстиями, выемками и т. д. При расчете фундаментов определяют наиболь­ шую амплитуду горизонтальных колебаний верх­ ней грани фундамента, проверяют среднее ста­ тическое давление на основание, а также проч­ ность конструкций фундаментов.

Расчет колебаний фундаментов под дробилки выполняют по формулам (6.1)...(6.31) для рамных фундаментов и по формулам (6.32)...(6.45) для массивных и стенчатых. Определение амплитуды горизонтальных колебаний верхней грани мас­ сивных фундаментов под щековые и конусные (гирационные) дробилки допускается произво­ дить по приближенной формуле

Fh ( Pi — Г 1 ] (1 + и • pi)

Обозначения те же, что и в формулах (6.32)...

(6.45). Расчет колебаний фундаментов под конус­ ные дробилки с подошвой прямоугольной формы производят в плоскости, совпадающей с направ­ лением меньшего размера подошвы.

Неуравновешенные силы инерции, возникаю­ щие при работе большинства щековых дробилок, относительно невелики, вследствие чего произво­ дить расчет фундаментов под них на колебания необходимо при установке мощных машин весом от 500 кН и более. Амплитуды колебаний под вал­ ковые дробилки можно не определять. При на­ значении размеров фундаментов под дробилки без расчета на колебания во избежание проявле­ ния недопустимых вибраций площадь подошвы фундамента принимают на 30...40 % больше пло­ щади, занимаемой основанием верхнего строения.

Максимальная предельно допускаемая ампли­ туда колебаний фундаментов под дробилки 0,3 мм*

Рамные фундаменты под дробилки рассчитыва­ ют по прочности на действие веса всех элементов установки с учетом веса заполнения и силы F, заменяющей динамическое действие машины. Значение F определяют по формуле (6.3), в кото­ рой принимают для щековых и конусных дроби­ лок коэффициент надежности по нагрузке у^ —

= 1,3, коэффициент динамичности т) = 1,2; для молотковых дробилок у^ = 4, г) — 1; норматив­

ное значение динамической нагрузки устанавли­ вают по заданию на проектирование.

6.7.Мельничные установки

Взависимости от отношения длины барабана к его диаметру мельницы подразделяют на два ти­ па: с коротким барабаном (стержневые, шаровые, рудно-галечные и др.) и трубчатые.

Задание на проектирование фундамента под мельничные установки кроме данных, приведен­ ных в п. 6.1, должно содержать следующие ха­ рактеристики:

наименование системы мельницы и ее размеры (длина и диаметр барабана);

направление вращения барабанов мельницы; расстояние от оси вращения барабанов мельни­

цы до верхней грани фундамента; полный вес корпуса мельницы и вес заполне­

ния; значение и координаты точек приложения всех

статических нагрузок, передаваемых на фунда­ мент мельницей (с загрузкой), редуктором и мо­ тором.

Фундаменты под мельничные установки проек­ тируют монолитными или сборно-монолитными; под трубчатые мельницы — в виде ряда попереч­ ных по отношению к оси мельницы П-образных рам, опирающихся на отдельные железобетонные плиты; под мельницы с коротким барабаном — в виде общих массивных плит с поперечными сте­ нами или рамами для опирания частей машин.

Для уменьшения уровня вибраций рамные фун­ даменты под отдельные мельницы поверху объеди­ няют общей железобетонной плитой. При проек­ тировании фундаментов из монолитного железо­ бетона допускается проектировать опоры трубча­ тых мельниц в виде поперечных стен на отдель­ ных плитах.

При скальных и крупнообломочных грунтах до­ пускается опирать стены, поддерживающие части мельниц с коротким барабаном, на отдельные плиты. Установка двигателя и редуктора мельниц на разных фундаментах, не связанных жестко между собой, не допускается.

При проектировании фундаментов под трубча­ тые мельницы необходимо выполнять следующие требования:

толщина каждой поперечной стены или рамы не менее V3 поддерживаемой ею площадки и не менее 0,8 м;

в рамных фундаментах отношение длины риге­ ля в свету к наименьшему из поперечных разме­ ров не более 2, отношение длины стойки к наи­ меньшему из ее поперечных размеров — не бо­ лее 4;

толщину нижних плит определяют по расчету их на прочность и назначают не менее толщины стен или рам.

Фундаменты под мельничные установки арми­ руют в соответствии с указаниями, приведенными в п. 6.1. При этом общее конструктивное армиро­ вание массивных и стенчатых фундаментов — сет­ ками из стержней диаметром 12... 16 мм с шагом в обоих направлениях соответственно 200...

300 мм; верхняя часть рамных фундаментов под трубчатые мельницы — по схеме армирования жестких рам.

Расчет колебаний фундаментов под мельничные установки производят на действие случайной динамической нагрузки, вызываемой движением заполнителя в барабане.

Амплитуды горизонтальных колебаний верх­ ней грани массивных и стенчатых фундаментов мельничных установок от действия случайной динамической нагрузки

где V — интенсивность случайной нагрузки, Н • cv*;

(6.84>

а — коэффициент, зависящий от типа мельни­ цы, принимаемый:

для стержневых мельниц а = 0,015; для ос­ тальных типов мельниц а — 0,001; h0 — расстоя­ ние от центра тяжести установки до оси враще­ ния барабана мельницы, м; т1 — масса загрузки барабана мельницы, кг; о) — круговая частота

вращения барабана, c—1; d — диаметр барабана, м; coj 2 — главная собственная частота установки*

с-1; %> —коэффициенты относительного демп­

фирования соответственно для горизонтальных и вращательных колебаний; остальные обозначе­

где h — расстояние от центра тяжести верхней части фундамента до оси наиболее удаленного подшипника мельницы, м; ах и а^ — амплитуды

соответственно горизонтальных колебаний верх­ ней плиты, м, и вращательных колебаний относи­ тельно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести плиты, рад;

где е — расстояние в плане от центра тяжести верхней части фундамента до середины длины барабана, м; остальные обозначения см. в (6.21), (6.22), (6.27)...(6.30), (6.86).

Собственная круговая частота колебаний фун­ даментов мельниц должна отличаться не менее чем на 25 % от собственной круговой частоты крутильных колебаний вала электродвигателя

няющего ротор двигателя с приводной шестер­ ней, Н • м/рад; i — передаточное число зубчатой пары (шестерни и зубчатого венца барабана).

Максимальная предельно допускаемая ампли­ туда колебаний фундаментов под мельничные установки принимается равной 0,1 мм.

Расчет прочности элементов конструкций фун­ даментов под мельницы производят с учетом дей­ ствия следующих нагрузок:

расчетного значения веса элементов конструк­ ций и частей мельницы с учетом веса заполнения; горизонтальной составляющей расчетной дина­ мической нагрузки F, приложенной к данной опо­ ре и определяемой по формуле (6.3>, в которой зна­ чения коэффициентов надежности по нагрузке и динамичности принимают соответственно у^ =

= 1,3 и т] = 1, a Fn принимают равной: для труб­ чатых мельниц 0,2GM; мельниц с коротким ба­ рабаном 0,1GM где GM— часть нормативного значения веса мельницы (без мелющих тел и заполнения), приходящаяся на данную опору.

6.8.Металлорежущие станки

Всостав задания на проектирование фундамен­ тов под металлорежущие станки, кроме материа­ лов, приведенных в п. 6.1, должны входить сле­ дующие материалы:

чертеж опорной поверхности станины станка с указанием опорных точек, способов установки

икрепления станка на фундаменте, расположения

иразмеров фундаментных болтов, закладных деталей, а также выемок, каналов и шахт, необ­ ходимость в которых вызывается конструкцией станка и условиями его монтажа и обслужи­ вания;

данные о нормативных значениях нагрузок на фундамент: для станков весом до 100 кН — общий

вес станка, более 100 кН — схему расположения и нормативные значения статических нагрузок, передаваемых на фундамент;

данные о максимальных предельно допускае­ мых изменениях положения центра тяжести стан­ ка в результате установки тяжелых деталей и перемещения узлов станка, а также данные о максимальных предельно допускаемых значениях угла поворота фундамента относительно горизон­ тальной оси для станков, требующих ограниче­ ния упругого крена фундамента;

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

указания о необходимости и рекомендуемом способе виброизоляции высокоточных станков.

Кроме того, для высокоточных станков в особо ответственных случаях (тяжелых или в зоне ин­ тенсивных колебаний оснований) в задании на проектирование представляют данные о резуль­ татах измерений колебаний грунта в местах, предусмотренных для установки их, а также дру­ гие данные, необходимые для определения пара­ метров виброизоляции (предельно допускаемые амплитуды колебаний фундамента или предельно допускаемые амплитуды колебаний элементов станка в зоне резания и т. п.).

Станки в зависимости от веса, конструкции и класса точности устанавливают на бетонном полу цеха, на устроенных в полу утолщенных бетон­ ных лентах или на массивных фундаментах.

Станки весом до 100 кН, а при соответствующем обосновании до 150 кН нормальной и повышенной точности с жесткими и средней жесткости стани­ нами, для которых отношение l/h < 8 (где / — длина, м, h — высота сечения станины станка, м), а также высокоточные, виброизоляцию которых допускается осуществлять при помощи упругих опор, расположенных непосредственно под ста­ ниной станка, устанавливают на полу; станки весом до 300 кН допускается устанавливать на утолщенные бетонные ленты, устраиваемые в полу. На специально проектируемых фундамен­ тах располагают станки следующих видов:

снежесткими станинами с отношением l/h ^ 8

ис составными станинами, в которых жесткость обеспечивается за счет фундамента;

весом более 100 кН, размещенные в помещениях

столщиной плиты пола, недостаточной для их

установки; высокоточные, для виброизоляции которых

необходимы специальные фундаменты. Специальные фундаменты для виброизоляции

высокоточных станков помимо случаев, указан­ ных выше, проектируют, если: требуемые низкие частоты собственных колебаний станка на опо­ рах не могут быть обеспечены упругими опорами, размещаемыми под станиной; необходимо увели­ чить массу изолируемой системы для уменьшения амплитуд вынужденных колебаний, вызываемых динамическими нагрузками, действующими в станке, а также ограничить перекос станка от статических нагрузок при установке тяжелых деталей, при перемещении узлов и т. д.

При проектировании виброизолированных фун­ даментов под станки исходят из соответствующих расчетов, если они на резиновых ковриках, долж­ ны быть предусмотрены средства, обеспечиваю­ щие возможность их смены.

Высоту фундаментов под станки нормальной и повышенной точности весом до 300 кН прини-

мают по табл. 6.7; более 300 кН — из условия обеспечения необходимой жесткости станины за счет фундамента, а также из конструктивных соображений.

Станки устанавливают на одиночные и общие фундаменты. Установка точных станков на общие фундаменты допускается только в тех случаях, когда среди них нет таких, при работе которых будут возникать значительные динамические на­ грузки, вызывающие колебания с амплитудами, превышающими максимальные предельно допус­ каемые значения, указанные в задании на проек­ тирование.

Высоту общих фундаментов станков нормаль­ ной и повышенной точности определяют по ре­ зультатам расчета фундамента по прочности и жесткости с учетом минимально необходимой вы­ соты (см. табл. 6.7), обеспечивающей жесткость станины отдельных станков, а также из конст­ руктивных соображений, особенностей данного вида станка и условий его обслуживания.

Станки устанавливают без крепления и с креп­ лением фундаментными болтами.

Крепление станков фундаментными болтами требуется в таких случаях:

по условиям техники безопасности; для обеспечения совместной работы станины с

фундаментом; при динамических нагрузках от возвратно­

поступательно перемещающихся частей станка. Станки нормальной и повышенной точности можно не крепить фундаментными болтами при установке их на полу цеха или на ленточных фундаментах, если по условиям технологии воз­ можны их частные перестановки (за исключением

случаев, оговоренных выше).

Станки без крепления размещают на упругих опорах, металлических прокладках или клиньях с подливкой цементным раствором. На упругие опоры или прокладки устанавливают станки с жесткими станинами при l/h < 5, при которых без ущерба для удобства работы на станке и ка­ чества обработки деталей возможны перекосы станка от веса перемещающихся узлов, а также станки, работающие с относительно небольшими динамическими нагрузками, вызывающими амп­ литуды колебаний станины того же порядка, что и максимальные предельно допускаемые ампли­ туды гармонических колебаний на рабочих местах

впроизводственных помещениях.

Для снижения влияния источников вибрации

на устойчивость фундаментов и работу высоко­ точных станков их размещают на возможно боль­ шем расстоянии от источников сотрясений и виб­ раций. Расстояние от фундаментов под высокоточ­ ные станки до фундаментов под станки, работаю­ щие со значительными динамическими нагруз­ ками, должно быть не менее 15 м.

При проектировании фундаментов под станки, для которых требуется ограничение упругого крена фундамента, выбирают тип основания с учетом результатов расчета основания по дефор­ мациям.

При установке станков на утолщенных бетон­ ных лентах пола или на отдельных фундаментах ленты или фундаменты рассчитывают по прочности на действие расчетных статических нагрузок.

Расчет оснований фундаментов по деформациям производят в случаях ограничения углов поворо­

та фундамента; при этом допускается пренебре­ гать упругостью фундамента. Расчет углов пово­ рота фундамента производят на действие расчет­

4Вертикально- и радиально- 0,6... 1 сверлильные

5Поперечно-строгальные и 0,8... 1,4 долбежные

Пр и м е ч а н и я : I — длина фундамента, м. 2. Для агрегатных станков повышенной точности, многоопера­

ционных и с программным управлением высота фунда­ ментов должна быть увеличена на 20 %.

Расчет колебаний фундаментов под станки не выполняют, поскольку неуравновешенные силы инерции большинства типов металлорежущих станков незначительны.

Фундаменты станков армируют сетками из стержней диаметром 8... 10 мм, с квадратными ячейками размером 300 мм, которые укладывают на расстоянии 20...30 мм от верхней и нижней граней фундамента.

6.9. Фундаментные болты для крепления технологического

оборудования

Основные типы и область применения. Фунда­ ментные болты для крепления технологического оборудования по назначению делят на конструк­ тивные и расчетные (силовые). Конструктивные служат для фиксации оборудования на фунда­ ментах и для предотвращения случайных смеще­ ний. Их предусматривают для оборудования, устойчивость которого против опрокидывания, сдвига или скручивания обеспечивается собст­ венным весом. Расчетные болты воспринимают на­ грузки, которые возникают при работе техноло­ гического оборудования.

Фундаментные болты, в зависимости от способа установки, подразделяют на устанавливаемые (табл. 6.8, рис. 6.6): непосредственно в массив фундамента; в массив фундамента с изолирующей трубой; в готовые фундаменты в просверленные скважины; в колодцах.

Глухие фундаментные болты, устанавливаемые непосредственно в массив фундамента, могут вы­ полняться с отгибами, с анкерными плитами, со­ ставными с анкерными плитами. Болты с отги­ бами, наиболее простые в изготовлении, приме­ няют, если высота фундаментов не зависит от глубины заделки болтов в бетон; болты с анкер­ ными плитами, имеющие меньшую глубину за­ делки в бетон по сравнению с болтами с отгибами, применяют, если высота фундамента определяется глубиной заделки болтов в бетон.

Болты составные с анкерными плитами исполь­ зуют при установке оборудования методом пово­ рота или надвижки. В этих случаях муфту и ниж­ нюю шпильку с анкерной плитой устанавливают

вмассив фундамента во время бетонирования, а верхнюю ввертывают в муфту на всю длину резь­ бы после установки оборудования через отверстия

вопорных частях.

Болты съемные, устанавливаемые в массив фун­ дамента с изолирующей трубой, могут выполнять­ ся без амортизирующих элементов, с амортизи­ рующими элементами — тарельчатыми пружи­ нами.

Болты без амортизирующих элементов состоят из шпильки и анкерной арматуры (трубы и пли­ ты). Анкерную арматуру закладывают в фунда­ мент во время бетонирования фундамента, а шпильку устанавливают свободно в трубе после устройства фундамента. Болты с амортизирую­ щими элементами состоят из шпильки, анкерной арматуры и тарельчатых пружин, располагае­ мых в нижней части болта.

Съемные фундаментные болты без амортизи­ рующих и с амортизирующими элементами при­

а также в случаях, когда в процессе эксплуатации оборудования возможна замена болтов. Фунда­ ментные болты с амортизирующими элементами обеспечивают прочность соединения при меньших

1р

с болтами без амортизирующих элементов за счет упругих деформаций тарельчатых пружин; при этом необходимо предусматривать возможность доступа к нижней части болтов.

Болты, устанавливаемые в колодцах, допус­ кается применять только в тех случаях, когда по каким-либо причинам они не могут быть уста­ новлены в просверленные скважины.

Фундаментные болты, устанавливаемые в го­ товые фундаменты с просверленными скважина­ ми, подразделяются на прямые, закрепляемые с помощью эпоксидного клея, конические, закреп­ ляемые с помощью цементной зачеканки, распор­ ных цанг и распорных втулок, и составные с рас­ порным конусом* Болты, закрепляемые эпоксид­ ным клеем, устанавливают до и после монтажа оборудования. Болты с распорными цангами и распорными втулками позволяют вводить крепле­ ние в эксплуатацию сразу же после установки болтов в скважины. Болты составные с распорным конусом применяют только для конструктивного закрепления оборудования.

Способы опирания оборудования на фунда­ менты. В зависимости от способа опирания обору­ дования на фундамент различают три вида конст­ рукций стыков «фундамент — оборудование» (рис. 6.7).

При закреплении оборудования на фундамен­ тах преимущественно должны применяться бес­ подкладочные методы монтажа.

Опорные элементы, устанавливаемые между фундаментом и опорной частью станины оборудо­ вания, служат также для компенсации неточности размеров и отметок готовых фундаментов при установке оборудования в проектное положение.

При применении конструкции стыка вида I (см. рис. 6.7, а) монтажные и эксплуатационные нагрузки на фундамент передаются через отдель­ ные элементы, используемые как постоянные опо­ ры, подливка имеет вспомогательное назначение.

При конструкции стыков вида 2 или 3 (см. рис. 6.7, б, в) эксплуатационные нагрузки пере­ даются на фундамент соответственно через бетон­ ную подливку или через выверенную поверхность фундамента.

Толщина слоя подливки под оборудование при бесподкладочном монтаже допускается в пределах 50...80 мм. При наличии на опорной поверхности оборудования ребер жесткости зазор принимается от низа ребер.

Подливка выступает за опорную поверхность оборудования не менее чем на 100 мм, при этом ее высота должна быть больше высоты основного слоя подливки под оборудование не менее чем на 30 мм и не более толщины опорного фланца обо­ рудования.

Класс бетона или раствора при подливке обору­ дования должен приниматься не ниже класса бетона фундамента, а при бесподкладочных мето­ дах монтажа — на одну ступень выше.

Материал фундаментных болтов. Марка сталей расчетных болтов, эксплуатируемых при расчет-

ной зимней температуре наружного воздуха до —65 °С включительно, должна назначаться в соответствии с указаниями табл. 6.9. Конструк­ тивные фундаментные болты во всех случаях

Расчетные фундаментные болты для крепления оборудования изготовляют из углеродистой стали ВСтЗпс2 по ГОСТ 380—71* или из конструк­ ционной марки Ст20 по ГОСТ 1050—74**.

/ 2

Рис. 6.7. Конструкции стыков «фундамент — оборудование» с опиранием оборудования:

а — на металлические па­ кеты; б — на бетонную подливку при «беспод­ кладочном» методе монта­ жа оборудования; в — непосредственно на фун­ дамент; 1 — оборудова­ ние; 2 — металлические пакеты; 3 — бетонная под­ ливка; 4 — фундамент; 5 — регулировочные

(установочные) болты.

При расчетной зимней температуре наружного

Для крепления сосудов и аппаратов, предназна­ ченных для обработки и хранения взрывоопасных продуктов, а также для крепления аппаратов колонного типа при расчетной температуре возду­

Т а б л и ц а 6.10. Коэффициент ^учитывающий масштабный фактор (СНиП 2.09.03-86)

При расчетной температуре до —65 °С низко­ легированные марки сталей 09Г2С-8 и 10Г2С1-8 должны иметь ударную вязкость не ниже 30 Дж/см2.

Расчет фундаментных болтов. Нагрузки, дейст­ вующие на болты, по характеру воздействия под­ разделяются на статические и динамические. Раз­ мер, направление и характер действующих нагру­ зок от оборудования на болты должны быть ука­ заны в задании на проектирование фундаментов под оборудование.

Расчетное сопротивление болтов усталостному разрушению при динамических нагрузках

(6'891

где R ba — расчетное сопротивление растяжению

фундаментных болтов; Р — коэффициент концент­ рации напряжений, учитывающий снижение пре­ дела выносливости резьбового участка стержня болта, Р = 3,6; р. — коэффициент, учитывающий масштабный фактор, принимаемый по табл. 6.10.

При ограниченном числе циклов нагружения менее 5 • 106) расчетное сопротивление болтов усталостному разрушению увеличивается умно­ жением на коэффициент а, значение которого

Т а б л и ц а 6.11. Коэффициент а, учитывающий число циклов нагружения (СНиП 2.09.03-85)

приведено в табл. 6.11. Глубина заделки болтов в фундаменты для шпилек из стали марки ВСтЗ и бетона фундамента класса В10 приведена в

но не менее 8d, а для болтов, устанавливаемых на готовых фундаментах в просверленные сква­ жины и в колодцах,

табл. 6.12; т1 — отношение расчетного сопротив­ ления растяжению бетона класса В10 по проч­

ности на сжатие к расчетному сопротивлению принятого класса; т2 — отношение расчетного сопротивления металла болтов принятой марки стали к расчетному сопротивлению стали марки ВСтЗкп2.

Подбор сечения болтов производится по проч­ ности из условия нераскрытая стыка в системе «фундамент — оборудование» и проверяется на выносливость усталостному разрушению.

Площади сечения болтов (по резьбе) по проч­ ности

S v -f> xF

(6.92)

Abn= Rha

где S 0 — усилие затяжки болта, определяемое по формуле (6.96); х — коэффициент, принимае­

Съемные болты с изолирующей трубой уста­ навливать без контроля затяжки не допускается.

При динамических нагрузках площадь сечения болтов, вычисленную по формулам (6.92) или (6.93), необходимо проверить на выносливость по формуле

Площадь сечения болтов для восприятия сдви­

Усилие затяжки фундаментных болтов Sv при вертикальных статических и динамических на-

грузках

где k — коэффициент стабильности затяжки, при­ нимаемый по табл. 6.12.

Усилие затяжки болтов «S&для восприятия го­ ризонтальных (сдвигающих) сил в плоскости стыка

где Q — расчетная сдвигающая нагрузка, дейст­ вующая в плоскости стыка «фундамент — обору­ дование»; G — собственный вес оборудования; ri — коэффициент трения, принимаемый равным

0,3 при бесподкладочном способе установки обо­ рудования и 0,2 — при других способах уста­ новки; п — количество болтов.

При совместном действии вертикальных и гори­ зонтальных (сдвигающих) сил усилие затяжки принимается по суммарному ее значению.

Расчетная площадь поперечных сечений бол­ тов в зависимости от их диаметра приведены в табл. 6.13.

При групповой установке болтов расчетная нагрузка F, приходящаяся на один болт, должна определяться для наиболее нагруженного болта по формуле

где G — собственный вес оборудования; М — расчетный опрокидывающий момент от оборудо­ вания; уг — расстояние от оси поворота до наибо­

при этом учитывают как растянутые, так и сжатые болты. Ось поворота оборудования допускается принимать проходящей через центр тяжести опорной поверхности оборудования.

Основные требования к установке фундамент­ ных болтов. Глухие болты с отгибами и анкер­ ными плитами, а также анкерную арматуру съем­ ных болтов устанавливают в фундамент до бето­ нирования на специальных кондукторах, строго фиксирующих и обеспечивающих проектное по­ ложение болтов и анкерной арматуры при бето­ нировании фундамента. В фундаментах под ос­ новное оборудование прокатных, трубных и

других цехов с большими размерами в плане, имеющих значительную глубину и размеры фун­ даментных болтов, кондукторные устройства рекомендуется осуществлять сборно-разборными стальными или железобетонными с учетом воз­ можного использования их для других фундамен­ тов. Кондукторные устройства разрабатываются в проекте производства работ с учетом способа укладки бетона.

Рис. 6.8. Установка гнутых болтов в фунда­ мент.

При расположении глухих болтов с отгибами у края фундамента отогнутый конец болта необ­ ходимо ориентировать в сторону массива, а при расположении в углах — по биссектрисе.

В местах, где нижние концы фундаментных бол­ тов могут попасть в пустоты фундамента (проемы, тоннели и т. д.), допускается применять изогну­ тые болты; при этом угол изгиба болтов к верти­ кали должен быть не более 45° (рис. 6.8).

Т а б л и ц а 6.14. Размеры шанцев для болтов

диаметром до 48 мм (Руководство по проектированию фундаментов оборудования

прокатных и трубных цехов / ЦНИИпромзданий.— М., 1973)

Для придания некоторой подвижности глухим болтам диаметром до 48 мм включительно в фун­ даментах вокруг верхней части болта устраивают круглые или квадратные шанцы (табл. 6.14). Глубина заделки болтов в этом случае назначает­ ся от низа шанцев не менее 25 диаметров болтов для болтов с отгибами и не менее 12 диаметров —

санкерными плитами.

Болты на эпоксидном клее, конические с це­

ментной зачеканкой, распорными цангами и втул­ ками, а также с распорным конусом устанавли­ вают в скважины, просверленные в бетоне или железобетоне механизированным инструментом. Если позволяют технологические условия, сква­ жины могут быть образованы после монтажа оборудования через отверстия в его опорных уз­ лах (плитовинах). Для выполнения скважин

иод конические болты с распорными цангами с жесткими допусками на диаметр отверстия приме­ няют станки алмазного сверления. Толщина клее­ вого слоя для болтов, закрепляемых эпоксидным

.клеем, 3...8 мм для болтов диаметром резьбы до М48 мм и от 5 до 15 мм для болтов диаметром резь­ бы свыше М48.

Болты в колодцах заливают бетоном на мелко­ зернистом заполнителе класса не ниже В15 по

фундамента е, приведены в табл. 6.12. Расстояние между болтами, а также от оси болтов до грани •фундамента допускается уменьшать на 2d при увеличении глубины заделки на 5d. Кроме того, расстояние от оси болта до грани фундамента до­ пускается уменьшить еще на один диаметр при наличии армирования вертикальной грани фунда­ мента в месте установки болта.

Во всех случаях расстояние от оси болта до грани фундамента не должно быть меньше 100 мм для болтов диаметром до 30 мм и не меньше 150 мм для болтов диаметром более 30 мм.

Диаметры конструктивных болтов указывают в задании на проектирование фундаментов, при отсутствии указаний их назначают в соответствии с диаметром отверстий в опорных частях оборудо­ вания.

Фундаментные болты затягивают, контролируя

где S v — усилие затяжки, определяемое по фор­ муле (6.96); £ — коэффициент, учитывающий геометрические размеры резьбы, трение на конце гайки и в резьбе, принимаемый по табл. 6.15.

6.10.Машины

сдинамическими нагрузками

иоборудование, чувствительное

ксотрясениям

Общие сведения. Виброизоляция машин — од­ но из наиболее действенных средств борьбы с ко­ лебаниями конструкций зданий и сооружений, вызываемыми работой машины. Виброизоляция применяется либо для уменьшения динамических воздействий, передаваемых машиной на поддер­

живающие конструкции, либо для снижения уровня вибраций приборов и прецизионных ма­ шин, вызываемых колебаниями поддерживающих конструкций или основания. Виброизоляция сни­ жает уровень колебаний рабочих мест и, следова­ тельно, устраняет вредное влияние вибраций.

По назначению различают виброизоляцию: машин — источников вибрации, для снижения динамических усилий, передаваемых ими на под­ держивающие конструкции или основание, с це­ лью снижения неблагоприятного влияния колеба­ ний на строительные конструкции зданий, обслу­ живающий персонал и технологическое оборудо­ вание, чувствительное к вибрации (активная виб­

роизоляция); измерительных приборов, точных станков и

других аналогичных объектов для уменьшения их колебаний, вызванных вибрациями поддер­ живающих конструкций (пассивная виброизоля­ ция).

Виброизоляцию машин можно осуществить в вариантах:

Рис. 6.9. Варианты схемы виброизоляции машин:

а — опорный; 6 — подвесной с пружинами, рабо­ тающими на растяжение; в — с подвесными стержня­ ми и пружинами, работающими на растяжение; г —* подвесной с шарнирными стержнями; 1 — машина; 2 — постамент (фундаментный блок);1 3 — виброизо­

ляторы; 4 — подфундаментный короб (корыто).

опорном, когда виброизоляторы расположены непосредственно под корпусом изолируемой ма­ шины или под жестким постаментом (фундамент­ ным блоком), на котором укреплена сама машина (рис. 6.9, а);

подвесном, когда изолируемый объект подве­ шен на виброизоляторах, закрепленных выше подошвы постамента и работающих на сжатие (рис. 6.9, в) или растяжение (рис. 6.9, б).

Если в изолируемой машине преобладают гори­ зонтальные возмущающие силы, то в отдельных случаях (для низкочастотных машин) можно при­ менить схему, при которой машина подвешивает­ ся на тросах или стержнях с шарнирными при­ соединениями к несущим строительным конст­ рукциям (рис. 6.9, г).

Особенности устройства виброизоляторов. Виб­ роизоляторы выполняют в виде прокладок или опор из резины или специальных виброизоляционных материалов, из стальных пружин или комбинированными.

Прокладки или опоры из резины или специаль­ ных материалов применяют в качестве виброизо­

ляторов для установки приборов и станков, чувст­ вительных к сотрясениям, и под высокочастотные легкие машины (вентиляторы, электромашины и некоторые виды неуравновешенных станков).

Пружинные виброизоляторы используют толь­ ко для сравнительно хорошо уравновешенных машин с вращающимися роторами или соединен­ ных с внешними коммуникациями такими связя­ ми, которые способны обеспечить достаточное за­ тухание колебаний системы при прохождении через резонанс во время пусков и остановок, не получая при этом повреждений.

Каталоги резиновых и пружинных виброизоля­ торов разработаны институтом ЦНИИпромзданий в сериях 3.001-1, вып. 2 и 3.001-2 вып. 1 и 2.

Комбинированные виброизоляторы, состоящие из стальных пружин и резиновых элементов, применяют в тех случаях, когда одни стальные пружины не могут обеспечить достаточного зату­ хания колебаний. Их используют при установке наиболее неуравновешенных машин периодиче­ ского действия и кузнечных молотов. Размещают группами в виде кустов из стальных пружин и резиновых элементов или рассредоточенно. Соеди­ нение их может быть параллельным и последова­ тельным; параллельное предпочтительнее по кон­ структивным соображениям, а также для повыше­ ния устойчивости комбинированных виброизоля­ торов и снижения нагрузки, воспринимаемой резиновыми виброизоляторами.

В процессе монтажа комбинированных вибро­ изоляторов с параллельным соединением сталь­ ных пружин и резиновых элементов нередко вес изолируемой установки полностью передается на стальные пружины; после окончания монтажа происходит некоторая разгрузка пружин с вклю­ чением в работу резиновых элементов. В связи с этим стальные пружины проверяют на проч­ ность с учетом передачи на них веса всей уста­ новки.

Виброизоляция машин с периодической возму­ щающей нагрузкой. Для проектирования вибро­ изоляции машины с периодической возмущающей нагрузкой необходимы:

чертежи машины с указанием расположения анкерных болтов и ее габаритов;

вес машины и положение ее центра тяжести; моменты инерции изолируемой машины отно­

сительно ее главных центральных осей; число оборотов в минуту при эксплуатационном

режиме; при переменном режиме работы — сведения о

минимальном и максимальном числе оборотов вра­ щающихся частей машины или числе циклов в минуту возвратно-поступательно движущихся деталей;

скорость нарастания числа оборотов машины при пуске и их убывании при остановке;

размеры, направления и координаты точек при­ ложения возмущающих сил машины и сведения о возмущающих моментах;

характеристика различных подводок с указа­ нием мест их присоединения к машине;

чертежи строительной конструкции, поддержи­ вающей машину, и ее характеристику;

требования, предъявляемые к виброизоляции (допускаемые амплитуды колебаний изолируемой машины и поддерживающей конструкции — грун­ та);

физико-механические характеристики мате­ риалов, применяемых для изготовления демпфи­ рующих элементов виброизоляции;

сведения о возможности воздействия на вибро­ изоляторы различных агрессивных веществ;

данные о жесткостных характеристиках виброизолируемой машины.

При виброизоляции машины с фундаментом, заглубленным в грунт, необходимо устройство ограждающего короба, внутри которого разме­ щаются фундаментный блок и виброизоляторы (см. рис. 6.9, б, в).

При выборе конструктивной формы фунда­ ментного блока (постамента) стремятся к уменьшению расстояния между центром тяжести всей установки и линией действия возмущающей силы, что способствует снижению амплитуды вращательных колебаний установки. Уменьшение амплитуды вращательных колебаний изолируе­ мой установки может быть достигнуто также уве­ личением ее момента инерции относительно оси вращения.

Расчет виброизоляции машин с периодической возмущающей нагрузкой состоит из следующих этапов:

подбор основных параметров виброизоляции; определение характерных размеров упругих

элементов; выбор расположения виброизоляторов;

проверка выполнения условий, наложенных на частоты собственных колебаний изолируемой установки;

проверка выполнения требований, которым должны удовлетворять амплитуды вынужденных колебаний изолируемой установки;

определение амплитуд возмущающих сил, пе­ редающихся на поддерживающую конструкцию.

Виброизоляторы устанавливают так, чтобы были удобны их монтаж, замена, а также воз­ можность наблюдения за их состоянием в процес­ се эксплуатации; для этого предусматривают за­ зоры или проходы, обеспечивающие доступ ко всем виброизоляторам.

Виброизоляторы располагают в плане таким образом, чтобы их центр жесткости находился на одной вертикали с центром тяжести установки;

вэтом случае статическая осадка всех виброизо­ ляторов одинакова. Это условие выполняется при симметричном расположении в плане одина­ ковых виброизоляторов относительно центра тя­ жести установки. Необходимо стремиться к уменьшению расстояния по высоте между центром жесткости виброизоляторов и центром тяжести установки; при совпадении их поступательные и вращательные колебания виброизолированной установки становятся независимыми.

При применении комбинированных виброизо­ ляторов необходимо, кроме того, выполнение условия, чтобы центры жесткости стальных пру­ жин и резиновых элементов находились на одной вертикали; это относится к каждому отдельному кустовому виброизолятору.

При проектировании виброизоляции учиты­ вают, что расположение виброизоляторов влияет на частоты собственных вращательных колебаний изолируемой машины; удаление виброизоляторов

влюбом направлении от центра тяжести изоли­ руемой установки повышает, а приближение их

кцентру тяжести понижает эти частоты.

ISi