Фундаменты машин с вращающимися частями

7.1.1 Требования настоящего раздела распространяются на проектирование фундаментов турбомашин (энергетических, нефте- и газоперекачивающих турбоагрегатов мощностью до 100 тыс. кВт, турбокомпрессоров, турбовоздуходувок, турбонасосов), электрических машин (электродвигателей, мотор-генераторов и синхронных компенсаторов), центрифуг, центробежных насосов, дымососов, вентиляторов и тому подобных машин.

Проектирование турбомашин мощностью более 100 тыс. кВт следует выполнять по указаниям специальных нормативных документов.

7.1.2 В состав исходных данных для проектирования фундаментов машин, указанных в 7.1.1, кроме материалов, перечисленных в подразделе 5.1, должны входить:

данные о значениях нагрузок от момента короткого замыкания в электрических машинах и от тяги вакуума в конденсаторах паровых турбин, 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, трубопроводов 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.

7.1.3 Фундаменты машин с вращающимися частями следует проектировать рамными, стенчатыми, массивными или облегченными.

При выборе конструктивной схемы фундамента следует руководствоваться требованиями, содержащимися в 5.2.10 - 5.2.13; 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.

7.1.4 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.

7.1.5 Фундаменты турбоагрегатов мощностью 25 тыс. кВт и более, не имеющие виброизоляции, не допускается опирать на пески рыхлые любой крупности и влажности, мелкие и пылеватые водонасыщенные любой плотности, глинистые грунты с показателем текучести I_L > 0,6, а также на грунты с модулем деформации менее 10 МПа и грунты, подверженные в водонасыщенном состоянии суффозии.

7.1.6 На нижние плиты (или ростверки) рамных фундаментов машин, указанных в 7.1.1, 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 также под опорами перекрытий и площадок обслуживания, установленных на стойках, опертых на нижние плиты (ростверка) фундаментов машин.

7.1.7 Нормативные динамические нагрузки (вертикальные F_n,v и горизонтальные F_n,h), кН, от машин с вращающимися частями следует принимать по данным задания на проектирование, а при отсутствии этих данных допускается принимать равными:

0123A10B1DE05946

(103)

где μ - коэффициент пропорциональности, устанавливаемый по таблице 9;

s - число роторов;

G_i - вес каждого ротора машины, кН.

Таблица 9

Машины	Коэффициент пропорциональности μ
Турбомашины	0,2
Электрические машины с частотой вращения пr,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

7.1.8 Динамические нагрузки от машин, соответствующие максимальному динамическому воздействию машины на фундамент, следует принимать сосредоточенными или распределенными и приложенными к элементам, поддерживающим подшипники (к ригелям, балкам, стенам) на уровне осей закладных деталей.

7.1.9 Для фундаментов турбомашин расчетную динамическую нагрузку в продольном горизонтальном направлении следует принимать по данным задания на проектирование, а при отсутствии этих данных допускается принимать равной 0,5 значения той же нагрузки в поперечном горизонтальном направлении; для остальных машин с вращающимися частями продольную нагрузку следует принимать равной нулю.

7.1.10 Нормативные нагрузки на фундаменты турбомашин, соответствующие моменту короткого замыкания M_n,sc, кН×м, и тяги вакуума в конденсаторе при гибком присоединении конденсатора F_n,vac, кН, следует принимать по заданию на проектирование или определять по формулам:

(104)

F_n,vac = 100a. (105)

В формулах (104), (105):

N - номинальная мощность электрической машины, кВт;

n_r - частота вращения машины, об/мин;

k_sc - коэффициент кратности вращающего момента при коротком замыкании, принимаемый по заданию на проектирование; в случае отсутствия в задание на проектирование допускается принимать равным 10;

100 - усилие тяги вакуума на 1 м² сечения трубопровода, кН/м²;

а - площадь поперечного сечения соединительной горловины конденсатора с турбиной, м².

7.1.11 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 γ_f = 1,2.

Сочетание, в которое входит момент короткого замыкания M_sc, является особым.

7.1.12 Нормативную монтажную нагрузку на верхней плите фундамента следует принимать по заданию на проектирование, но не менее 10 кН/м²; ее следует умножать на коэффициент надежности по нагрузке γ_f = 1,2 и коэффициент динамичности η= 1.

7.1.13 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 подразделов 6.1 и 6.2. Расчет амплитуд вертикальных колебаний при отсутствии требований технического задания, как правило, не производится.

7.1.14. При расчетах колебаний значения расчетных динамических нагрузок следует определять на основании 5.2.21 и 7.1.7.

7.1.15 Для массивных и стенчатых фундаментов машин с вращающимися частями с частотой вращения более 1000 об/мин расчет колебаний допускается не производить.

7.1.16 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.

7.1.17 При наличии в задании на проектирование фундамента технологических требований, ограничивающих перемещения и деформации фундамента из условий сохранения взаимного положения элементов машины и связанного с ней оборудования для обеспечения нормальной их эксплуатации, толщина нижней плиты фундамента определяется расчетом по деформациям в соответствии с указаниями приложения В. В этом случае эксцентриситет центра тяжести площади подошвы фундамента и линии действия равнодействующей статических нагрузок (см. 5.2.7) не нормируется при следующих дополнительных условиях: величины краевых давлений при внецентренном загружении фундамента не превосходят правой части формулы (1) более чем на 25 %; расчет колебаний ведется с учетом эксцентриситета.