Порядок расчета осадки фундаментов

Характеристики прочности и жесткости грунтов

Характеристика	I	II	III	IV
Допускаемое давление на грунт, Н/см2	до 15	15-35	35-60	св. 60
Коэффициент Сz, Н/см3	до 30	30-60	60-100	св. 100

В
случае скрепления станины с фундаментом
следует опасаться тепловых деформаций
станины, которые могут возникнуть при
колебании температуры окружающей среды.
Причины этих деформаций заключаются в
том, что коэффициенты линейного расширения
материалов фундамента (бетона) и станины
(чугуна) различны. При изменении
температуры их длина становится
неодинаковой, и станина изгибается, что
влияет на точность обработки.

Расчетная
схема для определения тепловых деформаций
станины
приведена на рис. 8.3.

Станина
и фундамент заменены двумя скрепленными
пластинами, оси которых проходят через
центры тяжести станины О₁
и фундамента О₂
на расстоянии h.
Их искривления А₁О₁В₁
и A₂O₂B₂
произошли в результате того, что каждый
метр длины станины и фундамента получил
тепловые приращения, разность которых:

,

где
_ст,
_ф
– коэффициенты линейного расширения
материала станины и
фундамента; t₁,
t₂
– температуры в цехе при заливке
фундамента и в данный момент.

Рис.
8.3. Расчетная схема для определения
тепловых деформаций станины

Разница
в длинах фундамента и станины будет
равна L.

Величину
тепловой деформации станины можно
рассчитать по формуле

.

Из
А₁КА₂:
;
изОА₁С:
.

Подставляя
значения 
и
,
получим

.

Данная
формула показывает, что чем длиннее
станина, тем больше значение искривления
направляющих станины .
Поэтому длинные станины нельзя скреплять
с фундаментом по всей длине (для
обеспечения возможности свободных
тепловых расширений станины).

Широко
используют установку станков на
виброизолирующие опоры. Эти опоры
ослабляют передачу вибраций как от
станка к основанию, так и в обратном
направлении. Это ослабление происходит
в том случае, если частота собственных
колебаний станка на упругих опорах в
1,5-2 раза меньше частоты возмущающих
сил. При близости или совпадении этих
частот, наоборот, произойдет усиление
вибраций из-за явлений резонанса.
Применяют конструкции с различными
упругими элементами: металлической
сеткой, резиной, пружинами.

Частота
собственных колебаний прецизионных
станков, установленных на виброопоры,
не должна превышать 10-15 Гц, а для обычных
не выше 20 Гц.

Во
избежание резонанса при работе станков
с динамическими нагрузками необходимо
подсчитать частоту собственных колебаний
станка и фундамента или станка на
виброопорах. Эта частота должна отличаться
от частот периодических сил, действующих
на станок. Частота собственных колебаний
фундамента зависит от жесткости грунта,
которая характеризуется коэффициентом
равномерного сжатия грунта. Частота
собственных колебаний станины и
фундамента в вертикальной плоскости
может быть определена по формуле

,

где
g
– ускорение силы тяжести; z
– осадка грунта от собственного веса.

Кроме
того, необходимо определить частоту
собственных колебаний станины относительно
фундамента, рассматривая станину как
балку на упругом основании. В этом случае
следует учесть соотношение жесткости
сечения станины Е₁J₁
и фундамента Е₂J₂
и применить формулу

.

Желательно,
чтобы частота собственных и вынужденных
колебаний отличалась более чем в 2,5
раза.

ШАГ 2.

Основные сведения о грунтах основания СП 22.13330.2011 (СНиП 2.02.01-83)

Прочностные характеристики грунта (данные испытаний)

Прочностные характеристики грунта (табличные значения Ro)

Нахождение сопротивление грунта основания Ro (приложение В СП 22.13330.2011)

Тип грунта основания
Песок крупныйПесок средней крупностиПесок мелкий: маловлажныйПесок мелкий: влажный и насыщенные водойПесок пылеватый: маловлажныйПесок пылеватый: влажныйПесок пылеватый: насыщенный водойСупесьСуглинокГлина

Коэффициент пористости
0,50,71,0

Показатель текучести грунта [I_L]
I_L=0I_L=1

Проверка прочности подстилающего слоя

Расчет осадки основания методом послойного суммирования

1. Определение усилий в плите

Зададимся толщиной
плиты:

h=(1/20…1/30)l=(1/20…1/30)170
см=8,5…5,7 см.

Принимаем,
предварительно, h=8
см. После
определения изгибающих моментов толщину
плиты уточним.

Вычислим
предельную расчётную погонную нагрузку
на плиту шириной b=1м
(формула 2.3):

Определим
изгибающие моменты в сечениях плиты
(формулы 2.1, 2.2), рис.14:

в
крайних пролётах и над вторыми от края
опорами:

7,02
кНм,

в средних пролётах
и над средними опорами:

4,83
кНм.

Поперечные
силы в плите не определяем, т.к. условия,
обеспечивающие прочность плиты без
развития наклонных трещин, в рассматриваемом
случае выполняются.

Рис.14.
Эпюра изгибающих моментов многопролётной
неразрезной плиты.

Результаты

Параметры проектируемого фундамента

Ширина фундамента, м:

Высота фундамента, м:

Глубина заложения фундамента, м:

Общая длина ленты, м:

Площадь сечения ленты, м2:

Объем фундамента, м3:

Масса фундамента, кг:

Расчет арматуры

Продольная рабочая арматура

Диаметр арматуры, мм:

Расчитанная площадь сечения арматуры в верхнем (нижнем) поясе, мм2:

Подобранная площадь сечения арматуры в верхнем (нижнем) поясе, мм2:

Количество стержней арматуры в верхнем (нижнем) поясе, шт:

Количество стержней арматуры на сечение ленты, шт:

Общая площадь сечения арматуры, мм2:

Общая длина стержней, м:

Общая масса арматуры, кг:

Объем арматуры на ленту, м3:

Продольная конструктивная арматура (противоусадочная)

Диаметр арматуры не менее (оптимально 12мм), мм:

Количество стержней арматуры на сечение ленты, шт:

Количество горизонтальных рядов:

Расстояние между рядами (шаг), мм:

Общая длина стержней, м:

Общая масса арматуры, кг:

Объем арматуры на ленту, м3:

Поперечная арматура (хомуты)

Диаметр арматуры, мм:

Расстояние между хомутами (шаг), мм:

Количество хомутов на ленту, шт:

Длина одного хомута (с учетом крюков), м:

Общая длина стержней, м:

Общая масса арматуры, кг:

Объем арматуры на ленту, м3:

Общая масса и объем арматуры на ленту

Масса арматуры, кг:

Объем арматуры на ленту, м3:

Плотность бетонной смеси, кг/м3:

Объем бетона, м3:

Общая масса бетона, кг:

Определение уровня грунтовых вод и состава грунта

Схема заливки ленточного фундамента.

Самую достоверную информацию об уровне грунтовых вод можно получить тогда, когда они находятся на максимальной высоте. Это происходит весной и осенью.

Для того чтобы самостоятельно определить уровень подземных вод на участке, необходимо выкопать колодец-шурф размерами приблизительно 1х1 м и глубиной в 2-3 м. Колодец обязательно нужно защитить от стока в него осадков и поверхностных вод. Через несколько дней, когда шурф наполнится водой, нужно следить за изменением ее уровня.

С помощью этого же колодца можно узнать и основной состав почвы. Верхний слой — это плодородный грунт. Его легко отличить по более темному и насыщенному цвету. Данный грунт обычно не бывает больше 1 м толщиной. При возведении фундамента его снимают, так как он имеет тенденцию просаживаться неравномерно.

Ниже располагается естественный подстилающий грунт. Этот слой и является несущим, на него приходится основная нагрузка от подошвы фундамента и самого дома. По нему и нужно определять глубину закладывания основания под дом.

Самым надежным основанием для строящегося здания считаются подстилающие грунты, состоящие из средних и крупных песков, или гравелистые. Глубину заложения в таких почвах делают минимальной — не более 0,5 м.

Супеси, пылеватые и мелкие пески, глины и суглинки менее надежны. При у этих почв несущая способность значительно снижается.

Самые слабые — суглинки лессовидные. При высоком уровне грунтовых вод этот грунт может просесть даже под собственным весом. Но если грунт сухой, то он может выдержать значительные нагрузки.

Расчет глубины заложения основания здания

Расчет бетонной смеси.

Для того чтобы правильно определить глубину заложения основания дома нужно знать 3 основных параметра несущего грунта:

• уровень его промерзания;
• основной состав;
• высоту подземных вод.

Для мелких и пылеватых песков, твердых глинистых грунтов при расчете глубины заложения фундамента уровень промерзания почвы не учитывается, если зимой грунтовые воды располагаются ниже уровня промерзания земли больше чем на 2 м. Если земля сухая и при морозах пучинится не будет, то ни углублять его дополнительно, ни усиливать, ни утеплять его не нужно. Соответственно, сметная стоимость строительства дома не повысится.

Но если подземные воды находятся ближе чем на 2 м к уровню промерзания почвы, то считается, что грунт насыщен водой. В таких условиях пучение при морозе будет неизбежно. И основание при строительстве дома необходимо возводить с учетом промерзания участка. Подошва всего здания должна находиться на уровне промерзания грунта или чуть ниже его.

Схема ленточного фундамента.

Минимальная глубина, на которую закладывают основание, должна быть следующей:

• в сухих почвах (средние и крупные, гравелистые пески, крупнообломочные грунты) — от 50 см;
• в сухих грунтах (твердые глины, мелкие и крупные пески) — от 70 см;
• во влажных почвах (пластичные глинистые грунты, мелкие и пылеватые пески, лессовидные суглинки) — от 120 см;
• в скальных и полускальных грунтах — глубина заложения фундамента значения не имеет;
• для дома с подвалом — ниже уровня пола в подвале не менее чем на 40 см.

Во влажных почвах глубина, на которую заложено основание дома, зависит от расположения уровня подземных вод к уровню промерзания грунта:

• Расстояние более 2 м — глубина заложения не менее 50 см;
• Расстояние менее 2 м — глубина заложения не менее 3/4 глубины промерзания участка, но не меньше 70 см.
• Грунтовые воды выше уровня промерзания земли — не менее глубины промерзания грунта.

Если проект здание предусматривает наличие в здании погреба, то в расчет принимается и тип грунта и под подвал.

УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ

103. Фундаменты (основания) копровых площадок
рекомендуется устраивать на уложенных в котлован болванках или мартеновских
козлах, являющихся основанием для разбиваемого скрапа или лома. Общую толщину
слоя болванок и козлов назначают не менее 1 м.

Пустоты между
козлами и болванками заполняют мелким скрапом, затем поверхность слоя
выравнивают. Сверху укладывают стальные плиты (шабот) толщиной не менее 500 мм.

Вокруг
заглубленных шаботов рекомендуется устраивать ограждения в виде железобетонных
подпорных стен с защитой их броневыми плитами от действия ударов кусками
разбиваемого скрапа.

104.
Ориентировочный вес шабота принимают не меньше

(26)

где-
ориентировочный вес шабота в т;

— вес копровой бабы в т;

 — высота
падения ее в м.

105. При
грунтах с расчетным сопротивлением основания более 3 кг/см2 болванки
или мартеновские козлы укладывают непосредственно на грунт. При более слабых,
но не водонасыщенных грунтах болванки и козлы укладывают на уплотненную
вибрированием или каким-либо другим путем песчаную подушку толщиной 1 — 2 м, в
зависимости от расчетного сопротивления основания.

106. При водонасыщенных грунтах слабых и средней
прочности и размещения бойной площадки внутри здания или открытой эстакады
вокруг фундамента устраивают ограждение в виде полого железобетонного цилиндра
из бетона марки не ниже 150.

Внутренний
диаметр цилиндра Di принимают не менее

(27)

где  — диаметр стальной плиты шабота в м.

Высоту цилиндра
принимают не менее 0,7 среднего диаметра и не более 6 м.

Толщину стенки
цилиндра назначают равной от 200 до 500 мм, в зависимости от диаметра цилиндра.

Стенку цилиндра армируют двойной сеткой; общий
процент армирования принимают не менее 1.

107. Минимальные
расстояния от копровых устройств до промышленных зданий и сооружений (из
условия сохранения в целости строительных конструкций) принимают по табл. .

Таблица
9

Радиус зоны динамического влияния копровой установки в м

№ п/п	Характеристика грунтов	Радиусы зоны динамического влияния копровой установки в т при весе бабы в т
До 3	5	7 и более
1	Скальные и полускальные грунты	15	20	30
2	Крупнообломочные грунты, песчаные грунты сухие, глинистые грунты твердые (в том числе лессовидные грунты)	30	40	60
3	Песчаные грунты влажные и глинистые грунты пластичные	40	60	80
4	Водонасыщенные песчаные и слабые глинистые грунты	50	80	100

Примечание. В случаях возведения
копровых установок на водонасыщенных песчаных и слабых глинистых грунтах,
основания фундаментов копровых цехов и скрапоразделочных баз, располагаемые на
расстояниях, меньших указанных в табл. , рекомендуется искусственно укреплять
(уплотнять тяжелыми трамбовками, вибрацией и т. д.).

VII. ФУНДАМЕНТЫ ПОД ДРОБИЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И МЕЛЬНИЧНЫЕ УСТАНОВКИ

108. Настоящий
раздел распространяется на проектирование фундаментов под дробильное
оборудование следующих видов:

а) гирационные
дробилки (с крутым и пологим конусом);

б) щековые
дробилки;

в) валковые
дробилки;

г) трубчатые
мельницы.

Устройство фундаментов под технологическое оборудование общие правила

Сооружение фундамента под промышленное оборудование предполагает строительство конструкции с оригинальными качествами, а именно:

• Значительной массой – чем больше вес основания, тем выше сопротивляемость вибрации.
• Повышенной прочностью – чем выше стойкость к статическим и динамическим нагрузкам, тем больше период эксплуатации и самого фундамента, и смонтированного на основании оборудования.
• Высокой устойчивостью к агрессивным средам – чем выше инертность хотя бы верхних слоев фундамента, тем дольше он прослужит в роли основания для станка или механизма.

Причем указанные характеристики дополняются еще и минимальными допусками по габаритам фундамента. То есть, на «своем месте» должны находиться не только болты, с помощью которых производится установка оборудования на фундамент – отклонения от расчетных габаритов (длинны, высоты, ширины) должны сводиться к минимуму.

Уклон ростверка должен отсутствовать в принципе. Иначе эксплуатационные нагрузки распределятся неравномерно, что уменьшит срок службы и основания и станины механизма.

Разновидности конструкций оснований

Подобный набор характеристик могут обеспечить только следующие разновидности конструкций фундаментов:

• Бесподвальное основание плитного типа, гасящее вибрацию своей массой. Такие фундаменты можно залить в опалубку только на первом этаже цеха. Подобная конструкция обойдется в значительную сумму, поскольку на сооружение цельного основания плитного типа тратят максимальный объем строительного материала. Однако самые крупные станки и механизмы монтируют только на таких фундаментах.
• Подвальное основание-перекрытие, монтируемое на втором этаже и выше. Такой фундамент гасит вибрацию, передавая колебания на каркас самого цеха (посредством контакта с межэтажным перекрытием). По сути – это такая же плита, только не залитая, а собранная из железобетонных изделий, установленных на балки межэтажного перекрытия. Подобное основание способно противостоять только статическим нагрузкам или вибрации с минимальной амплитудой.
• Стенчатый фундамент, развивающий идею ленточного основания. Несущую нагрузку и вибрацию в данном случае принимают несущие стены или внутренние перегородки. Как правило, подобные фундаменты подводят под механизмы, расположенные на втором этаже цеха.
• Основания рамного типа (с балочным ростверком). Такая конструкция выдерживает высокочастотную вибрацию. Поэтому в большинстве случаев фундаменты для ударных механизмов имеют «рамную» конструкцию. Ведь в опоры рамы можно вмонтировать демпферы, гасящие вибрацию.

Конструкционные материалы оснований

Разумеется, основания подобного качества невозможно соорудить из первого попавшегося стройматериала.

И в большинстве случаев такие фундаменты строят из:

• Железобетона (методом заливки в опалубку).
• Железобетонных блоков (методом сборки с перевязкой).
• Металла (сборка свайной конструкции с рамным ростверком).
• Железобетона и металла (бетонные сваи или блоки и металлический ростверк).

Подвальные, бесподвальные и стенчатые фундаменты создают из железобетона или железобетонных блоков. Причем железобетон производят на основе раствором М200-М300 (для станков с минимальной массой), или М300-М400 (для действительно тяжелого оборудования).  Рамные основания можно собрать из любой разновидности вышеупомянутых материалов.

Расчет фундамента под оборудование

Любое строительство начинается с расчетов самой важной части дома – его фундамента. И сооружение нового рабочего места начинается с расчетов основания под станок или механизм

Характеристики грунта вычисляют на основе инженерно-геологических изысканий, в процессе которых определяют глубину залегания грунтовых вод, состав почвы, глубину промерзания и так далее.

Статическая нагрузка определяется массой оборудования, вычисляемой по спецификации станка или механизма. Динамическая нагрузка определяется по расчетному давлению на ростверк фундамента.

Причем указанное давление, генерируемое массой станка, корректируют с помощью двух коэффициентов:

• Константы условий работы (от 0,5 для кузнечного молота, до 1,0 для токарно-винторезного станка).
• Константы осадки грунта (от 0,7 до 1,0 – в зависимости от влажности почвы).

В итоге, зная массу станка, тип почвы и условия работы, можно высчитать (по несущей способности грунта) габариты основания.

Осадка фундамента

На протяжении глубины грунтового основания почва может быть неоднородна. Слои грунта могут оказаться с различными геологическими характеристиками. Для определения полной и конечной осадки строения применяют метод послойного суммирования.

Суть данного метода заключается в том, что определяют величину деформации слоёв почвы, находящихся в активной зоне воздействия нагрузки от здания

Важно, чтобы полученные данные проседания здания не превышали критических нормативных показателей

Предельно допустимые нормы осадки фундаментов

Первоначальная просадка нового построенного сооружения (1-я категория технического состояния) на однородном грунтовом основании допустима в пределах 10 – 12 см.

При неоднородном составе грунте допустимое проседание зданий 1 категории без последствий составляет 5 см. Для домов 2 и 3 категории (строения с большим сроком эксплуатации) допустимо проседание не более 2 – 3 см.

Разрушение фундамента вследствие чрезмерной осадки дома

Любое дополнительное опускание здание чревато появлением трещин в основании и в стенах строения. Достаточно опуститься сооружению ещё на 2 см и это сразу отразится на состоянии несущих конструкций.

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

131. Задание
на проектирование фундаментов под металлорежущие станки должно содержать
материалы, указанные в п. 5, при этом в чертежах габаритов верхней части
фундаментов должны быть указаны контуры опорной площадки станины, расположение
и размеры анкерных болтов и колодцев для них, регулировочных клиньев, закладных
частей, а также выемок, каналов и шахт, необходимость в которых вызывается
конструкцией станков и условиями их монтажа и обслуживания.

В техническую
характеристику станков должны быть включены:

а)
наименование станков;

б) данные о
весе станков (общий вес — для станков, у которых вес станка передается на
фундамент примерно равномерно; величина и схема расположения весовых нагрузок —
для станков с неравномерно распределенной по опорной площади станины нагрузкой;
нагрузки на каждую опору — для станков, опирающихся на отдельные тумбы) и
положение центра тяжести станка;

в) данные о
максимальном весе обрабатываемых деталей;

г) пределы
перемещений нагрузок при работе станка;

д)
характеристики возмущающих нагрузок и величина допускаемой амплитуды
вынужденных колебаний (в случаях, когда необходимо производить динамический
расчет фундамента или устраивать пассивную виброизоляцию станка);

е) допускаемые
величины угла поворота фундамента относительно горизонтальной оси (в случаях,
когда перекос фундамента может явиться причиной нарушения нормальной работы
станка).

Влияние грунта на глубину заложения фундамента

Зависимость выбора типа фундамента от вида грунта, хорошо описана в статье Фундамент под дом из пеноблоков на различных грунтах, а какие вообще бывают типы фундамента, для каких построек они предназначены, а так же об их достоинствах и недостатках, я рассказывал в статье Типы фундамента под дом в современном строительстве.

Грунт оказывает самое непосредственное влияние, как на тип фундамента, так и глубину его заложения.

Глубину заложения столбчатого или свайного фундамента рассчитывать не имеет смысла, как правило, столбы (сваи) закладываются ниже глубины промерзания на 30-40см, но обязательно на твердый грунт.

Плитный фундамент закладывается на глубину, зависящую исключительно от толщины монолитной плиты.

Остается разобраться с глубиной заложения ленточных фундаментов, в зависимости от типа грунта. Расчет заглубления такого фундамента производится на основании рекомендательной таблицы:

Формула для расчета площади фундамента

В наших расчетах мы будем использовать следующее неравенство:

S>a×F/(b×R), где
S – минимальное расчетное значение площади подошвы основания, см2;
a – коэффициент надежности (запаса), который принимается равным 1,2;
F – нагрузка на основание со стороны построенного на нем дома, значение получается при проведении расчета нагрузки на фундамент;
b – коэффициент условий работы, который зависит от типа грунта на строительном участке и конструкции дома. Так,
b=1, если дом будет каменным (жесткая конструкция), а грунт – преимущественно пластичная глина;
b=1,1 – для деревянных и каркасных сооружений, длина которых больше высоты в 4 раза, грунт – глина пластичная;
b=1,2, если соотношение длины здания к высоте меньше 1,5, грунт – глина слабопластичная (или песок небольшой влажности, пылеватый) либо для жестких построек на песчаном грунте;
b=1,3 – для любых домов, если грунт – мелкие пески;
b=1,4 – для любых длинных построек, если грунт – крупный песок;
R – расчетное сопротивление грунта, кг/см2 (данные таблицы, представленной ниже, актуальны при условии, что фундамент будет заглублен на 1,5…2 м.) Но как быть, если мы планируем возводить основание мелкого заглубления на глубину h? В этом случае необходимо сделать поправку по формуле, приведенной ниже:
R=0,005R0(100+h/3), где R0 – табличное значение. В данном случае расчетное сопротивление будет меньше, ведь с увеличением глубины ввиду уплотнения грунта его несущая способность увеличивается.

Теперь, независимо от типа фундамента, вы можете подсчитать минимальную его площадь, от которой уже легко отталкиваться в дальнейших расчетах, например, проводя расчет прочности.

Пример расчета площади основания

Предположим, мы решили строить сруб, представленный на рисунке ниже. Исходные данные: сруб 9×3×3 м, деревянный, общая масса (нагрузка на основание) ≈20 000 кг, грунт – пески средней крупности и плотности (R=3,5), коэффициент условий работы принимаем равным 1,3. Фундамент будет заглублен на 1,5 метра для придания постройке устойчивости. Получаем, что S>20000×1,2/3,5×1,3, S>5275 см2 или S>0,53 м2. Принимаем площадь равной 0,54 м2.

Подбираем тип фундамента

В нашем случае мы отдаем предпочтение столбчатому фундаменту:

• на участке имеется существенный уклон, который весьма дорого устранить;
• грунт и нежесткая конструкция сруба позволяют воспользоваться таким основанием;
• это один из самых дешевых вариантов, который можно сделать своими руками, не прибегая к задействованию тяжелой строительной техники. Да и бетон для фундамента можно приготовить прямо на участке, ведь его объем для столбчатого основания невелик

Рассчитываем количество опор

Принимаем к установке столбы с размерами опоры 0,3×0,3 м. Получается, что площадь подошвы каждого такого столбика будет равной 0,09 м2. Нам потребуется: 0,54/0,09 =6 столбов. Расчет толщины фундамента проводится исходя из условий строительства и проекта дома – об этом мы поговорим в одной из следующих статей.

Требования к фундаментным конструкциям под оборудование

Требования к фундаментам под промышленное оборудование выдвигаются высокие по разным критериям. Это связано с тем, что они испытывают разноплановые нагрузки и подвержены часто воздействию агрессивных веществ.

Фундамент с приямком

Фундаментная конструкция под оборудование должна обладать следующими свойствами:

• значительной прочностью, чтобы выдерживать динамические и статические воздействия со стороны установленного механизма;
• химической стойкостью (инертностью);
• значительной массой, обеспечивающей сопротивление вибрационным нагрузкам (гашение колебаний);
• минимальными отклонениями от плановых размеров, то есть габариты опоры должны практически полностью соответствовать расчетным параметрам;
• большей, чем у монтируемого агрегата, площадью опоры.

Высокая прочность и устойчивость к действию химически активных компонентов определяют в значительной степени срок службы основания и, в ряде случаев, рабочих установок.

Разрушающими опору агрессивными веществами являются:

• смазочные материалы;
• охлаждающие жидкости;
• различные технические масла;
• разное топливо и прочие.

Гашение вибраций массивным основанием от работы механизмов с динамическими нагрузками (пример таких агрегатов – прокатные клети, молоты) имеет большое значение. Это связано с тем, что колебания вызывают сокращение срока эксплуатации всей постройки и самого оборудования, а также соседних механизмов.

Вибрации возникают из-за наличия неравномерно вращающихся деталей в машине: режущих инструментов, роторов, шкивов и прочих.

Кроме размеров (длины, ширины, высоты) опорной конструкции, с чертежом должны совпадать и места расположения крепежных элементов. Допустимы только минимальные расхождения.

Если не предусмотрено конструктивными особенностями оборудования, то уклоны на установочной площадке должны отсутствовать, чтобы можно было правильно и быстро выполнить монтажные работы.

Подготовленное основание

Общие нормативные регламентации

Построенный фундамент под установку оборудования должен обеспечивать безопасность трудового процесса (соответствовать действующим нагрузкам по прочности) и удобство обслуживания смонтированных на нем механизмов. Для этого делают приямки (или подвалы), прокладывают прочие инженерные коммуникации.

Кроме рассмотренных критериев, которым должны соответствовать опорные конструкции под оборудование, к фундаментам с динамическими нагрузками и процессу их возведения предъявляются следующие требования:

• нужно, чтобы строительство и проектирование оснований выполнялось компетентными специалистами с высоким квалификационным уровнем, а также опытом проведения подобных работ;
• для создания проекта нужно, чтобы исходные данные имелись в требуемом объеме и интерпретировались только профессионалами;
• процесс строительства должен сопровождаться постоянным контролем качества проведения работ;
• нужно, чтобы действия всех участников строительного процесса были четко скоординированы;
• построенные фундаменты должны быть используемыми по назначению, соответствующему указанному в проектной документации;
• для строительства следует применять материалы, отвечающие нормативным требованиям;
• обслуживание оснований следует выполнять так, чтобы конструкция прослужила максимально возможный срок;
• надежность и максимально возможная простота крепления (как пример – анкерные болты, вмуровываемые в бетон).

Разнообразие оборудования

Когда речь идет об основаниях под оборудование, то следует учитывать, что существует большое его разнообразие, объединенное в отдельные группы. Нормативными документами предполагается расчет фундамента под каждую из них вести с учетом эксплуатационных особенностей механизмов.

Металлообрабатывающий станок

Фундаментные конструкции проектируют и возводят под следующие группы машин:

• с кривошипно-шатунными механизмами: компрессоры поршневые, рамы лесопильные, дизели, мотор-компрессоры;
• турбоагрегаты: турбовоздуходувки, турбокомпрессоры, турбогенераторы;
• электрические машины, такие как синхронные компенсаторы и мотор-генераторы;
• штамповочные или ковочные молоты кузнечные;
• прокатное оборудование (вспомогательного или основного типа);
• копры, предназначенные чтобы разбивать скрап;
• вращающиеся печи;
• дробилки (гирационные, трубчатые, щековые, валковые) и мельничные агрегаты;
• металлорежущие станки;
• прессы;
• машины формовочные (используемые как в литейном производстве, так и при изготовлении железобетонных блоков).

Монолитная основа сложной конструкции

Строительство основания для оборудования

Строительство простейшего основания плитного типа, под станок или маломощный пресс, происходит следующим образом:

• Вначале следует определить месторасположение основания. Фундамент не должен соприкасаться со стенками, колоннами или внутренними перегородками самого здания. Минимальное расстояние от фундамента пресса до фундамента цеха равно 100 сантиметрам. Иначе вибрация перейдет на основание несущих стен, колон или перегородок.
• После этого следует определить положение крепежных (фундаментных) болтов, фиксирующих станину пресса или станка. При этом нужно учитывать, что минимальное расстояние от края фундамента до оси болта рано 20 сантиметра. То есть, фундамент должен выступать за края станины, как минимум на 20-30 сантиметров.
• Определив вышеупомянутые параметры можно приступать к земляным работам (рытью котлована). Причем глубина выемки грунта в не отапливаемом цеху равняется глубине промерзания + 25-40 сантиметров. В отапливаемом цеху глубина фундамента равняется 50-80 сантиметрам. Габариты самого котлована, равны ширине и высоте фундамента + глубина залегания подошвы. Ведь стенки котлована, как правило, обустраивают под наклоном в 45 градусов.
• Завершив земляные работы можно заняться повышением несущей способности грунта, подсыпав на дно двухслойную песчано-гравиевую подушку (по 15-20 сантиметров на каждую фракцию).
• Следующий этап – строительство опалубки, опоясывающей контур фундамента. Ее собирают из съемных металлических или деревянных щитов, соединенных поперечными стяжками.
• На следующем этапе во внутреннюю полость основания вводят армирующий каркас (в основаниях для небольших станков можно обойтись без каркаса), а дно опалубки укрывают слоем гидроизоляции (рубероида). В особых случаях на дно основания укладывают особый материал, гасящий вибрацию (дубовый брус или что-то другое).
• После этого внутреннюю полость заполняют бетоном, укладывая раствор слоями по 10-15 сантиметров.

Причем каждый слой тщательно утрамбовывается. Заливка и тамбовка каждого слоя должна завершиться до схватывания раствора (35-40 минут от момента введения бетона в опалубку).

В финале в верхний слой заливки вводят фундаментные болты с коническими или загнутыми торцами.

Фундамент считается готовым к эксплуатации спустя 25-30 дней от момента заливки. За это время монолит основания выйдет на расчетную прочность. Раньше этого срока оборудование на фундамент не монтируют.

Компоновка рабочей площадки

Главные
балки располагаем в направлении большего
шага колонн, балки настила – в
перпендикулярном к ним направлении
(рис.13).

Рис.13.
Балочная клетка рабочей площадки.

Опирание
балок настила на главные балки – этажное,
опирание главных балок на оголовки
колонн средних и крайних рядов – по
пристроганным площадкам их нижних
поясов.

Определим
шаг балок настила:
l = (1/3…1/5)L.

1. l
   = (1/3)L = (1/3)8,5=2,8333м;

2. l
   = (1/4)L = (1/4)8,5=2,125м;

3. l
   = (1/5)L = (1/5)8,5=1,7м;

Так
как шаг балок настила не должен быть
более 2
м,
принимаем l
= =1,7м (в
каждом пролёте главной балки – 5 балок
настила, оси
балок настила смещаем на пол шага с осей
колонн, рис.13).