Часть 1 | Часть 2 | Часть 3 | Часть 4
СНиП 2.02.05-87 Фундаменты машин с динамическими нагрузками. Часть 4
12.10. При установке станков на утолщенных бетонных или железобетонных лентах пола или на отдельных фундаментах ленты и фундаменты следует рассчитывать на прочность на действие расчетных статических нагрузок в соответствии с указаниями пп.1.22 и1.23 и в случае необходимости - на жесткость (см. п.12.6). 12.11. Расчет оснований фундаментов по деформациям следует производить в случаях ограничения углов поворота фундамента, при этом допускается пренебрегать упругостью фундамента. Расчет углов поворота фундамента следует выполнять на действие расчетных (с коэффициентом надежности по нагрузке gf = 1) статических, эксцентрично приложенных нагрузок. 12.12. Расчет колебаний невиброизолированных фундаментов станков, как правило, не выполняется. 12.13. Расстояние от фундаментов высокоточных станков до фундаментов станков, работающих со сознательными динамическими нагрузками (долбежные, строгальные и т.п.), должно быть не менее 15м. Допустимость установки высокоточных станков в зоне действия различного рода промышленных и транспортных источников вибраций следует проверять расчетом в соответствии с обязательным приложением 4. 13. ФУНДАМЕНТЫ ВРАЩАЮЩИХСЯ ПЕЧЕЙ 13.1. Требования настоящего раздела распространяются на проектирование фундаментов вращающихся обжиговых печей с числом опор более двух. 13.2. В состав исходных данных для проектирования, кроме материалов, указанных в п. 1.1, должны входить: чертежи корпуса печи с указанием толщин стальной оболочки, размеров бандажей и толщины футеровки; данные о числе зубьев венцовой шестерни; значения нагрузок на фундаменты от опорных рам и роликов, а также на опору приводного оборудования от механизмов привода; частота вращения корпуса печи в эксплуатационном режиме; значение максимального усилия в гидроупоре для печей, снабженных гидроупорами. 13.3. Фундамент вращающейся печи должен проектироваться, как правило, в виде отдельных железобетонных опор рамной или стенчатой конструкции, выполняемых монолитными или сборно-монолитными и отдельными от фундаментов и других конструкций здания. При этом приводное оборудование и ближайшую роликоопору необходимо размещать на одной опоре стенчатой конструкции со стенами в двух взаимно перпендикулярных направлениях. 13.4. Расчетной схемой установки (печи и фундамента) является неразрезная балка (корпус печи), шарнирно опирающаяся на упругие опоры. Упругость опор учитывается в вертикальном и горизонтальном направлениях. Вертикальные и горизонтальные нагрузки на опоры, направленные перпендикулярно и вдоль оси печи, следует определять с учетом совместной работы корпуса печи и фундамента. 13.5. При проектировании опор коэффициенты их жесткости в горизонтальном направлении, перпендикулярном оси печи, следует принимать не менее коэффициентов жесткости корпуса печи, причем для крайних опор не менее коэффициентов жесткости корпуса печи в месте расположения соседних с ним опор. Примечание. Под коэффициентом жесткости корпуса печи следует понимать реакцию неразрезной балки в месте расположения рассматриваемой опоры при ее горизонтальном единичном смещении поперек оси печи. 13.6. Нормативные горизонтальные нагрузки на опоры Fn,t, кН(тс), действующие вдоль оси печи, следует определять по формуле
где Fn,v - нормативная вертикальная нагрузка, кН(тс), определяемая по соответствующему сочетанию (п.13.9); kf - коэффициент трения подбандажной обечайки по опорным роликам, принимаемый равным 0,2; a - угол между вертикалью и прямой, соединяющей ось корпуса с осью опорного ролика. 13.7. Горизонтальные нагрузки на опоры, действующие вдоль оси печи, при обосновании расчетом допускается передавать на опору приводного оборудования стальными распорками, связывающими опоры на уровне их верха. При расчете распорок, кроме усилий, указанных в п. 13.6, следует учитывать усилия, возникающие в них от температурных воздействий. 13.8. Нормативные циклические нагрузки (вертикальная Fn,,v, и горизонтальная Fn,,h, действующая перпендикулярно оси печи) на опоры от веса печи, теплообменных устройств, футеровки и обжигаемого материала, монтажных и температурных деформаций корпуса печи, кН(тс), возникающие при вращении печи с эксцентриситетом, следует определять в соответствии с расчетной схемой, указанной в п. 13.4. При этом необходимо принимать максимальное значение реакции, получаемое на опоре при эксцентриситете оси корпуса печи, равном 20мм, задаваемом поочередно на каждой опоре в вертикальном и горизонтальном направлениях. Максимальные расчетные нагрузки печи с числом опор не более четырех допускается определять при эксцентриситете оси корпуса печи, равном 10мм. Примечание. Нагрузки Fn,,v, и Fn,,h для трех- и четырехопорных печей допускается определять при эксцентриситете оси корпуса печи, равном 10мм. 13.9. Расчет опор по прочности производится на следующие сочетания нагрузок: 1) Fv, Ft, 2) Fv,с, Ft,c, Fh, где Fv, Ft, Fh - расчетные нагрузки на рассматриваемую опору, кН(тс), определяемые в соответствии с указаниями пп. 13.6, 13.8 и 1.23; Fv,с - расчетная вертикальная нагрузка на опору, кН(тс), определяемая в соответствии с указаниями п. 13.4 без учета эксцентриситета печи; Ft,c - расчетная горизонтальная нагрузка на опору, кН(тс), действующая вдоль оси печи, определяемая в соответствии с указаниями п. 1.23 при замене нагрузки Fn,,v, в формуле (64) на нагрузку Fn,,v,с. Примечания: 1. Для опор, оборудованных гидроупорами, в качестве расчетного значения горизонтальной нагрузки, направленной вдоль оси печи, Ft, кН(тс), следует принимать наибольшее из двух ее значений, определенных по формуле (64) и по усилию в гидроупоре. 2. Расчет опор на второе сочетание нагрузок следует производить с учетом момента, действующего в горизонтальной плоскости от нагрузки Ft, приложенной только к одному из роликов опоры печи. 13.10. Расчет железобетонных элементов опор на выносливость следует производить на нагрузки, определяемые в соответствии с указаниями п.13.9, принимая коэффициент надежности по нагрузке gf = 0,8. 13.11. Площадь подошвы опоры следует определять из условия допустимости ее отрыва от основания не более четверти ширины подошвы. 13.12. Фундаменты под печи следует проектировать таким образом, чтобы значения первой частоты собственных вертикальных и горизонтальных колебаний установки, определяемые для расчетной схемы п.13.4, отличались не менее чем на 25% от значения частоты зацепления зубьев привода w, с-1, вычисленной по формуле w=0,105Nnr, (65) где N - число зубьев венцовой шестерни; nr - частота вращения печи, об/мин. ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Обязательное РАСЧЕТ КОЛЕБАНИЙ ФУНДАМЕНТОВ МАШИН С ПЕРИОДИЧЕСКИМИ НАГРУЗКАМИМ1 Рамные фундаменты 1. Амплитуды горизонтально-вращательных колебаний относительно вертикальной оси верхней плиты рамных фундаментов ah,y, м, следует определять по формуле ah,y= aх+ aylb, (1) где aх - амплитуда горизонтальных колебаний центра тяжести верхней плиты, м, вычисляемая по формуле
ay - амплитуда (угол поворота), рад, вращательных колебаний верхней плиты относительно вертикальной оси, проходящей через ее центр тяжести, определяемая по формуле
w - частота вращения машины, с-1, w=0,105nr; nr - частота вращения машины, об/мин; ах,st - соответственно перемещение, м, и угол поворота, рад, центра аy,st тяжести верхней плиты при статическом действии силы Fh и момента Mz, определяемые по формулам
здесь Fh - расчетное значение горизонтальной составляющей динамической нагрузки, кН(тс), определяемое по соответствующим разделам с учетом указаний п.1.23; Mz - расчетное значение возмущающего момента относительно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести верхней плиты, кН×м(тс×м), для машин с вращающимися частями следует принимать Mz = Fh lb / 2; Sx,Sy - коэффициенты жесткости системы фундамент - основание соответственно в горизонтальном направлении, перпендикулярном оси вала машины, кН/м(тс/м),и при повороте в горизонтальной плоскости, кН×м(тс×м), определяемые по формулам (6) и (7) настоящего приложения; x/х, x/y - относительные демпфирования системы фундамент - основание, определяемые по формулам (12) и (13) настоящего приложения; lх, ly - угловые частоты горизонтальных и вращательных колебаний фундамента относительно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести верхней плиты, с-1, определяемые по формулам (14) и (15) настоящего приложения; lb - расстояние от центра тяжести верхней плиты до оси наиболее удаленного подшипниками машины, м. ______________________ 1К машинам с периодическими нагрузками относятся машины с вращающимися частями, кривошипно-шатунными механизмами, дробилки и др. 2. Коэффициенты жесткости конструкции фундамента с учетом упругости основания Sх, кН/м(тс/м), и Sy, кН×м(тс×м), следует вычислять по формулам:
В формулах (6) и (7): h - высота фундамента, м; Кх, Кy, Кj - коэффициенты жесткости основания соответственно при упругом равномерном Кх и неравномерном Кy сдвиге и неравномерном сжатии Кj, определяемые в соответствии с требованиями п.1.27 или п. 1.36; Sox - сумма коэффициентов жесткости всех поперечных рам фундамента в горизонтальном направлении, перпендикулярном оси вала машины, кН/м(тс/м) (N - число поперечных рам), определяемая по формуле
Soy - сумма коэффициентов жесткости всех поперечных рам при повороте верхней плиты в горизонтальной плоскости относительно ее центра тяжести, кН×м(тс×м),определяемая по формуле
где еi - расстояние от плоскости i-й поперечной рамы до центра тяжести верхней плиты, м. Коэффициент жесткости одноэтажных поперечных рам с жесткими узлами Si, кН/м(тс/м), следует определять по формуле
где Eb - модуль упругости материала рам верхнего строения, кПа (тс/м2);
Ih,i,Il,i - моменты инерции поперечных сечений соответственно стойки и ригеля рамы, м4. hi,li - соответственно расчетная высота стойки и расчетный пролет ригеля i-й поперечной рамы, м. Примечание. Допускается принимать расчетную высоту стойки hi равной расстоянию от верхней грани нижней плиты до оси ригеля (проходящей через центр тяжести площади его сечения), в расчетный пролет ригеля равным 0,9 расстояния между осями колонн. 3. Относительное демпфирование системы фундамент - основание x/х, и x/y следует определять по формулам:
где xх, xj, - относительное демпфирование для горизонтальных xх и вращательных xj и xy колебаний фундамента на грунте, определяемое в соответствии с требованиями п. 1.29 или п. 1.37; g - коэффициент поглощения энергии при колебаниях, принимаемый для железобетонных конструкций равным 0,06, для стальных конструкций - 0,02. 4. Угловые частоты колебаний фундамента lx и ly, с-1, следует определять по формулам:
В формулах (14), (15):
где l - длина верхней плиты, м. Массивные и стенчатые фундаменты 5. Амплитуды горизонтально-вращательных колебаний верхней грани массивных и стенчатых фундаментов относительно горизонтальной оси аh,j, м, следует определять по формуле
где
здесь
S4=1+x; (23)
lx, lj - угловые частоты колебаний фундамента, с-1, соответственно горизонтальных и вращательных относительно горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента перпендикулярно плоскости колебаний, определяемые по формулам:
Кх и Кj - коэффициенты жесткости основания, кН/м(тс/м) и кН×м (тс×м), определяемые согласно указаниям п. 1.27 или п. 1.36; qjо - момент инерции массы всей установки относительно оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента перпендикулярно плоскости колебаний, т×м2(тс×м×с2), определяется по формуле qjо=qj+ qj - момент инерции массы всей установки (фундамента с засыпкой грунта на его обрезах и выступах и машины) относительно оси, проходящей через общий центр тяжести перпендикулярно плоскости колебаний, т×м2(тс×м×с2); т - масса всей установки (фундамента с засыпкой грунта на его обрезах и выступах и машины), т(тс×с2/м); Fh - расчетная горизонтальная составляющая возмущающих сил машины, кН(тс), определяемая по соответствующим разделам с учетом указаний п. 1.23; М - расчетное значение возмущающего момента, кН×м(тс×м), равного сумме моментов от горизонтальных составляющих возмущающих сил при приведении их к оси, проходящей через центр тяжести установки перпендикулярно плоскости колебаний, и возмущающему моменту машины; h1, h2 - расстояния от общего центра тяжести установки соответственно до верхней грани фундамента и до подошвы фундамента, м. 6. Главные собственные частоты колебаний установки l1,2, с-1, следует определять из соотношения
где 7. Амплитуды горизонтальных ах, м, и вращательных аj, рад, колебаний массивный и стенчатых фундаментов следует определять по формуле (17) настоящего приложения, принимая S3 = S4 = 0 (при определении ах) и S1 = S2 = 0, h1 = 1 (при определении а |