第九章 机械基础设计3课件.ppt

第八章 机械基础设计 §9—1 机械基础的要求 一、概述 基础--机械向地基传递载荷的中间结构体即为基础。 常见的机械扰力有两大类： 1)周期性扰力。这类扰力主要由机械运行时的不平衡和惯性力产生的。 2)冲击性扰力。这类扰力主要是由具有冲击性工作特性的机械产生的。冲击性扰力大而作用时间很短，且一般无周期性。 二、机械基础的结构型式 机械基础的结构型式主要有大块式、墙式和框架式三种，如图9—2所示。 大块式基础常用钢筋混凝土做成整体。 墙式基础是由承重的纵墙和横墙组成。 这两种结构的基础中均需预留有安装和操作机械所必须的沟槽和孔洞。 框架式基础是由固定在一块连续底板上的立柱和与其相连的横梁、纵梁、顶板组成。 大块式基础应用最广，其特点是基础刚度大。 框架式基础常用于有较高振动频率的机械。 墙式基础的刚性介于二者之间，当机械要求安装在一定的高度时常采用这种结构型式。 机械基础的要求 机械基础应满足下列基本要求： 1）地基和基础应具有足够的刚度； 2）基础应具有足够的强度； 3）基础在扰力的作用下不应产生过大的振动； 4）在满足上述要求的条件下，还应有良好的经济性。 三、机械基础设计的一般规定 1）基础设计时应取得所需的资料； 2）机械基础宜与建筑物的基础、上部结构以及混凝土地面分开； 3）当管道与机械连接而产生较大振动时，管道与建筑物的连接处应采取隔振措施； 4）当基础的振动影响较大时，应采取隔振措施； 5）基础不得产生有害的不均匀沉降； 6）重要的或对沉降有严格要求的机械，应对其的沉降情况定期观测。 四、机械基础设计的一般步骤 机械基础设计的一般步骤如下： 1）了解和分析设计任务，并收集有关的设计资料。 2）初步确定基础的结构型式。 3）初步确定基础的几何尺寸和埋置深度。 4）计算地基的静强度。 5）计算基组的总质心位置，尽量使其与基础底面形心在同一垂直线上。 6）根据机械扰力的性质进行基组动力学计算。 7）计算基础构件的强度和配置钢筋。 8）绘制基础施工图。 五、机械基础的设计要点 1）力求避免基组共振 对有周期性扰力的机械，应尽量使机械—基础-地基系统的固有额率与机械扰力的激振频率相差25％以上。 对有冲击性扰力的机械，应尽量使其远离对振动敏感的机械和设备，必要时可以采取隔振措施。 对重要的机械基础，基组固有频率应能改变。 2)合理选择基础型式和尺寸 对转速较低的机械（n= 750 r／min） ，应尽量提高基组的固有频率。 对转速较高的机械(n＞750 r／min)，可采取相反的措施。 对有冲击性扰力的机械，宜加大基础质量或采用隔振基础。 3)防止基础偏沉 为防止基础偏沉，应使地基土具有均匀的压缩性。同时，应力求使机械的垂直扰力通过基组的质心，使机械的水平扰力也通过基组的质心或尽量减小它们的偏心距，以减小扰力矩。 §9—2 机械基础的静力学计算 一、地基承载力计算 机械静力学计算的目的： 保证地基有足够的承载能力和防止地基偏沉。 式中： Mt0--基组总质量，单位为t； g--重力加速度，g＝9.81m/s2； A--基础底面积，单位为m2； p--基础底面地基的平均静压力设计值，单位为kPa； f—地基承载力设计值，单位为kPa； F--平均单桩静载荷设计值，单位为kN； np—桩数； fp—单桩承载力设计值；单位为KN； M--基础底面上的总力矩，单位为kN.m； I--基础底面通过其形心在力矩M方向的截面惯性矩，单位为m4，见表9－2。 Smax--在平行于力矩M方向，由基础底面形心至基础底面边缘的距离，或由桩台底面形心至最外侧桩中心的距离，单位为m； Si--在平行于力矩M方向由桩台底面形心至第i根桩中心的距离，单位为m； Pmax--基础边缘处的最大压强，单位为kPa； Fmax--单桩上的最大载荷，单位为kN； αf--地基承载力的动力折减系数，可按下列规定采用：对旋转式机械基础可取αf=0.8；对锻锤式机械基础可取αf可按式（9-5）计算。其他机械基础可取αf=1。 二、基组偏心计算 基组总质心与基础底面形心应在同一条垂直线上。 偏心距与沿偏心方向的基础底面边长之比,即偏心率e≤3%--5%。 基组总质心的位置： 基础底面的型心位置O′（x ′ 、y ′ ）按底面几何形状计算。 如图9-4所示，机组沿x方向和y方向的偏心率分别为 机械压力机基础设计举例 §9－4 机械基础的构造与材料 一、机械基础的构造 机械基础的构造应能保证基础在静力和动力载荷的作用下具有足够的整体刚度和强度。 基础顶面尺寸应比其上面的机械设备的底面尺寸稍大，每边大出尺寸不宜小于100mm。 基础地脚螺栓设置的规定： 地脚螺栓的埋置深度以不超过（30~40）d为宜。 基础整体宜采用整体式或装配整体式