9.3. ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

9.3.1. Исходные данные для проектирования фундаментов машин и оборудования

В задании на проектирование фундаментов машин и оборудования с динамическими нагрузками должно содержаться следующее:

  • – техническая характеристика машины, в которой указываются наименование машины и завода-изготовителя, тип машины, частота вращения, мощность, общий вес и вес движущихся частей, скорость движущихся частей в момент удара и пр.;
  • – данные о величинах, местах приложения и направлениях действия статических нагрузок, а также об амплитудах, частотах, фазах, местах приложения и направлениях действия динамических нагрузок, в том числе усилий, действующих на расчетные (силовые) фундаментные болты;
  • – данные о предельно допускаемых амплитудах колебаний фундамента или его отдельных частей;
  • – данные о предельно допускаемых деформациях фундамента и его основания: осадка, крен, прогиб фундамента и его элементов, вытекающие из условий технологического процесса и нормальной работы машины или оборудования;
  • – данные об усилиях на расчетные фундаментные болты;
  • – строительное задание завода-изготовителя на устройство фундамента с указанием габаритов фундамента, необходимых для установки машины и вспомогательного оборудования, расположения и размеров выемок, выступов, каналов, отверстий для фундаментных болтов, закладных деталей, коммуникаций и пр., необходимых по технологии для данного типа машины или оборудования, размеров подливки, конструкции и расположения фундаментных болтов; кроме того, в строительном задании должно быть отмечено, какие вспомогательные детали крепления и пр. не поставляются с оборудованием и должны быть разработаны при проектировании фундамента;
  • – особые требования к проектному классу бетона по прочности и марки по морозостойкости и водонепроницаемости;
  • – привязка основных осей машины или проектируемого фундамента к основным осям здания (сооружения);
  • – чертежи фундаментов и конструкций здания (сооружения), в котором размещается машина (планы, разрезы с основными размерами и высотными отметками), чертежи подземного хозяйства в месте установки машины;
  • – данные о виде и расположении имеющихся в здании (сооружении) оборудования и коммуникациях или намечаемых к возведению фундаментов вблизи проектируемого;
  • – данные об инженерно-геологических условиях площадки строительства и физико-механических характеристиках грунтов основания на глубину сжимаемой толщи;
  • – специальные требования по защите фундамента или его отдельных частей от подземных вод, агрессивного воздействия технологических жидкостей и смазочных материалов, от воздействия высоких и низких (отрицательных) температур и пр.;
  • – данные о материале, расположении и размерах футеровки участков фундамента, подверженных воздействию высоких температур;
  • – данные о режиме работы машин во времени для фундаментов, строящихся на вечномерзлых грунтах основания.

Кроме общих данных, перечисленных выше, в задании на проектирование должны быть приведены дополнительные данные и требования, вытекающие из специфики машины каждого вида.

9.3.2. Основные требования по проектированию фундаментов машин с динамическими нагрузками

Фундаменты машин с динамическими нагрузками должны проектироваться исходя из условий прочности, устойчивости и экономичности, а также недопустимости возникновения вибраций (уровень которых выше предельно допускаемых санитарными нормами для обслуживающего персонала) препятствующих нормальной работе самой машины и ходу технологических процессов, оказывающих вредное влияние на работу приборов и оборудования, расположенных на соседних фундаментах, или вызывающих недопустимые колебания конструкций окружающих зданий.

Машины с динамическими нагрузками необходимо максимально удалять от объектов, чувствительных к вибрациям (станки особо высокой точности, точная измерительная аппаратура и т.п.), а также от жилых и общественных зданий. Фундаменты машин с динамическими нагрузками должны отделяться от соседних фундаментов здания или сооружения сквозным швом шириной не менее 100 мм. В отдельных случаях при специальном обосновании в виде исключения допускается фундаменты машин с динамическими нагрузками соединять с фундаментами здания или опирать на них конструкции здания.

Размеры и форму верхней части фундамента назначают в соответствии с требованиями строительного задания, выдаваемого заводом — изготовителем оборудования, и результатами расчетов фундамента. Принимать следует наиболее простые формы фундаментов. Подошва фундаментов машин, как правило, принимается прямоугольной формы и располагается на одной отметке. В отдельных случаях, при соответствующем обосновании, в неводонасыщенных грунтах допускается устройство уступов в подошве монолитных фундаментов под глубокими приямками и в местах примыкания этих фундаментов к фундаментам здания.

Глубина заложения фундамента зависит от его конструкции, технологических требований, глубины заложения соседних фундаментов, каналов, приямков и от инженерно-геологических условий площадки строительства.

При установке машин на открытых площадках или в неотапливаемых зданиях необходимо учитывать глубину сезонного промерзания грунтов.

При наличии в основании фундамента машины слабых грунтов мощностью до 1,5 м следует заменять этот слой тщательно уплотненной подушкой из песчаного или крупнообломочного грунта или глинистого грунта при наличии просадочных грунтов. При большей мощности слабых грунтов необходимо закреплять грунты или устраивать свайный фундамент.

Фундаментные болты для крепления машин, конструкция и установочные размеры выбираются в соответствии с требованиями нормативных документов и государственных стандартов на фундаментные болты и строительного задания завода — изготовителя оборудования.

Бетонирование массивных монолитных фундаментов должно, как правило, производиться непрерывно. При сложной конфигурации фундамента и большом объеме бетона допускается устройство рабочих швов. Места устройства рабочих швов должны быть указаны в чертежах рабочей документации, разрабатываемой проектной организацией.

При ограничении прогиба фундамента по технологическим требованиям следует предусматривать противоусадочные мероприятия при укладке бетона и противоусадочное армирование. В этом случае устройство временных усадочных швов допускается как исключение.

Проектный класс бетона по прочности на сжатие должна быть не ниже В10 для монолитных и сборно-монолитных фундаментов и не ниже В15 для сборных фундаментов. При одновременном воздействии на фундамент динамических нагрузок и высоких технологических температур класс бетона должна быть не ниже В15. Проектная марка бетона по морозостойкости должна быть не ниже F50, если в задании на проектирование не указаны более высокие требования.

9.3.3. Конструктивные решения фундаментов машин с динамическими нагрузками

Фундаменты машин с динамическими нагрузками в зависимости от типа машин, характера динамических нагрузок, технологических требований, условий строительства, возможностей предприятий строительной индустрии и на основании технико-экономического сравнения могут быть выполнены:

  • – массивными, бетонными или железобетонными для всех видов машин;
  • – рамными, сборными или сборно-монолитными, представляющими собой ряд поперечных рам, которые опираются на нижнюю плиту или на ростверк и связаны поверху между собой продольными балками, либо верхнюю плиту, которая опирается на стойки, заделанные в нижнюю плиту, или на сваи-колонны;
  • – стенчатыми в виде поперечных или продольных стен, опирающихся на нижнюю плиту или на ростверк и связанных между собой поверху ригелями или плитой.

Сборно-монолитные и сборные фундаменты допускается устраивать главным образом для машин периодического действия (с вращающимися частями, с кривошипно-шатунными механизмами и др.). Устройство сборных и сборно-монолитных фундаментов для машин с импульсными ударными нагрузками не допускается.

К особому типу относятся виброизолированные фундаменты, расчет и конструирование которых производятся в соответствии с Руководством [5].

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения