2. ФУНДАМЕНТЫ МАШИН С ВРАЩАЮЩИМИСЯ ЧАСТЯМИ
2.1. Требования настоящего раздела распространяются на проектирование фундаментов турбомашин (энергетических, нефте- и газоперекачивающих турбоагрегатов мощностью до 100 тыс. кВт, турбокомпрессоров, турбовоздуходувок, турбонасосов), электрических машин (мотор-генераторов и синхронных компенсаторов), центрифуг, центробежных насосов, дымососов, вентиляторов и тому подобных машин.
2.2. В состав исходных данных для проектирования фундаментов машин, указанных в п. 2.1, кроме материалов, перечисленных в п. 1.1, должны входить:
данные о значениях нагрузок от момента короткого замыкания генератора и от тяги вакуума в конденсаторе, координаты точек их приложения и размеры площадок передачи этих нагрузок; данные о нагрузках, возникающих при тепловых деформациях машин;
схемы расположения и нагрузки от вспомогательного оборудования (масло- и воздухоохладителей, масляных баков, насосов, турбопроводов и др.);
схемы площадок, опирающихся на фундамент, и данные о нормативных значениях нагрузок от них;
данные для определения монтажных нагрузок, размеры площадок передачи этих нагрузок.
Примечание. При проектировании фундаментов турбоагрегатов мощностью 25 тыс. кВт и более показатели физико-механических свойств грунтов должны определяться на основе непосредственных испытаний в полевых или лабораторных условиях.
2.3. Фундаменты машин с вращающимися частями следует проектировать рамными, стенчатыми, массивными или облегченными.
При выборе конструктивной схемы фундамента следует руководствоваться требованиями, содержащимися в пп. 1.11-1.13; при этом следует соблюдать симметрию фундамента относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось вала машины.
Стенчатые фундаменты следует проектировать преимущественно с поперечными стенами, расположенными под подшипниками машины.
2.4. Центробежные насосы, агрегируемые на заводе-изготовителе при помощи железобетонных опорных плит с электродвигателями или двигателями внутреннего сгорания мощностью до 400 кВт, допускается устанавливать без фундамента на подстилающий слой пола. Для агрегатов с двигателями мощностью до 50 кВт железобетонные опорные плиты устанавливаются на подстилающий слой пола без специального закрепления на подливку из песчано-цементного раствора толщиной 30-50 мм. Для агрегатов с двигателями мощностью свыше 50 кВт крепление железобетонной опорной плиты к подстилающему слою пола должно осуществляться фундаментными болтами.
2.5. Фундаменты турбоагрегатов мощностью 25 тыс. кВт и более не допускается опирать на пески рыхлые любой крупности и влажности, мелкие и пылеватые водонасыщенные любой плотности, пылевато-глинистые грунты с показателем текучести IL > 0,6, а также на грунты с модулем деформации менее 10 МПа (100 кгс/см2) и грунты, подверженные в водонасыщенном состоянии суффозии. Для свай, опирающихся на указанные выше грунты, несущую способность следует определять по результатам полевых испытаний длительно действующими динамическими нагрузками.
2.6. На нижние плиты (или ростверки) рамных фундаментов машин, указанных в п. 2.1, допускается опирать стойки площадок обслуживания машин и перекрытия над подвалом.
В случае устройства под всем машинным залом общей фундаментной плиты допускается непосредственно на этой плите возводить фундаменты машин.
Элементы верхнего строения фундаментов не допускается связывать с элементами и конструкциями здания.
Примечание. В виде исключения на элементы верхнего строения фундаментов машин допускается опирать вкладные участки перекрытия. В этом случае под опорами балок перекрытия необходимо предусматривать изолирующую прокладку, например, из фторопласта или других подобных материалов. Такие прокладки следует предусматривать такие под опорами перекрытий и площадок обслуживания, установленных на стойках, опертых на нижние плиты (ростверка) фундаментов машин.
2.7.Нормативные динамические нагрузки (вертикальные Fn,v и горизонтальные Fn,h), кН (тс), от машин с вращающимися частями следует принимать по данным задания на проектирование, а при отсутствии этих данных допускается принимать равными:
(39)
где m - коэффициент пропорциональности, устанавливаемый по табл. 9;
s - число роторов;
Gi - вес каждого ротора машины, кН (тс).
Таблица 9
Машины | Коэффициент пропорциональности m |
Турбомашины | 0,2 |
Электрические машины с частотой вращения
nr, об/мин: |
|
менее 500 | 0,1 |
от 500 до 750 | 0,1-0,15 |
от 750 до 1500 | 0,15-0,2 |
свыше 1500 | 0,2 |
Центрифуги (d - диаметр ротора, м) | |
Центробежные насосы | 0,15 |
Дымососы и вентиляторы |
но не менее 0,2 |
2.8. Динамические нагрузки от машин, соответствующие максимальному динамическому воздействию машины на фундамент, следует принимать сосредоточенными и приложенными к элементам, поддерживающим подшипники (к ригелям, балкам) на уровне осей этих элементов.
2.9. Для фундаментов турбомашин расчетную динамическую нагрузку в продольном горизонтальном направлении следует принимать равной 0,5 значения той же нагрузки в поперечном горизонтальном направлении; для остальных машин с вращающимися частями продольную нагрузку следует принимать равной нулю.
2.10. Нормативные нагрузки на фундаменты турбомашин, соответствующие моменту короткого замыкания Мn,sc, кН×м (тс×м), и тяги вакуума в конденсаторе при гибком присоединении конденсатора Fn,vac, кН (тс), следует принимать по заданию на проектирование или определять по формулам:
(40)
(41)
В формулах (40), (41):
N - номинальная мощность электрической машины, кВт;
nr - частота вращения машины, кВт;
ksc - коэффициент кратности вращающего момента при коротком замыкании, принимаемый по заданию на проектирование; в случае отсутствия в задание на проектирование допускается принимать равным 10;
100 (10) - усилие тяги вакуума на 1 м2 сечения трубопровода, кН/м2 (тс/м2);
a - площадь поперечного сечения соединительной горловины конденсатора с турбиной, м2.
2.11.При определении расчетных значений усилий в элементах фундаментов машин с вращающимися частями в каждое отдельное сочетание следует включать только одну из нагрузок, соответствующих динамическому воздействию машины: вертикальную силу и момент в вертикальной плоскости или горизонтальную силу и соответствующие ей моменты в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Нагрузка от тяги вакуума в конденсаторе учитывается в сочетаниях нагрузок как длительная статическая с коэффициентом надежности по нагрузке gf = 1,2.
Сочетание в которое входит момент короткого замыкания Мsc, является особым.
2.12. Нормативную монтажную нагрузку на верхней плите фундамента следует принимать по заданию на проектирование, но не менее 10 кН/м2 (1 тс/м2); ее следует умножать на коэффициент надежности по нагрузке gf = 1,2 и коэффициент динамичности h = 1.
2.13. Расчет колебаний фундаментов всех видов машин с вращающимися частями сводится к определению максимальной амплитуды горизонтальных (поперечных) колебаний верхней плиты (для рамных фундаментов) или верхней грани фундамента (для массивных и стенчатых фундаментов); расчет следует производить в соответствии с указаниями обязательного приложения 1.
Расчет амплитуд вертикальных колебаний, как правило, не производится.
2.14. При расчетах колебаний значения расчетных динамических нагрузок следует определять в соответствии с требованиями пп. 1.23 и 2.7.
2.15. Для массивных и стенчатых фундаментов машин с вращающимися частями с частотой вращения более 1000 об/мин расчет колебаний допускается не производить
2.16. Расчет колебаний опорной плиты агрегируемого оборудования производится как для массивных фундаментов. При этом в массу фундамента следует включать массу оборудования, опорной плиты и массу подстилающего слоя пола непосредственно под плитой и в примыкающей зоне на расстоянии 0,5 м от граней плиты.
В случае необходимости ограничения распространения колебаний от оборудования, смонтированного на железобетонных опорных плитах, в подстилающем слое пола следует устраивать сквозной шов.