动力机器基础设计标准 GB50040-2020
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5.1 一般规定

5.1.1  往复式机器基础设计原则、地基要求、与相邻结构的要求,应符合本标准第4.2.1条~第4.2.3条的规定。

5.1.2  往复式机器基础外形尺寸应按制造厂的机器图纸、辅助设备布置和配管条件等资料确定。基础形式应简单规整,宜对称布置,质量分布宜均匀,一般情况下可采用大块式基础;当机器操作平台位于二层楼面标高时,可采用墙式基础,墙式基础构件之间应采取措施加强整体连接。

5.1.3  往复式机器基础的计算,应包括下列内容:

    1  地基承载力的验算;

    2  振动验算时,基础控制点的振动值不大于容许振动值;

    3  沉降验算时,基础的沉降和倾斜不大于容许值;

    4  偏心验算时,基组的总重心与基础底面形心在横、纵两个方向的偏心距均不超过对应底板边长的3%。

5.1.4  除立式压缩机基础外,对于功率小于80kW的往复式机器基础和功率小于500kW的对称平衡型往复式机器基础,当基础质量大于机器质量的5倍且基础底面的平均静压力标准值小于地基承载力特征值的1/2时,可不进行动力计算。

条文说明

5  往复式机器基础

5.1  一般规定

    本章适用于往复式机器基础的设计,其他类似机器采用大块式或墙式基础设计时,亦可参照执行。往复式机器基础设计时,除了具备基本设计资料外,还应取得下列资料:①机组的振动荷载,应包括由机器各列曲柄-连杆-活塞机构运动所产生的一谐、二谐竖向扰力Fvz、水平扰力Fvx、绕z轴的扭转力矩Mψ、绕x轴的回转力矩Mθ,及振动荷载作用点位置;②基础模板图,应包括各部件几何尺寸、沟槽、孔洞、地脚螺栓和预埋件的尺寸和位置;③二次灌浆层的厚度、范围及材料要求;④对基础振动、沉降及倾斜的特殊要求;⑤临近机器或设施的基础、平台、仪表、地沟的布置图。

    其中机器的振动荷载应由制造厂提供,若制造厂不能提供,则应按照现行国家标准《建筑振动荷载标准》GB/T 51228-2017第5章的相关规定计算。往复式机器的扰力主要是各列气缸往复运动质量惯性力之和,各分扰力向曲轴上气缸布置中心C点(C点也是机器扰力作用点)平移时形成扰力矩。不同类型机器的扰力(矩)特点是不同的,依不同的气缸方向而定,立式机器以Fvz、Mθ为主,卧式机器以Fvx、Mψ为主,对称平衡型机器由于各列气缸水平扰力相瓦抵消,仅余下扭转力矩Mψ,L型、V型、W型机器以Fvz、Fvx为主。

5.1.2  往复式机器基础应采用整体性较好的钢筋混凝土结构,而且动力计算采用单质点模式并要求基组是刚体。因此,当机器安装在厂房底层时,一般做成高出地面的大块式基础;当机器安装在厂房的二层标高时,则做成墙式基础,但要满足第5.3节中的构造要求。

    往复式机器因转速较低,一般设计时把基础和刚性地坪相连,可提高地基刚度和机组自振频率,以减少振动位移。

5.1.3  本条要求的容许振动值根据现行国家标准《建筑工程容许振动标准》GB 50868的规定确定,沉降和倾斜容许值根据国家现行标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007、《建筑桩基技术规范》JGJ 94的规定确定。

5.1.4  工程设计中经常遇到中、小型往复式机器,根据实践经验综合分析,提出不做动力计算的界限,以便设计入员使用。

    小型机器一般为立式、L型、W型,其转速较高且基础较小,扰力也较小,一般情况下采用机器制造厂提供的基础尺寸均能满足振动要求。本标准还提出对基础质量和底面静压力的要求,一方面保证基础的稳定,另一方面控制底板面积;当机器转速较高,地基刚度较低时,后一条要求对于避开共振区尤为必要。

    对称平衡型机器一般由两列、四列或六列气缸组成,水平扰力相互抵消,一般以一谐扭转力矩为主,且转速相对较低(一般小于500r/min),这类基础多为墙式且底板尺寸较大,故不易发生共振,且振动相对比较平稳。但应注意,对置式机器并不属于对称平衡型,仍存在较大的二谐扰力,在软弱地基上较易发生共振,应慎重对待。

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