Фундамент для вентилятора расчет

СНиП 2.02.05-87 ФУНДАМЕНТЫ МАШИН С ДИНАМИЧЕСКИМИ НАГРУЗКАМИ — 2. Фундаменты машин с вращающимися частями

Содержание материала

2. ФУНДАМЕНТЫ МАШИН С ВРАЩАЮЩИМИСЯ ЧАСТЯМИ

2.1. Требования настоящего раздела распространяются на проекти­рование фундаментов турбомашин (энергетических, нефте- и газопере­качивающих турбоагрегатов мощностью до 100 тыс. кВт, турбоком­прессоров, турбовоздуходувок, турбонасосов), электрических машин (мотор-генераторов и синхронных компенсаторов), центрифуг, центро­бежных насосов, дымососов, вентиляторов и тому подобных машин.

2.2. В состав исходных данных для проектирования фундаментов машин, указанных в п. 2.1, кроме материалов, перечисленных в п. 1.1, должны входить:

данные о значениях нагрузок от момента короткого замыкания генератора и от тяги вакуума в конденсаторе, координаты точек их приложения и размеры площадок передачи этих нагрузок; данные о нагрузках, возникающих при тепловых деформациях машин;

схемы расположения и нагрузки от вспомогательного оборудования (масло- и воздухоохладителей, масляных баков, насосов, турбопроводов и др.);

схемы площадок, опирающихся на фундамент, и данные о норматив­ных значениях нагрузок от них;

данные для определения монтажных нагрузок, размеры площадок передачи этих нагрузок.

Примечание. При проектировании фундаментов турбоагрегатов мощностью 25 тыс. кВт и более показатели физико-механических свойств грунтов должны опре­деляться на основе непосредственных испытаний в полевых или лабораторных условиях.

2.3. Фундаменты машин с вращающимися частями следует проекти­ровать рамными, стенчатыми, массивными или облегченными.

При выборе конструктивной схемы фундамента следует руководство­ваться требованиями, содержащимися в пп. 1.11-1.13; при этом следует соблюдать симметрию фундамента относительно вертикальной плоскос­ти, проходящей через ось вала машины.

Стенчатые фундаменты следует проектировать преимущественно с поперечными стенами, расположенными под подшипниками машины.

2.4. Центробежные насосы, агрегируемые на заводе-изготовителе при помощи железобетонных опорных плит с электродвигателями или двига­телями внутреннего сгорания мощностью до 400 кВт, допускается уста­навливать без фундамента на подстилающий слой пола. Для агрегатов с двигателями мощностью до 50 кВт железобетонные опорные плиты устанавливаются на подстилающий слой пола без специального закреп­ления на подливку из песчано-цементного раствора толщиной 30-50 мм. Для агрегатов с двигателями мощностью свыше 50 кВт крепление железобетонной опорной плиты к подстилающему слою пола должно осуществляться фундаментными болтами.

2.5. Фундаменты турбоагрегатов мощностью 25 тыс. кВт и более не допускается опирать на пески рыхлые любой крупности и влажности, мелкие и пылеватые водонасыщенные любой плотности, пылевато-глинистые грунты с показателем текучести I_L > 0,6, а также на грунты с модулем деформации менее 10 МПа (100 кгс/см 2 ) и грунты, подвер­женные в водонасыщенном состоянии суффозии. Для свай, опираю­щихся на указанные выше грунты, несущую способность следует опре­делять по результатам полевых испытаний длительно действующими динамическими нагрузками.

2.6. На нижние плиты (или ростверки) рамных фундаментов машин, указанных в п. 2.1, допускается опирать стойки площадок обслуживания машин и перекрытия над подвалом.

В случае устройства под всем машинным залом общей фундаментной плиты допускается непосредственно на этой плите возводить фундаменты машин.

Элементы верхнего строения фундаментов не допускается связывать с элементами и конструкциями здания.

Примечание. В виде исключения на элементы верхнего строения фундаментов машин допускается опирать вкладные участки перекрытия. В этом случае под опорами балок перекрытия необходимо предусматривать изолирующую прокладку, например, из фторопласта или других подобных материалов. Такие прокладки сле­дует предусматривать такие под опорами перекрытий и площадок обслуживания, установленных на стойках, опертых на нижние плиты (ростверка) фундаментов машин.

2.7.Нормативные динамические нагрузки (вертикальные F_n,v и горизонтальные F_n,h), кН (тс), от машин с вращающимися частями следует принимать по данным задания на проектирование, а при отсутствии этих данных допускается принимать равными:

(39)

где m — коэффициент пропорциональности, устанавливаемый по табл. 9;

s — число роторов;

G_i — вес каждого ротора машины, кН (тс).

Машины	Коэффициент пропорциональности m
Турбомашины	0,2
Электрические машины с частотой вращения nr, об/мин:
менее 500	0,1
от 500 до 750	0,1-0,15
от 750 до 1500	0,15-0,2
свыше 1500	0,2
Центрифуги (d — диаметр ротора, м)
Центробежные насосы	0,15
Дымососы и вентиляторы	но не менее 0,2

2.8. Динамические нагрузки от машин, соответствующие максимальному динамическому воздействию машины на фундамент, следует принимать сосредоточенными и приложенными к элементам, поддерживающим подшипники (к ригелям, балкам) на уровне осей этих элементов.

2.9. Для фундаментов турбомашин расчетную динамическую нагруз­ку в продольном горизонтальном направлении следует принимать равной 0,5 значения той же нагрузки в поперечном горизонтальном направ­лении; для остальных машин с вращающимися частями продольную нагрузку следует принимать равной нулю.

2.10. Нормативные нагрузки на фундаменты турбомашин, соответ­ствующие моменту короткого замыкания М_n,sc, кН×м (тс×м), и тяги ваку­ума в конденсаторе при гибком присоединении конденсатора F_n,vac, кН (тс), следует принимать по заданию на проектирование или определять по формулам:

(40)

(41)

В формулах (40), (41):

N — номинальная мощность электрической машины, кВт;

n_r — частота вращения машины, кВт;

k_sc — коэффициент кратности вращающего момента при коротком замыкании, принимаемый по заданию на проектиро­вание; в случае отсутствия в задание на проектирование допускается принимать равным 10;

100 (10) — усилие тяги вакуума на 1 м 2 сечения трубопровода, кН/м 2 (тс/м 2 );

a — площадь поперечного сечения соединительной горловины конденсатора с турбиной, м 2 .

2.11.При определении расчетных значений усилий в элементах фунда­ментов машин с вращающимися частями в каждое отдельное сочетание следует включать только одну из нагрузок, соответствующих динами­ческому воздействию машины: вертикальную силу и момент в верти­кальной плоскости или горизонтальную силу и соответствующие ей моменты в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Нагрузка от тяги вакуума в конденсаторе учитывается в сочетаниях нагрузок как длительная статическая с коэффициентом надежности по нагрузке g_f = 1,2.

Сочетание в которое входит момент короткого замыкания М_sc, явля­ется особым.

2.12. Нормативную монтажную нагрузку на верхней плите фунда­мента следует принимать по заданию на проектирование, но не менее 10 кН/м 2 (1 тс/м 2 ); ее следует умножать на коэффициент надежности по нагрузке g_f = 1,2 и коэффициент динамичности h = 1.

2.13. Расчет колебаний фундаментов всех видов машин с вращающимися частями сводится к определению максимальной амплитуды горизонтальных (поперечных) колебаний верхней плиты (для рамных фундаментов) или верхней грани фундамента (для массивных и стенчатых фундаментов); расчет следует производить в соответствии с указаниями обязательного приложения 1.

Расчет амплитуд вертикальных колебаний, как правило, не произво­дится.

2.14. При расчетах колебаний значения расчетных динамических нагрузок следует определять в соответствии с требованиями пп. 1.23 и 2.7.

2.15. Для массивных и стенчатых фундаментов машин с вращаю­щимися частями с частотой вращения более 1000 об/мин расчет коле­баний допускается не производить

2.16. Расчет колебаний опорной плиты агрегируемого оборудования производится как для массивных фундаментов. При этом в массу фундамента следует включать массу оборудования, опорной плиты и массу подстилающего слоя пола непосредственно под плитой и в примы­кающей зоне на расстоянии 0,5 м от граней плиты.

В случае необходимости ограничения распространения колебаний от оборудования, смонтированного на железобетонных опорных плитах, в подстилающем слое пола следует устраивать сквозной шов.

Источник

СНиП 2.02.05-87 Фундаменты машин с динамическими нагрузками. Часть 2

Удельное упругое сопротивление с_р , кН/м 3 (тс/м 3 ) , грунтов различной влажности

1 , 5 × 10 4 (1500)

1 , 5 × 10 4 (1500)

2 , 5 × 10 4 (2500)

1 , 5 × 10 4 (1500)

1 , 5 × 10 4 (1500)

2 , 5 × 10 4 (2500)

Примечание. Удельное упругое сопротивление для плотных песчаных грунтов следует принимать на 50% выше , чем наибольшее из значений с_р указанных в табл. 7 для данного вида грунта.

где I — момент инерции площади поперечного сечения сваи , м 4 ;

— коэффициент упругой деформации системы «свая-грунт» , определяемый по формуле

здесь — коэффициент деформации , определяемый в соответствии с указаниями СНиП 2.02.03-85 при g _с=3.

Для свай , защемленных в ростверк ,

Для свай , защемленных в ростверк ,

В формулах (28) , (29) :

A_o , B_o , C_o — коэффициенты , зависящие от приведенной глубины погружения сваи и условий опирания ее нижнего конца (опреде­ляются по указаниям СНиП 2.02.03-85).

Для горизонтально-вращательных колебаний свай фундаментов

В формулах (31)-(33) :

q _{j ,r} — момент инерции массы ростверка и машины относительно горизонтальной оси , проходящей через их общий центр тяжести перпендикулярно плоскости колебаний , т × м 2 (тс × м × с 2 ) ;

h₂ — расстояние от центра тяжести массы т_r до подошвы ростверка , м ;

r_h,i — расстояние от оси i-й сваи до горизонтальной оси , проходящей через центр тяжести подошвы фундамента перпендикулярно плоскости колебаний.

Для вращательных колебаний свайного фундамента относительно вертикальной оси

В формулах (35) , (36) :

q _{y , r} — момент инерции массы ростверка и машины относительно вертикальной оси , проходящей через центр тяжести ростверка , т × м 2 (тс × м × с 2 ) ;

r_{v , i} — расстояние от оси i-й сваи до вертикальной оси , проходящей через центр тяжести ростверка , м.

1.37. Относительное демпфирование для свайных фундаментов следует определять , как правило , по результатам испытаний. При отсутствии экспериментальных данных относительное демпфирование x _z при верти­кальных колебаниях свайных фундаментов допускается принимать равным 0 , 2 для установившихся колебаний и 0 , 5 для неустановившихся колебаний. Значения x _х , x _j , x _y определяются по формулам (15)-(17).

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ФУНДАМЕНТОВ МАШИН НА ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ

1.38. Фундаменты машин с динамическими нагрузками , возводимые на вечномерзлых грунтах , следует проектировать в соответствии с требо­ваниями СНиП II-18-76 и дополнительными требованиями , изложенными в пп. 1.39-1.43.

Несущую способность оснований фундаментов машин на вечномер­злых грунтах , используемых в качестве оснований по принципу I , следует определять с учетом дополнительного коэффициента условий работы g _сs , принимаемого по табл. 8.

Коэффициент использования машин во времени

Коэффициент условий работы основания g _сs из вечномерзлых грунтов , используемых по принципу I

От 0 , 5 до 0 , 7

1.40. Среднее статистическое давление р под подошвой фундамента на естественном основании и несущую способность оснований свайных фундаментов машин с динамическими нагрузками на вечномерзлых грунтах , используемых по принципу II , следует определять согласно требованиям соответственно пп. 1.21. и 1.34.

1.41. Расчет вертикальных и горизонтальных колебаний массивных и стенчатых фундаментов и вертикальных колебаний рамных фундаментов на естественном основании , а также вертикальных колебаний свайных фундаментов для машин с вращающимися частями , с кривошипно-шатунными механизмами , дробильных и мельничных установок , возво­димых на твердомерзлых грунтах , используемых по принципу I , произ­водить не следует.

Расчет горизонтальных колебаний рамных фундаментов указанных типов машин в этих условиях следует производить в соответствии с указаниями обязательных приложений 1 и 3.

1.42. Расчет вертикальных колебаний фундаментов (в том числе свайных) машин с импульсными нагрузками в твердомерзлых грунтах , используемых по принципу I , а также фундаментов машин всех типов в пластичномерзлыхз грунтах следует производить как на немерзлых грунтах в соответствии с требованиями , изложенными в соответствующих разделах для разных типов машин ; при этом коэффициенты жесткости оснований фундаментов следует определять по данным результатов полевых испытаний грунтов.

1.43. Расчет амплитуд горизонтальных колебаний свайных фундаментов машин с периодическими и случайными динамическими нагрузками , возводимых на твердомерзлых грунтах , используемых по принципу I , следует производить в соответствии с указаниями обязательных приложений 1 и 3. При этом коэффициенты жесткости конструкции фундамента S_х и S _y следует определять по формулам :

В формулах (37) , (38) :

S | _i — коэффициент жесткости i-й свай с жесткой заделкой в ростверк в горизонтальном направлении , кН/м (тс/м) , S | _i =12 ЕbIi/l 3 _d ;

I_i — момент инерции площади поперечного сечения i-й сваи , м 4 ;

H — величина , изменяющаяся в пределах 0 £ Н £ Н_о , принимаемая для наиболее неблагоприятного случая при расчете на колебания ;

l_o+H_о — соответственно расстояние от нижней грани плиты фундамента до поверхности грунта , м , и толщина сезонно оттаивающего слоя , м , определяемая в соответствии с указаниями СНиП II-18-76 ;

d — диаметр или сторона поперечного сечения сваи в направлении действия динамической нагрузки , м ;

r_{v , i} — расстояние от центра тяжести ростверка до оси i-й сваи , м.

1.44. Расчет колебаний фундаментов машин , возводимых на веч­номерзлых грунтах , используемых по принципу II , следует выполнять как на немерзлых грунтах в соответствии с требованиями , изложенными в разделах для разных типов машин.

2. ФУНДАМЕНТЫ МАШИН С ВРАЩАЮЩИМИСЯ ЧАСТЯМИ

2.1. Требования настоящего раздела распространяются на проекти­рование фундаментов турбомашин (энергетических , нефте- и газопере­качивающих турбоагрегатов мощностью до 100 тыс. кВт , турбоком­прессоров , турбовоздуходувок , турбонасосов) , электрических машин (мотор-генераторов и синхронных компенсаторов) , центрифуг , центро­бежных насосов , дымососов , вентиляторов и тому подобных машин.

2.2. В состав исходных данных для проектирования фундаментов машин , указанных в п. 2.1 , кроме материалов , перечисленных в п. 1.1 , должны входить :

данные о значениях нагрузок от момента короткого замыкания генератора и от тяги вакуума в конденсаторе , координаты точек их приложения и размеры площадок передачи этих нагрузок ; данные о нагрузках , возникающих при тепловых деформациях машин ;

схемы расположения и нагрузки от вспомогательного оборудования (масло- и воздухоохладителей , масляных баков , насосов , турбопроводов и др.) ;

схемы площадок , опирающихся на фундамент , и данные о норматив­ных значениях нагрузок от них ;

данные для определения монтажных нагрузок , размеры площадок передачи этих нагрузок.

Примечание. При проектировании фундаментов турбоагрегатов мощностью 25 тыс. кВт и более показатели физико-механических свойств грунтов должны опре­деляться на основе непосредственных испытаний в полевых или лабораторных условиях.

2.3. Фундаменты машин с вращающимися частями следует проекти­ровать рамными , стенчатыми , массивными или облегченными.

При выборе конструктивной схемы фундамента следует руководство­ваться требованиями , содержащимися в пп. 1.11-1.13 ; при этом следует соблюдать симметрию фундамента относительно вертикальной плоскос­ти , проходящей через ось вала машины.

Стенчатые фундаменты следует проектировать преимущественно с поперечными стенами , расположенными под подшипниками машины.

2.4. Центробежные насосы , агрегируемые на заводе-изготовителе при помощи железобетонных опорных плит с электродвигателями или двига­телями внутреннего сгорания мощностью до 400 кВт , допускается уста­навливать без фундамента на подстилающий слой пола. Для агрегатов с двигателями мощностью до 50 кВт железобетонные опорные плиты устанавливаются на подстилающий слой пола без специального закреп­ления на подливку из песчано-цементного раствора толщиной 30-50 мм. Для агрегатов с двигателями мощностью свыше 50 кВт крепление железобетонной опорной плиты к подстилающему слою пола должно осуществляться фундаментными болтами.

2.5. Фундаменты турбоагрегатов мощностью 25 тыс. кВт и более не допускается опирать на пески рыхлые любой крупности и влажности , мелкие и пылеватые водонасыщенные любой плотности , пылевато-глинистые грунты с показателем текучести I_L > 0 , 6 , а также на грунты с модулем деформации менее 10 МПа (100 кгс/см 2 ) и грунты , подвер­женные в водонасыщенном состоянии суффозии. Для свай , опираю­щихся на указанные выше грунты , несущую способность следует опре­делять по результатам полевых испытаний длительно действующими динамическими нагрузками.

2.6. На нижние плиты (или ростверки) рамных фундаментов машин , указанных в п. 2.1 , допускается опирать стойки площадок обслуживания машин и перекрытия над подвалом.

В случае устройства под всем машинным залом общей фундаментной плиты допускается непосредственно на этой плите возводить фундаменты машин.

Элементы верхнего строения фундаментов не допускается связывать с элементами и конструкциями здания.

Примечание. В виде исключения на элементы верхнего строения фундаментов машин допускается опирать вкладные участки перекрытия. В этом случае под опорами балок перекрытия необходимо предусматривать изолирующую прокладку , например , из фторопласта или других подобных материалов. Такие прокладки сле­дует предусматривать такие под опорами перекрытий и площадок обслуживания , установленных на стойках , опертых на нижние плиты (ростверка) фундаментов машин.

2.7.Нормативные динамические нагрузки (вертикальные F_n,v и горизонтальные F_n,h) , кН (тс) , от машин с вращающимися частями следует принимать по данным задания на проектирование , а при отсутствии этих данных допускается принимать равными :

где m — коэффициент пропорциональности , устанавливаемый по табл. 9 ;

s — число роторов ;

G_i — вес каждого ротора машины , кН (тс).

Источник