• 式中：pk——基础底面地基的平均静压力标准值(kPa)； • fa——修正后的地基承载力特征值(kPa)； • αf ——地基承载力的动力折减系数，其值与基础的动力作用形 式有关：对旋转式机器基础，可采用0.8；对锻锤基础，按公式(10-44) 计算；其他机器基础可采用1.0。
•
a 1 g • 式中：a——基础的振动加速度(m/s2) • β——地基土动沉陷影响系数
10.1概述
• 动力机器基础应满足下列一般构造要求（自学）： • (1) 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，管道与建筑物的连接处应采用隔振措施。 • (2) 动力机器底座边缘至基础边缘的距离不宜小于100mm。除锻锤基础外， 在机器底座下应预留厚度不小于25mm的二次灌浆层。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。 • (3) 基组(动力机器基础和基础上的机器、附属设备、填土的总称)的总重心 与基础底面的形心宜位于同一竖直线上，当不在同一竖直线上时，两者之 间的偏心距和平行偏心方向基底边长的比值η应符合如下要求： • 对汽轮机组和电机基础，η≤3%； • 对金属切削机床以外的一般机器基础，当地基承载力特征值fak≤150kPa时， η≤3%；当地基承载力特征值fak>150kPa时，η≤5%。 • (4) 动力机器基础宜采用整体式或装配整体式混凝土结构。 • (5) 动力机器基础的钢筋一般采用HPB235、HRB335、HRB400级钢筋，不 宜采用冷轧钢筋。受冲击力较大的部位应尽量采用热轧变形钢筋，并避免 焊接接头。 • (6) 动力机器基础的底脚螺栓除了应严格按照机器安装图设置以外，还应符 合以下规定：带弯钩底脚螺栓的埋置深度不小于20d(d为螺栓直径)，带锚板 底脚螺栓埋置深度不小于15d。底脚螺栓轴线距基础边缘不应小于4 d，预 留孔边距基础边缘不应小于100mm，当不能满足要求时，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50mm，当为预留孔时，则孔 底面下的混凝土净厚度不应小于100mm，如图10.2所示。
10.1概述
• 动力机器的动荷载必然会引起地基及基础的振动，如设计 不当，可能产生一系列不良影响，例如降低地基土的强度 并增加基础的沉降量，影响机器的正常运转；使机器零件 易于磨损，影响其正常使用；产生噪音，严重者将影响工 人健康。 • 引起地基及基础振动的另一个重要因素是地震。
10.1概述
• 动力机器基础设计 • 一般的动力机器在运行时都将产生振动，而振动引起的动 荷载又将对机器的支承结构(基础或构架)带来动力效应。 • 当机器的动力作用不大时(如一般的金属切削机床)，其基 础可按一般静荷载下的基础进行设计并作适当的构造处理。 • 当动力作用较大时，应根据荷载特点进行动力基础设计。 动力机器基础的设计涉及土建与机械两个专业，设计前需 要了解各种动力机器对基础的动力作用形式、常用的动力 机器基础结构型式及其设计基本要求。 动力机器基础的设计基本要求（满足强度、变形和使用功能）： (1) 地基和基础不应产生影响机器正常使用的变形。 (2)基础本身应具有足够的强度、刚度和耐久性。 (3) 基础不产生影响工人身体健康、妨碍机器正常运转和生产以 及造成建筑物或构筑物开裂和破坏的剧烈振动。 (4) 基础的振动不应影响邻近建筑物、构筑物或仪器设备等的正 常使用。
• 往往结合模型试验进行
第十章 动力机器基础与地基基 础抗震
10.1概述 10.2振动对地基的影响 及机器基础的设计步骤
10.1概述
• 运转时产生较大不平衡惯性力的一类机器，称为动力机器。 • 动力机器基础设计是工业建筑设计的一个重要组成部分， 也是建筑工程中一项复杂的课题，其特点首先取决于机器 对基础的作用特征。 • 动力机器常按对基础的动力作用形式分为两大类： • (1) 周期性作用的机器：包括匀速旋转运动的机器(例如电 机、涡轮机)以及匀速旋转和往复直线运动的机器(例如曲 柄连杆式机器、颚式破碎机)。其特点是有相对固定的周 期，易引起附近建筑物或其中部分构件的共振。 • (2) 间歇性作用或冲击作用的机器：包括非匀速旋转和非 往复直线运动的机器(例如拖动电动机、遮断容量的电动 机)以及冲击式运动的机器(例如锻锤、落锤)。其特点是冲 击力大且无节奏。
10.2振动对地基的影响及机器基础的设计步骤
• 10.2.1振动对土性质的影响 • 2.振动作用下土的压密
10.2振动对地基的影响及机器基础的设计步骤
• 10.2.1振动对土性质的影响 • 2.振动作用下土的压密
10.2振动对地基的影响及机器基础的设计步骤
• 10.2.2 振动作用下地基的承载力 • 动力机器基础底面地基的平均静压力值应符合下式要求： (10-1) pk f f a •
f
1
(10-44)
10.2振动对地基的影响及机器基础的设计步骤
• 10.2.3 动力机器基础设计的一般步骤
• • • • • • •
(1) 收集设计技术资料 机器、建筑场地的工程地质勘察资料等。 (2)确定地基动力参数 地基动力试验资料 (3)选择地基方案 软土、湿陷性黄土、饱和细砂或粉砂 (4)基础的结构型式及材料。 (5) 确定基础的埋置深度及尺寸 (6) 校核地基承载力 (7) 进行基础的动力计算
10.2振动对地基的影响及机器基础的设计步骤
• 10.2.1振动对土性质的影响 • 1.振动对土的抗剪强度的影响 • 抗剪强度降低幅度与振源的振幅、频率及振动加速度有关。 一般，振动越强烈，土的强度降低越多。
10.2振动对地基的影响及机器基础的设计步骤
• • • • • 10.2.1振动对土性质的影响 1.振动对土的抗剪强度的影响 一般，振动越强烈，土的强度降低越多。 砂土含水量增大，内摩擦系数的减小还要多。 随着土的粘聚力增加，振动对土的物理力学性质变化的影 响将减小。同条件振动，干砂内摩擦系数减小幅度比一般 粘性土大，但振动对灵敏度较高的软粘土影响较大。
10.1概述
• 动力机器基础的结构型式主要有三种：①实体式(块式)； ②墙式；③框架式。如图10.1所示。式
(c) 框架式
实体式基础应用最广泛，通常做成刚度很大的钢筋混凝土块体； 墙式基础则由承重的纵横墙组成； 框架式基础一般用于平衡性较好的高频机器，其上部结构是由固 定在底板或基岩上的立柱以及与立柱上端刚性连接的纵横梁组成 的弹性体系。