1.12. Расчет и проверка фундаментов

Целью расчета является определение размеров фундамента и проверка его на резонанс и устойчивость [8].

1. Вес фундамента определяют по формуле

, Н,

где – коэффициент нагрузки на фундамент.

Для различных типов машин коэффициент нагрузки имеет следующие значения:

- горизонтальные поршневые машины – 1,8 – 4,5 (в зависимости от поступательной скорости поршня V = 1– 4 м/с);

- вертикальные поршневые машины – 1,8 – 2,8,

- электрические машины без торможения или реверсирования – 16;

- электрические машины с торможением или реверсированием, а также при толчкообразной нагрузке – 20;

- насосы и вентиляторы – 10.

2. Зная вес фундамента, находят его объем:

, м³,

где – удельный вес фундамента.

Для бетонных фундаментов можно примять = 20000 Н/м³, для кирпичных фундаментов = 18000 Н/м³.

3. В соответствии с размерами рамы или опорной базы машины вычисляют высоту фундамента:

,м,

где ,– соответственно, длина и ширина фундамента, м.

В зависимости от длины и ширины рамы (опорной базы) машины принимают равными

,м,

где – длина рамы (опорной базы) машины, м;

,м,

где – ширина рамы (опорной базы) машины, м.

Обычно глубину заложения фундамента от поверхности берут не ниже 1,0 – 1,5 м с учетом глубины промерзания грунтов. При установке машин в помещении фундамент должен возвышаться над полом на высоту 150–300 мм.

4. Проверку допустимого производят давления на грунт следующим путем.

Возводя фундамент, надо следить, чтобы давление на грунт не превышало допустимых величин, иначе фундамент может осесть, деформироваться.

Допустимое давление на грунт со стороны фундамента должно быть:

,

где – допустимое давление на грунт, МПа;– давление на грунт, создаваемое фундаментом:

где – площадь основания фундамента:

м².

Допустимое давление на грунт при заложении фундамента до 4 м от поверхности земли не должно превышать следующих значений (табл. 14).

Таблица 14

Допустимое давление на грунт

Порода	Тип грунта	, МПа
Скальная Полускальная Плотная Мягкая	Скалистый, каменистый грунт с гравием Плотный глинистый грунт, сланцы, мергель, известняк Сухой мало уплотненный песок, глина плотная Слабый глинистый грунт, пылевидный сухой песок	0,6 0,4 0,2 0,1

Если<, то следует увеличивать площадь основания, определив при этом его новый объем и вес.

5. Проверку фундамента на резонанс осуществляют так.

Массу фундамента устанавливают такой, при которой частота собственных колебаний фундамента должна превышать частоту вынужденных колебаний более, чем в два раза.

Частота собственных колебаний фундамента

мин^-1,

где – частота вращения машины, мин^-1; – коэффициент упругого равномерного сжатия, МПа,;– площадь основания фундамента, м²; – масса фундамента, т;– ускорение свободного падения, для устранения резонанса необходимо обеспечение следующего условия:

>.

6. Проверка фундамента на опрокидывание проводят таким образом.

После того как намечены все основные размеры фундамента, его проверяют на опрокидывание. На бумаге в масштабе вычерчивают фундамент, проводя оси (рис. 21). Намечают высоту L центра тяжести машины и определяют направление ОК нагрузки, стремящейся опрокинуть фундамент. По линии ОК откладывают в определенном масштабе нагрузку Р, а по вертикали – общий вес фундамента и вес машины: , в том же масштабе. После этого складывают обе силы по правилу параллелограмма и продлевают диагональ до пересечения с обрезом фундамента в точкуN. Делят длину фундамента на три равные части. Если линияON попадает в среднюю треть фундамента, то машина на фундаменте будет смонтирована устойчиво.

Рис. 21. Проверка фундамента на опрокидывание

Если при проверке обнаруживается, что фундамент опрокидывается, то следует продумать мероприятия, обеспечивающие устойчивости фундамента: дополнительную подливку бетона, устройство металлического каркаса под основание, снижение нагрузки на машину, понижение центра тяжести и т.д.