8.1. Особенности обследования фундаментов и оснований при динамических нагрузках (ч. 2)

Частоты собственных колебаний обследуемого фундамента определяют, как правило, по записям его свободных колебаний, возбуждаемых ударом груза по фундаменту в соответствующем направлении (горизонтальном или вертикальном). С этой целью могут также использоваться записи колебаний фундамента при наборе мощности и остановке машины. В отдельных случаях, когда позволяют условия производства, а фундаменты имеют сложную конструкцию и большую высоту, для выявления частот собственных колебаний фундамента под машину может быть применен метод оттяжки [98]. Принципиальная схема определения частот собственных колебаний фундамента таким способом показана на рис. 8.3. Метод оттяжки был использован, например, для определения частот собственных горизонтальных и вертикальных колебаний фундаментов стержневых мельниц МСЦ-32-45 на Соколовско-Сарбайском горнообогатительном комбинате. Оттяжку фундамента в вертикальном направлении (см. рис. 8.3, а) производили с помощью каната, который крепился поперек барабана мельницы и оттягивался через вставку, имевшую специально ослабленное сечение грузоподъемностью 200 т. Для оттяжки фундамента в горизонтальном направлении (см. рис. 8.3, б) канат предварительно пропускали через специальный ролик, прикрепленный к соседней мельнице.

При усилении и реконструкции фундаментов под машины динамические нагрузки, передаваемые на фундамент, принимают согласно техническим данным машины. В случае отсутствия таких данных динамические нагрузки определяют расчетом по СНиП 11-19-79 [99] для соответствующего типа машины. Однако расчет реконструируемого или усиливаемого фундамента под машину желательно производить с учетом фактических динамических нагрузок, воспринимаемых фундаментом. Определение их производится, как правило, путем специальных измерений с привлечением специализированных организаций. Для машин с номинально уравновешенными вращающимися частями, когда фактическая динамическая нагрузка на фундамент неизвестна, для ее определения могут использоваться данные регулярно проводимых балансировок. При этом динамическая сила, переливаемая машиной фундаменту, может быть определена как отношение амплитуд колебаний опор машины к значению динамической податливости фундамента на этом участке, т.е.

; ; ; ,

где А₁ и А₂ — амплитуды колебаний до и после балансировки; m — масса балансированного груза; r — радиус установки груза; ω — угловая скорость ротора машины.

При возможности частичного демонтажа таких машин фактические динамические нагрузки могут быть уточнены путем экспериментального определения динамической податливости опор машины либо ее фундамента в месте восприятия динамических воздействий при возбуждении колебаний фундамента специальным вибровозбудителем [100]. Под динамической податливостью здесь подразумевается отношение амплитуды колебаний в данной точке к амплитуде силы, которую развивает вибровозбудитель.

При установлении фактического состояния фундаментов под машины с динамическими нагрузками дополнительно к изложенным в гл. 2 способам обследования фундаментов осуществляют тщательное обследование участков крепления машины к фундаменту с целью установления жесткости заделки анкерных болтов в теле фундамента; выявление возможности смещения машины при ее работе по отношению к фундаменту на основе специальных измерений колебаний фундамента и станины машины вибродатчиками, располагаемыми на одной вертикали; установление по данным измерений колебаний фундамента целостности его как жесткой конструкции.

Упругие и демпфирующие характеристики грунтового основания, необходимые для расчета усиливаемого или реконструируемого фундамента на колебания, в соответствии с действующими нормативными документами следует определять по результатам испытаний [99, 101]. Упругие свойства естественных оснований фундаментов машин учитывают, вводя коэффициенты упругого равномерного сжатия C_z, упругого неравномерного сжатия С_ω, упругого равномерного сдвига С_х и упругого неравномерного сдвига С_ψ. Демпфирующие свойства учитывают, вводя коэффициенты относительного демпфирования ξ_zxωψ соответственно для колебаний вертикальных, горизонтальных и вращательных относительно горизонтальной и вертикальной осей.