Фундаменты под машины. Динамические характеристики оснований.

Фундаменты под машины и оборудование с динамическими нагрузками должны проектироваться таким образом, чтобы обеспечить нормальную работу установленных на них машин и технического оборудования, а также исключить вредное воздействие вибраций на расположенные вблизи строительные конструкции, оборудование и аппаратуру, обеспечить допустимый уровень вибраций, соответствующий требованиям санитарных норм.

Различают длительныеикратковременныединамические нагрузки.

К длительнымотносятся нагрузки, возникающие при продолжительной работе машин в рабочем режиме, многократные импульсные и ударные нагрузки.

К кратковременнымотносятся одиночные импульсы, кратковременные перегрузки в аварийных режимах, нагрузки, возникающие при переходе через резонанс во время пуска или остановки машины и др.

СНиП II-19-79. Фундаменты машин с динамическими нагрузками. –М.: Стройиздат, 1980. Рекомендует оценивать упругие свойства грунтов основания при плоской задаче четырьмя коэффициентами:

–коэффициент равномерного упругого сжатия;

–коэффициент неравномерного упругого сжатия (поворота);

–коэффициент равномерного упругого сдвига;

–коэффициент неравномерного упругого сдвига.

Эти коэффициенты связывают напряжения ,и моментыи, действующие по подошве фундамента, с вызываемыми ими соответствующими упругими перемещениями: вертикальнымиz, горизонтальными х, поворотами φ иᴪотносительно главной горизонтальной оси инерции и вертикальной оси, проходящих через центр тяжести площади подошвы фундамента:

- силы, действующие параллельно осям zи х соответственно;

- площадь подошвы фундамента;

- моменты внешних сил соответственно относительно горизонтальной и вертикальной осей, проходящих через центр тяжести подошвы фундамента;

- моменты инерции площади подошвы фундамента соответственно относительно центральной оси, перпендикулярной плоскости действия момента, и вертикальной оси, проходящей через центр тяжести площади подошвы фундамента;

–коэффициенты жёсткости основания соответственно при равномерном и неравномерном упругом сжатии, равномерном и неравномерном упругом сдвиге.

Значения коэффициентов могут быть определены испытанием на колебания опытного фундамента.

Основным параметром, характеризующим упругие свойства оснований фундаментов, является коэффициент упругого равномерного сжатия С_z.

При отсутствии экспериментальных данных величину С_z , кН/м³, допускается определять для фундаментов с площадью подошвы А не более 200м²по формуле:

–коэффициент, м^-1, принимаемый равным: для песков 1; для супесей и суглинков 1,2; для глин и крупнообломочных грунтов 1,5;

Е – модуль деформации грунта, кПа; (определяемый методами механики грунтов)

А – площадь подошвы фундамента, м²;

А₀=10м².

Для фундаментов с площадью подошвы А, превышающей 200м²С_zпринимается как для фундаментов с А=200м².

Значения нормы разрешают определять по приближенным зависимостям:

Найдя значения , определяюткоэффициенты жесткостиоснования:

Расчетная схема массивного фундамента под машину при расчёте колебаний представлена в виде твердого тела, опирающегося на пружины и демпферы. Демпфер (нем. глушитель) – устройство для успокоения (демпфирования) или предотвращения вредных механических колебаний звеньев машин и механизмов путем поглощения энергии.

Демпфирование– принудительное гашение колебаний (обычно вредных) систем, либо уменьшение их амплитуды до допустимых пределов.

Коэффициенты жёсткости и коэффициенты демпфирования связаны между собой. Демпфирующие свойства определяются коэффициентами относительного демпфирования ξ(доля критического затухания колебаний), определяемыми, как правило, по результатам испытаний.

Коэффициент относительного демпфирования для вертикальных колебаний ξ_zсвязан с коэффициентом демпфирования упруго–связного основанияB_zследующим образом:

- угловая частота свободных вертикальных колебаний установки.