GB 50040-1996 动力机器基础设计规范.pdf

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1、建标中华人民共和国国家标准动力机器基础设计规范发布实施国家技术监督局中华人民共和国建设部联合发布中华人民共和国国家标准动力机器基础设计规范主编部门 中华人民共和国机械工业部批准部门 中华人民共和国建设部施行日期 年 月 日关于发布国家标准动力机器基础设计规范 的通知建标 号根据国家计委计综 号文的要求 由机械工业部会同有关部门共同修订的 动力机器基础设计规范 已经有关部门会审 现批准 动力机器基础设计规范 为强制性国家标准 自一九九七年一月一日起施行 原国家标准 动力机器基础设计规范 同时废止本标准由机械工业部负责管理 具体解释等工作由机械工业部设计研究院负责 出版发行由建设部标准定额研究所负

2、责组织中华人民共和国建设部一九九六年七月二十二日目次总则术语 符号术语符号基本设计规定一般规定地基和基础的计算规定地基动力特性参数活塞式压缩机基础一般规定构造要求动力计算联合基础简化计算汽轮机组和电机基础一般规定框架式基础的动力计算框架式基础的承载力计算低转速电机基础的设计透平压缩机基础一般规定构造要求动力计算框架式基础的承载力计算破碎机和磨机基础破碎机基础磨机基础冲击机器基础锻锤基础落锤基础热模锻压力机基础一般规定构造要求动力计算金属切削机床基础附录 低频机器和冲击机器振动对厂房结构的影响附录 锚桩 杆 基础设计附录 框架式基础的动力计算附录 正圆锥壳锻锤基础的强度计算及构造附录 地面振动衰

3、减的计算附录 压力机基础有阻尼动力系数 值的计算附录 本规范用词说明附加说明总则为了在动力机器基础设计中贯彻执行国家的技术经济政策 确保工程质量 合理地选择有关动力参数和基础形式 做到技术先进 经济合理 安全适用 制订本规范本规范适用于下列各种动力机器的基础设计活塞式压缩机汽轮机组和电机透平压缩机破碎机和磨机冲击机器 锻锤 落锤热模锻压力机金属切削机床本规范不适用于楼层上的动力机器基础设计动力机器基础设计时 除采用本规范外 尚应符合国家现行有关标准 规范的规定术语 符号术语基组动力机器基础和基础上的机器 附属设备 填土的总称当量荷载为便于分析而采用的与作用于原振动系统的动荷载相当的静荷载框架式

4、基础由顶层梁板 柱和底板连接而构成的基础墙式基础由顶板 纵横墙和底板连接而构成的基础地基刚度地基抵抗变形的能力 其值为施加于地基上的力 力矩 与它引起的线变位 角变位 之比符号作用和作用响应机器的竖向扰力机器的水平扰力基础底面平均静压力设计值机器的回转扰力矩机器的扭转扰力矩基组 包括基础和基础上的机器附属设备和土等 重心处的竖向振动线位移基组重心处或基础构件的水平向振动线位移基础的回转振动角位移基础的扭转振动角位移基础顶面控制点在水平扰力 扰力矩 及竖向扰力 偏心作用下的竖向振动线位移基础顶面控制点在水平扰力 扰力矩 及竖向扰力 偏心作用下的水平向振动线位移机器扰力的圆频率基组竖向固有圆频率基

5、组水平向固有圆频率基组回转固有圆频率基组扭转固有圆频率基组水平回转耦合振动第一振型固有圆频率基组水平回转耦合振动第二振型固有圆频率基础振动加速度基础振动速度计算指标天然地基抗压刚度系数天然地基抗弯刚度系数天然地基抗剪刚度系数天然地基抗扭刚度系数桩尖土的当量抗压刚度系数桩周各层土的当量抗剪刚度系数天然地基抗压刚度天然地基抗弯刚度天然地基抗剪刚度天然地基抗扭刚度桩基抗压刚度桩基抗弯刚度桩基抗剪刚度桩基抗扭刚度天然地基的竖向阻尼比天然地基的水平回转耦合振动第一振型阻尼比天然地基的水平回转耦合振动第二振型阻尼比天然地基扭转向阻尼比桩基的竖向阻尼比桩基的水平回转耦合振动第一振型阻尼比桩基的水平回转耦合振

6、动第二振型阻尼比桩基的扭转向阻尼比地基承载力标准值地基承载力设计值基础的允许振动线位移基础的允许振动速度基础的允许振动加速度基组的质量几何参数基础底面积桩的截面积基础底面通过其形心轴的惯性矩基组通过其重心轴的转动惯量基础底面通过其形心轴的极惯性矩基组通过其重心轴的极转动惯量基组重心至基础顶面的距离基组重心至基础底面的距离计算系数及其他地基承载力动力折减系数基础埋深作用对地基抗压刚度的提高系数基础埋深作用对地基抗剪 抗弯 抗扭刚度的提高系数基础埋深作用对竖向阻尼比的提高系数基础埋深作用对水平回转耦合振动阻尼比的提高系数基础埋深比基本设计规定一般规定基础设计时 应取得下列资料机器的型号 转速 功率

7、 规格及轮廓尺寸图等机器自重及重心位置机器底座外廓图 辅助设备 管道位置和坑 沟 孔洞尺寸以及灌浆层厚度 地脚螺栓和预埋件的位置等机器的扰力和扰力矩及其方向基础的位置及其邻近建筑物的基础图建筑场地的地质勘察资料及地基动力试验资料动力机器基础宜与建筑物的基础 上部结构以及混凝土地面分开当管道与机器连接而产生较大振动时 管道与建筑物连接处应采用隔振措施当动力机器基础的振动对邻近的人员 精密设备 仪器仪表 工厂生产及建筑物产生有害影响时 应采用隔振措施 低频机器和冲击机器的振动对厂房结构的影响 宜符合本规范附录 的规定动力机器基础设计不得产生有害的不均匀沉降动力机器基础及毗邻建筑物基础置于天然地基上

8、 当能满足施工要求时 两者的埋深可不在同一标高上 但基础建成后 基底标高差异部分的回填土必须夯实动力机器基础设置在整体性较好的岩石上时 除锻锤 落锤基础以外 可采用锚桩 杆 基础 其基础设计宜符合本规范附录的规定动力机器底座边缘至基础边缘的距离不宜小于除锻锤基础以外 在机器底座下应预留二次灌浆层 其厚度不宜小于 二次灌浆层应在设备安装就位并初调后 用微膨胀混凝土填充密实 且与混凝土基础面结合动力机器基础底脚螺栓的设置应符合下列规定带弯钩底脚螺栓的埋置深度不应小于 倍螺栓直径 带锚板地脚螺栓的埋置深度不应小于 倍螺栓直径底脚螺栓轴线距基础边缘不应小于 倍螺栓直径 预留孔边距基础边缘不应小于 当不

9、能满足要求时 应采取加强措施预埋底脚螺栓底面下的混凝土净厚度不应小于 当为预留孔时 则孔底面下的混凝土净厚度不应小于动力机器基础宜采用整体式或装配整体式混凝土结构动力机器基础的混凝土强度等级不宜低于 对按构造要求设计的或不直接承受冲击力的大块式或墙式基础 混凝土的强度等级可采用动力机器基础的钢筋宜采用 级钢筋 不宜采用冷轧钢筋 受冲击力较大的部位 宜采用热轧变形钢筋 钢筋连接不宜采用焊接接头重要的或对沉降有严格要求的机器 应在其基础上设置永久的沉降观测点 并应在设计图纸中注明要求 在基础施工 机器安装及运行过程中应定期观测 作好记录基组的总重心与基础底面形心宜位于同一竖线上 当不在同一竖线上时

10、 两者之间的偏心距和平行偏心方向基底边长的比值不应超过下列限值对汽轮机组和电机基础对金属切削机床基础以外的一般机器基础当地基承载力标准值 时当地基承载力标准值 时当在软弱地基上建造大型的和重要的机器以及 及以上的锻锤基础时 宜采用人工地基设计动力机器基础的荷载取值应符合下式规定当进行静力计算时 荷载应采用设计值当进行动力计算时 荷载应采用标准值地基和基础的计算规定动力机器基础底面地基平均静压力设计值应符合下式要求式中 基础底面地基的平均静压力设计值地基承载力的动力折减系数地基承载力设计值地基承载力的动力折减系数 可按下列规定采用旋转式机器基础可采用锻锤基础可按下式计算式中 基础的振动加速度地基

11、土的动沉陷影响系数其他机器基础可采用动力机器基础的地基土类别应按表 采用地基土类别表土地名称 地基土承载力标准值 地基土类别碎石土粘性土一类土续表土地名称 地基土承载力标准值 地基土类别碎石土粉土 砂土粘性土二类土碎石土粉土 砂土粘性土三类土粉土 砂土粘性土四类土地基土的动沉陷影响系数 值 可按下列规定采用当为天然地基时 可按表 的规定采用地基土动沉陷影响系数值表地基土类别一类土二类土三类土四类土对桩基可按桩尖土层的类别选用基础底面静压力 应按下列荷载计算基础自重和基础上回填土重机器自重和传至基础上的其他荷载动力机器基础的最大振动线位移 速度或加速度 应按本规范有关各章对各种型式机器的规定进行

12、计算 其辐值应满足下列公式的要求式中 计算的基础最大振动线位移计算的基础最大振动速度计算的基础最大振动加速度基础的允许振动线位移 可按本规范的相应各章规定的数据采用基础的允许振动速度 可按本规范的相应各章规定的数据采用基础的允许振动加速度 可按本规范规定的数据采用地基动力特征参数天然地基天然地基的基本动力特性参数可由现场试验确定 试验方法应按现行国家标准 地基动力特性测试规范 的规定采用 当无条件进行试验并有经验时 可按本规范第 条规定确定天然地基的抗压刚度系数值 可按下列规定确定当基础底面积大于或等于 时 可按表 采用当基础底面积小于 时 抗压刚度系数值可采用表中的数值乘以底面积修正系数 修

13、正系数 值可按下式计算式中 底面积修正系数基础底面积天然地基的抗压刚度系数值表地基承载力的标准值土的名称粘性土粉土砂土基础底部由不同土层组成的地基土 其影响深度 可按下列规定取值方形基础可按下式计算式中 影响深度方形基础的边长其他形状的基础可按下式计算基础影响地基土深度范围内 由不同土层组成的地基土图 其抗压刚度系数可按下式计算式中 第 层土的抗压刚度系数从基础底至 层土底面的深度从基础底至 层土底面的深度dh =hhh -ihndioii图 分层土地基天然地基的抗弯 抗剪 抗扭刚度系数可按下列公式计算式中 天然地基抗弯刚度系数天然地基抗剪刚度系数天然地基抗扭刚度系数天然地基的抗压 抗弯 抗剪

14、 抗扭刚度应按下列公式计算式中 天然地基抗压刚度天然地基抗弯刚度天然地基抗剪刚度天然地基抗扭刚度基础底面通过其形心轴的惯性矩基础底面通过其形心轴的极惯性矩当基础采用埋置 地基承载力标准值小于 且基础四周回填土与地基土的密度比不小于 时 其抗压刚度可乘以提高系数 抗弯 抗剪 抗扭刚度可分别乘以提高系数 提高系数 和 可按下列公式计算式中 基础埋深作用对地基抗压刚度的提高系数基础埋深作用对地基抗剪 抗弯 抗扭刚度的提高系数基础埋深比 当 大于 时 应取基础埋置深度基础与刚性地面相连时 地基抗弯 抗剪 抗扭刚度可分别乘以提高系数 提高系数可取 软弱地基土的提高系数可取 其他地基土的提高系数可适当减小

15、天然地基阻尼比的计算应符合下列规定竖向阻尼比可按下列公式计算粘性土砂土 粉土式中 天然地基竖向阻尼比基组质量比基组的质量地基土的密度水平回转向 扭转向阻尼比可按下列公式计算式中 天然地基水平回转耦合振动第一振型阻尼比天然地基水平回转耦合振动第二振型阻尼比天然地基扭转向阻尼比埋置基础的天然地基阻尼比 应为明置基础的阻尼比分别乘以基础埋深作用对竖向阻尼比的提高系数 地基水平回转向和扭转向阻尼比提高系数 阻尼比提高系数可按下列公式计算式中 基础埋深作用对竖向阻尼比的提高系数基础埋深作用对水平回转向或扭转向阻尼比的提高系数按本规范第 条确定的地基动力参数 除冲击机器和热模锻压力机基础外 计算天然地基大

16、块式基础的振动线位移时 应将计算所得的竖向振动线位移值乘以折减系数水平向振动线位移值乘以折减系数桩基桩基的基本动力参数可由现场试验确定 试验方法应按现行国家标准 地基动力特性测试规范 的规定采用 当无条件进行试验并有经验时 可按本规范第 条规定确定预制桩或打入式灌注桩的抗压刚度可按下列公式计算式中 桩基抗压刚度单桩的抗压刚度桩数桩周各层土的当量抗剪刚度系数各层土中的桩周表面积桩尖土的当量抗压刚度系数桩的截面积当桩的间距为 倍桩截面的直径或边长时 桩周各层土的当量抗剪刚度系数 可按表 采用桩周土的当量抗剪刚度系数值表土的名称 土的状态当量抗剪刚度系数淤泥 饱和淤泥质土 天然含水量粘性土 粉土软塑

17、可塑硬塑粉砂 细砂 稍密 中密中砂 粗砂 砾砂 稍密 中密圆砾 卵石稍密中密当桩的间距为 倍桩截面的直径或边长时 桩尖土层的当量抗压刚度系数 值可按表 采用预制桩或打入式灌注桩桩基的抗弯刚度可按下式计算式中 桩基抗弯刚度第 根桩的轴线至基础底面形心回转轴的距离桩尖土的当量抗压刚度系数值表土的名称 土的状态 桩尖埋置深度当量抗压刚度系数粘性土 粉土软塑 可塑软塑 可塑硬塑粉砂 细砂 中密 密实中砂 粗砂 砾砂圆砾 卵石中密密实页岩 中等风化预制桩或打入式灌注桩桩基的抗剪和抗扭刚度可按下列规定采用抗剪刚度和抗扭刚度可采用相应的天然地基抗剪刚度和抗扭刚度的 倍当计入基础埋深和刚性地面作用时 桩基抗剪

18、刚度可按下式计算式中 基础埋深和刚性地面对桩基刚度提高作用后的桩基抗剪刚度计入基础埋深和刚性地面作用后的桩基抗扭刚度可按下式计算式中 基础埋深和刚性地面对桩基刚度提高作用后的桩基抗扭刚度当采用端承桩或桩上部土层的地基承载力标准值 大于或等于 时 桩基抗剪刚度和抗扭刚度不应大于相应的天然地基抗剪刚度和抗扭刚度斜桩的抗剪刚度应按下列规定确定当桩的斜度大于 其间距为 倍桩截面的直径或边长时 斜桩的当量抗剪刚度可采用相应的天然地基抗剪刚度的倍当计入基础埋深和刚性地面作用时 斜桩桩基的抗剪刚度可按下式计算计算预制桩或打入式灌注桩桩基的固有频率和振动线位移时 其竖向 水平向总质量以及基组的总转动惯量应按下

19、列公式计算式中 桩基竖向总质量桩基水平回转向总质量竖向振动时 桩和桩间土参加振动的当量质量桩的折算长度基础底面的宽度基础底面的长度基组通过其重心轴的总转动惯量基组通过其重心轴的总极转动惯量基组通过其重心轴的转动惯量基组通过其重心轴的极转动惯量桩的折算长度可按表 采用桩的折算长度表桩的入土深度 桩的折算长度小于或等于大于或等于注 当桩的入土深度为 之间时 可用插入法求预制桩和打入式灌注桩桩基的阻尼比可按下列规定计算桩基竖向阻尼比可按下列公式计算桩基承台底下为粘性土桩基承台底下为砂土 粉土端承桩当桩基承台底与地基土脱空时 其竖向阻尼比可取端承桩的竖向阻尼比桩基水平回转向 扭转向阻尼比可按下列公式计

20、算式中 桩基竖向阻尼比桩基水平回转耦合振动第一振型阻尼比桩基水平回转耦合振动第二振型阻尼比桩基扭转向阻尼比计算桩基阻尼比时 可计入桩基承台埋深对阻尼比的提高作用 提高后的桩基竖向 水平回转向以及扭转向阻尼比可按下列规定计算摩擦桩支承桩式中 桩基承台埋深对阻尼比的提高作用后的桩基竖向阻尼比桩基承台埋深对阻尼比的提高作用后的桩基水平回转耦合振动第一振型阻尼比桩基承台埋深对阻尼比的提高作用后的桩基水平回转耦合振动第二振型阻尼比桩基承台埋深对阻尼比的提高作用后的桩基扭转向阻尼比活塞式压缩机基础一般规定活塞式压缩机基础设计时 除应取得本规范第 条规定的有关资料外 尚应由机器制造厂提供下列资料由机器的曲柄

21、连杆机构运动所产生的第一谐 二谐机器竖向扰力 和水平扰力 第一谐 二谐回转扰力矩和扭转扰力矩扰力作用点位置压缩机曲轴中心线至基础顶面的距离基础应采用混凝土结构 其形式可为大块式 当机器设置在厂房的二层标高处时 宜采用墙式基础构造要求由底板 纵横墙和顶板组成的墙式基础 构件之间的构造连接应保证其整体刚度 各构件的尺寸应符合下列规定基础顶板的厚度应按计算确定 但不宜小于顶板悬臂的长度不宜大于机身部分墙的厚度不宜小于汽缸部分墙的厚度不宜小于底板厚度不宜小于底板的悬臂长度可按下列规定采用素混凝土底板不宜大于底板厚度钢筋混凝土底板 在竖向振动时 不宜大于 倍板厚 水平振动时 不宜大于 倍板厚基础的配筋应

22、符合下列规定体积为 的大块式基础 应在基础顶面配置直径 间距 的钢筋网体积大于 的大块式基础 应沿四周和顶 底面配置直径 间距 的钢筋网墙式基础沿墙面应配置钢筋网 竖向钢筋直径宜为水平向钢筋直径宜采用 钢筋网格间距上部梁板的配筋 应按强度计算确定 墙与底板 上部梁板连接处 应适当增加构造配筋基础底板悬臂部分的钢筋配置 应按强度计算确定并应上下配筋当基础上的开孔或切口尺寸大于 时 应沿孔或切口周围配置直径不小于 间距不大于 的钢筋动力计算进行基础的动力计算时 应确定基础上的扰力和扰力矩的方向和位置 图基础的振动应同时控制顶面的最大振动线位移和最大振动速度 基础顶面控制点的最大振动线位移不应大于

23、最大振动速度不应大于对于排气压力大于 的超扁压压缩机基础的允许振动值 应按专门规定确定基组在通过其重心的竖向扰力作用下 其竖向振动线位移和固有圆频率 可按下列公式计算2y(c)h(b)x0CPxhoP2x0xyPxeyC(a)ZM x0eyP z压缩机曲轴压缩机曲轴exhh式中 基组重心处的竖向振动线位移机器的竖向扰力基组的竖向固有圆频率基础的质量基础上压缩机及附属设备的质量基础上回填土的质量机器的扰力圆频率图 扰力 扰力矩平面图 正立面图 侧立面图注 点为基组重心 即座标原点 点为扰力作用点基组在扭转扰力矩 和水平扰力 沿 轴向偏心作用下 图 其水平扭转线位移 可按下列公式计算PxML AL

24、Ax xyyPxXYAey图 基组扭转振动式中 基础顶面控制点由于扭转振动产生沿 轴向的水平振动线位移基础顶面控制点由于扭转振动产生沿 轴向的水平振动线位移机器的扭转扰力矩机器的水平扰力机器水平扰力沿 轴向的偏心距基础顶面控制点至扭转轴在 轴向的水平距离基础顶面控制点至扭转轴在 轴向的水平距离基组对通过其重心轴的极转动惯量基组的扭转振动固有圆频率基组在水平扰力 和竖向扰力 沿 向偏心矩作用下产生 向水平 绕 轴回转的耦合振动 图 其基础顶面控制点的竖向和水平向振动线位移可按下列公式计算式中 基础顶面控制点 由于 向水平绕 轴回转耦合振动产生的竖向振动线位移基础顶面控制点 由于 向水平绕 轴回转

25、耦合振动产生的 向水平振动线位移基组 向耦合振动第一振型的回转角位移基组 向耦合振动第二振型的回转角位移基组 向耦合振动第一振型转动中心至基组重心的距离基组 向耦合振动第二振型转动中心至基组重心的距离绕通过 向耦合振动第一振型转动中心并垂直于回转面 的轴的总扰力矩绕通过 向耦合振动第二振型转动中心并垂直于回转面 的轴的总扰力矩基组 向耦合振动第一振型的固有圆频率基组 向耦合振动第二振型的固有圆频率基组 向水平固有圆频率基组绕 轴回转固有圆频率基组重心至基础底面的距离基组绕 轴的抗弯刚度基组对通过其重心的 轴的转动惯量基组对通过基础底面形心 轴的惯性矩机器竖向扰力 沿 轴向的偏心距基组重心至基础

26、顶面的距离水平扰力作用线至基础顶面的距离2AhPeAZXZxx 22zpxO2OA2PpxxeZZO1hh2h1A2x0AzXAx 2LxxL1A(a) (b)轴轴轴轴基组 向耦合振动第一振型阻尼比基组 向耦合振动第二振型阻尼比图 基组沿 向水平 绕 轴回转的耦合振动的振型第一振型 第二振型基组在回转力矩 和竖向扰力 沿 向偏心矩作用下产生 向水平 绕 轴回转的耦合振动 图 其竖向和水平向振动线位移可按下列公式计算式中 基础顶面控制点 由于 向水平绕 轴回转耦合振动产生的竖向振动线位移基础顶面控制点 由于 向水平绕 轴回转耦合振动产生的 向水平振动线位移基组 向耦合振动第一振型的回转角位移基组

27、 向耦合振动第二振型的回转角位移基组 向耦合振动第一振型转动中心至基组重心的距离基组 向耦合振动第二振型转动中心至基组重心的距离基组 向耦合振动第一振型的固有圆频率基组 向耦合振动第二振型的固有圆频率P2AhPeAZyZYy 22ZMO 2A2PMyeZZ1hh2h1A1z0yAy 1LyYL1A(b)(a)基组 向水平固有圆频率基组绕 轴回转固有圆频率基组对通过其重心的 轴的转动惯量绕通过 向耦合振动第一振型转动中心并垂直于回转面 的轴的总扰力矩绕通过 向耦合振动第二振型转动中心并垂直于回转面 的轴的总扰力矩基组绕 轴的抗弯刚度基组对通过底面形心 轴的惯性矩机器竖向扰力 沿 轴向的偏心距绕

28、轴的机器扰力矩图 基组沿 向水平 绕 轴回转的耦合振动的振型第一振型 第二振型基础顶面控制点沿 轴各向的总振动线位移 和总振动速度 可按下列公式计算式中 在机器第 个一谐扰力或扰力矩作用下 基础顶面控制点的振动线位移在机器第 个二谐扰力或扰力矩作用下 基础顶面控制点的振动线位移基础顶面控制点的总振动线位移基础顶面控制点的总振动速度机器的一谐扰力和扰力矩圆频率机器的二谐扰力和扰力矩圆频率机器工作转速联合基础当二台或三台同类型压缩机基础置于同一底板上 构成联合基础 图 所示 且符合下列条件时 可将联合基础作为刚性基础进行动力计算联合基础的底板厚度应满足表 中所列的刚度界限联合基础的固有圆频率应符合

29、下列规定竖向型水平串连型 水平并联型式中 联合基础划分为单台基础的竖向固有圆频率联合基础划分为单台基础的水平回转耦合振动第一振型的固有圆频率PzPz(a) (b) (c)HhdoL1Px PxxPPx联合基础的底板在不同地基刚度系数时各种联合型式的刚度界限值表联合基础的联合型式地基抗压刚度系数竖向型水平串联型水平并联型图 联合基础的联合型式竖向型 水平串联型 水平并联型联合基础的底板厚度不应小于 且底板厚度与总高度之比应符合下式要求式中 联合基础的底板厚度联合基础的总高度当联合基础作为刚性基础进行动力计算时 宜符合本规范第 节的规定并应对基础各台机器的一 二谐扰力和扰力矩作用下分别计算各向的振

30、动线位移 联合基础顶面控制点的总振动线位移应取各台机器扰力和扰力矩作用下的振动线位移平方之和的开方简化计算除立式压缩机以外的功率小于 各类压缩机基础和功率小于 的对称平衡型压缩机基础 当其质量大于压缩机质量的 倍 基础底面的平均静压力设计值小于地基承载力设计值的 时 可不作动力计算对于操作层设在厂房底层的大块式基础 在水平扰力作用下 可采用下列简化计算公式验算基础顶面的水平振动线位移式中 在水平扰力作用下 基础顶面的水平向振动线位移水平扰力作用线至基础底面的距离频率比频率比 可按表 采用频率比表注 为基础在水平扰力作用方向的底板边长汽轮机组和电机基础一般规定本章适用于工作转速 及以下的汽轮机组

31、 汽轮发电机 汽轮鼓风机 和电机 调相机等 基础设计汽轮机组和电机基础设计时 除应取得本规范第 条规定的有关资料外 尚应由机器制造厂提供下列资料机器自重的分布 转子自重机器旋转时产生的扰力分布 额定转矩冷却器 油箱等辅助设备及管道荷载短路力矩 凝汽器真空吸力 汽缸温度膨胀力和安装荷载等机器轴系的临界转速热力管道位置及其隔热层外表面的温度值汽轮机和电机基础 宜采用钢筋混凝土框架结构或预应力混凝土结构当电机基础采用墙式或大块式基础时 其动力计算和构造可按本规范第 章的规定采用框架式基础的顶部四周应留有变形缝与其他结构隔开 中间平台宜与基础主体结构脱开 当不能脱开时 在两者连接处宜采取隔振措施汽轮机

32、组的框架式基础宜按多自由度空间力学模型进行多方案分析 合理地确定框架的型式和尺寸 结构选型可按下列原则确定顶板应有足够的质量和刚度 顶板各横梁的静挠度宜接近 顶板的外形和受力应简单 并宜避免偏心荷载在满足强度和稳定性要求的前提下宜适当减小柱的刚度但其长细比不宜大于底板应有一定的刚度 并应结合地基的刚度综合分析确定框架式基础的底板 可采用井式 梁板式或平板式平板式基础底板的厚度或井式 梁板式基础的梁高 可根据地基条件取基础底板长度的 并不应小于柱截面的边长当基础建造在岩石地基上并符合本规范附录 中的规定时 可采用锚桩 杆 基础对中 高压缩性地基土 应加强地基和基础的刚度及采取其他减少基础不均匀沉

33、降的措施基础顶板的挑台应做成实腹式 其悬出长度不宜大于悬臂支座处的截面高度 不应小于悬出长度的 倍框架式基础的动力计算机器工作转速框架式基础的动力计算 应按振动线位移控制 计算振动线位移时 可按本规范附录 采用空间多自由度体系的计算方法 一般情况下 只需计算扰力作用点的竖向振动线位移计算振动线位移时 应采用机器制造厂提供的扰力值 当缺乏扰力资料时 基础的允许振动线位移可按表 采用扰力及允许振动线位移表机器工作转速计算振动位移时 第点的扰力竖向 横向纵向允许振动线位移注 表中数值为机器正常运转时的扰力和振动线位移为作用在基础第 点的机器转子重力 一般为集中到梁中或柱顶的转子重力计算振动线位移时

34、宜取在工作转速 范围内的最大振动线位移作为工作转速时的计算振动线位移对小于 工作转速范围内的计算振动线位移 应小于倍的允许振动线位移计算振动线位移时 任意转速的扰力 可按下式计算式中 任意转速的扰力任意转速当框架式基础按空间多自由度体系进行振动计算时 对机组工作转速等于 的基础 地基可按刚性考虑 对机器工作转速小于 的基础 则地基宜按弹性考虑当有 个扰力作用时 质点 的振动线位移 可按下式计算式中 质点 的振动线位移第 个扰力对质点 产生的振动线位移当基础为横向框架与纵梁构成的空间框架时 可简化为横向平面框架 按本规范附录 采用双自由度体系的计算方法对工作转速为 功率为 及以下的汽轮发电机 当

35、基础为由横向框架与纵梁构成的空间框架 同时满足下列条件时 可不进行动力计算中间框架 纵梁边框架注 为集中到梁中或柱顶的总重力框架式基础的承载力计算机器工作转速基础的承载力计算 荷载分项系数的取值应符合表的规定荷载分项系数表荷载种类 荷 载 名 称 分项系数永久荷载 基础自重 机器自重 安装在基础上的其他设备自重 基础上的填土重 汽缸膨胀力 凝汽器真空吸力 温差产生的作用力可变荷载 动力荷载 或当量荷载 顶板活荷载偶然荷载 短路力矩地震荷载 地震作用计算基础构件动内力时 可按空间多自由度体系直接计算动内力计算动内力时的扰力值 可取计算振动线位移时所取扰力的 倍 并应考虑材料疲劳的影响 对钢筋混凝

36、土构件的疲劳影响系数可取当基础为横向框架与纵梁构成的空间框架时 可采用当量荷载进行构件动内力简化计算竖向当量荷载可按集中荷载考虑 水平向当量荷载可按作用在纵 横梁轴线上的集中荷载考虑按当量荷载计算动内力时 应分别按基础的基本振型和高振型进行 并取其较大值作为控制值按基础的基本振型计算动内力时 其当量荷载可按下列规定计算横向框架上第 点的竖向当量荷载可按下式计算 并不应小于 倍转子重水平向的总当量荷载可按下列公式计算 并不应小于转子总重 总当量荷载应按刚度分配给各框架式中 横向框架上第 点的竖向当量荷载横向框架竖向的第一振型固有圆频率可按附录 中公式 计算最大动力系数 可采用横向框架的水平向总当

37、量荷载纵向框架的水平向总当量荷载基础顶板全部永久荷载 包括顶板自重设备重和柱子重的一半基础第 榀横向框架的水平刚度基础第 榀纵向框架的水平刚度横向计算系数纵向计算系数对工作转速为 的汽轮机组 当不作动力计算时 其竖向当量荷载可按表 采用 水平向总当量荷载可按表 采用竖向当量荷载表机组功率水平向当量荷载表机组功率(a)(b)NziN jx = xNjxKfjxfKfyjjNjyN=yKyfK计算简图应分别按图 采用图 横向框架竖向当量荷载作用 水平向当量荷载作用图 纵向框架横向 纵向计算系数可按表 取值计算系数 表机器工作转速横向计算系数 纵向计算系数考虑基础高振型振动影响时 顶板的横梁 纵梁

38、应按表NziyiNzyxLfziNbfxiN中所列的当量荷载及计算简图 计算动内力考虑高振型影响的当量荷载表方向 竖向 横向 纵向荷载注 为构件的自重及其支承的机器重 均布的或集中的图 横梁图 纵梁注 为柱间距 为横梁间距当按空间多自由度体系计算动内力时 应取 倍机器工作转速范围内的最大动内力值作为控制值在 个扰力作用时 质点 的动内力 可按下式计算式中 质点 的动内力第 个扰力对 点产生的动内力基础顶板的纵 横梁应考虑由于构件两侧温差产生的应力 可在梁两侧分别配置温度钢筋 每侧配筋百分率为 但对对机组功率在 及以上的汽轮发电机 其高 中压缸侧的纵梁侧面配筋百分率 应增大至当基础纵向框架长度大

39、于或等于 时 应进行纵向框架的温度应力计算 顶板与柱脚的计算温差 在缺乏资料时 可取顶板承载力计算应考虑设备安装时的活荷载 活荷载值应根据工艺要求确定 宜采用短路力矩的动力系数可采用基础的承载力计算应按下述荷载组合 并取其较大值作为控制值基本组合可由永久荷载与动力荷载 或当量荷载 组合 各项动力荷载只考虑单向作用 其组合系数可取偶然组合可由永久荷载 动力荷载及短路力矩组合 动力荷载组合系数可取 短路力矩的组合系数可取地震作用组合可由永久荷载 动力荷载及地震作用组合动力荷载组合系数可取 地震作用组合系数可取低转速电机基础的设计机器工作转速 及以下当进行低转速电机基础的动力计算时 其扰力 允许振动

40、线位移及当量荷载 可按表 采用扰力允许振动线位移及当量荷载表机器工作转速计算横向振动线位移的扰力允许振动线位移当量荷载竖向横向注 表中当量荷载中 已包括材料的疲劳影响系数 为机器转子重框架式电机基础 可只计算顶板振动控制点的横向水平振动线位移 其值可按下列公式计算式中 框架式电机基础顶板振动控制点的横向水平振动线位移顶板重心的横向水平振动线位移顶板的扭转振动角位移基础及地基总的横向水平刚度基础及地基总的抗扭刚度顶板的水平横向固有圆频率顶板的扭转向固有圆频率第 榀横向框架平面到顶板重心的距离基础底板底面至顶板顶面的距离第 榀横向框架的水平刚度无因次系数基础顶板重心到振动控制点的水平距离第 榀横向

41、框架横梁的截面惯性矩第 榀横向框架柱的截面惯性矩第 榀横向框架柱的计算高度第 榀横向框架横梁的计算跨度 可取 倍的两柱子中心线间的距离折算质量 对通过顶板重心竖向轴的惯性矩顶板的长度基组折算质量包括全部机器 基础顶板及柱子质量的混凝土的弹性模量当采用大块式和墙式基础时 其动力计算与构造要求 可按本规范第 章有关规定采用及以下的调相机基础 当采用将运转层设置在室内地坪标高的墙式基础时 可不作振动计算电机基础的顶板结构构造配筋 可按下列规定采用在顶板梁侧面配置构造钢筋如图 此时 可不验算由动力荷载和温度差产生的平面弯曲应力上部构造钢筋 的截面 不应小于下部构造钢筋 的截面 不应小于钢筋直径不应小于

42、 其间距宜取基础构件的承载力计算 可按本规范第 节有关规定采用hhbbnnAg 1 Ag 1Ag22Ag图 梁侧面构造钢筋透平压缩机基础一般规定本章适用于工作转速大于 的离心式透平压缩机基础的设计透平压缩机基础设计时 应取得本规范第 条规定的资料透平压缩机基础宜采用钢筋混凝土框架结构 当采用大块式或墙式基础时 其动力计算和构造可按本规范第 章的规定采用建造在设防烈度 度及以下地震区的框架式基础 可不进行抗震验算构造要求框架式基础的尺寸应符合下列规定基础底板宜采用矩形板 其厚度可取底板长度的并不宜小于柱子截面宜采用矩形 其最小宽度宜为柱子净高度的并不得小于基础顶板厚度不宜小于其净跨度的 并不得小

43、于框架式基础的配筋应符合下列规定底板应沿周边及板顶 板底配置钢筋网 钢筋直径宜为 间距宜为 当采用桩基时 钢筋直径宜为柱子配筋应按计算确定 竖向钢筋可沿柱截面周边对称配置 直径不宜小于顶板应沿周边及板顶 板底配置钢筋网 钢筋直径宜为 间距宜为 在柱宽范围内 应按纵 横向框架梁计算配筋底板及顶板上的开孔或缺口 当其直径或边长大于时 应沿周边配置加强钢筋 钢筋直径宜为 间距宜为动力计算当透平压缩机转子产生的扰力小于 其基础的尺寸符合本规范 条的规定 且设备和生产对基础振动无特殊要求时 可不作动力计算透平压缩机基础的扰力值和作用位置由机器制造厂提供当缺乏资料时 可按下列规定采用机器的扰力可按下列公式

44、计算式中 沿基础横向的机器水平扰力沿基础纵向的机器水平扰力机器转子自重扰力的作用位置 应按机器转子自重分布的实际情况确定当透平压缩机由电机驱动时 由电机产生的竖向和水平向扰力可按本规范第 条规定采用当透平压缩机与驱动机之间有变速器时 计算转子重应计入变速器相同转速的齿轮自重透平压缩机框架式基础宜按多自由度空间力学模型进行动力计算并应取工作转速正负 范围进行扫频计算 混凝土结构的阻尼比可取 弹性模量可取静弹性模量值当基础承受 个不同频率的扰力作用时 应分别计算各扰力对验算点 所产生的振动速度 其最大振动速度 可按下式计算式中 机器扰力对验算点 所产生的振动速度透平压缩机基础顶面控制点的最大振动速

45、度应小于框架式基础的承载力计算当框架式基础符合下列条件时 可不进行承载力计算顶板的净跨度不大于作用于每榀框架上的机器自重不大于基础的构造应满足本规范第 节的有关规定 且框架柱截面不应小于 柱中竖向钢筋总配筋率不得小于框架梁上 下主筋配筋率宜取 但不宜少于 根直径为 的 级钢筋混凝土强度等级宜采用透平压缩机基础承载力计算时 应采用本规范第 条中除地震作用以外的各项荷载分项系数 荷载的组合可按本规范第 条规定采用与机器设备有关的荷载资料 应由机器制造厂提供 当无资料时 可按下列规定采用顶板上的检修荷载标准值可取 使用荷载可取凝汽器真空吸力标准值 可按下式计算式中 凝汽器真空吸力标准值凝汽器与汽轮机

46、接口处的横截面面积透平压缩机的扰力当量荷载 按正负方向的集中荷载作用在基础上 其数值可按下列规定采用竖向当量荷载式中 竖向当量荷载横向 纵向当量荷载可分别取竖向当量荷载的 分别集中作用在横梁 纵梁轴线上对不承受机器转子自重的基础构件 其当量荷载在竖向和横向均可取构件自重的 在纵向可取构件自重的破碎机和磨机基础破碎机基础本节适用于旋回式 颚式 圆锥式 锤式和反击式破碎机基础的设计破碎机基础设计时 除应取得本规范第 条规定的有关资料外 尚应由机器制造厂提供下列资料破碎机 电机的相互位置及传动方式破碎机扰力作用位置基础宜采用钢筋混凝土结构 其形式可为大块式 墙式或框架式墙式基础各构件尺寸应符合下列规

47、定基础顶板的厚度不宜小于 且不小于顶板跨度的顶板的悬臂长度不宜大于纵墙的厚度不宜小于 高厚比不宜大于横墙的厚度不宜小于 高厚比不宜大于基础底板厚度不宜小于 且不宜小于墙厚基础底板悬臂长度不宜大于 倍底板厚度注 纵墙系指与破碎机扰力方向平行的墙 横墙为与破碎机扰力垂直的墙框架式基础的底板宜采用平板 其厚不应小于两台至三台破碎机可设置在同一基础上 构成联合基础其底板厚度不应小于当基础建造在岩石地基上并符合本规范附录 中第条规定时 基础可采用锚桩 杆 基础基础的动力计算 可只计算水平扰力作用下所产生的振动线位移 并应符合下列规定大块式和墙式基础的动力计算应按本规范第和 条的规定采用框架式基础的动力计

48、算应按本规范第 条规定采用但可不计算扭转振动大块式锚杆基础可不作动力计算联合基础的动力计算 其扰力应取两台机器扰力的绝对值之和 并按本规范第 和 条规定的公式计算 计算所得的振动线位移可乘以折减系数破碎机基础顶面的水平向允许振动线位移可按表 采用破碎机基础顶面的水平向允许振动线位移表机器转速 允振动线位移破碎机基础的承载力计算 其荷载应包括构件 机器自重和 倍的锤式及反击式破碎机的扰力或 倍的其他型式的破碎机扰力破碎机基础的配筋 应符合下列规定对于大块式和墙式基础的配筋 可按本规范第 条规定采用框架式基础的配筋 应按计算确定磨机基础本节适用于被碾物料温度为常温状态的管磨机 球 棒 磨机及自磨机

49、基础的设计PxWr磨机旋转方向磨机基础设计时 除应取得本规范第 条规定的有关资料外 尚应由机器制造厂提供下列资料磨机 电机和减速器的相互位置及传动方式磨机内碾磨体的总重磨机筒体中心线距基础面的距离磨机基础宜采用钢筋混凝土结构 其形式可为大块式 墙式或箱式管磨机的磨头和磨尾可分别采用独立基础 球 棒 磨机及自磨机基础 当建造在土质均匀 地基承载力的标准值大于时 其磨头和磨尾亦可分别采用独立基础墙式和大块式基础可不进行动力计算在计算基础底面静压力时 其荷载计算除应符合本规范第条的规定外 尚应考虑作用在磨机每端轴承中心线处的定向水平当量荷载 图 其值可按下式计算式中 磨机每端轴承中心线处的定向水平当量荷载磨机内碾磨体总重图