Ступенчатый фундамент под оборудование

Устройство опалубки ступенчатых фундаментов под каркас зданий и фундаментов под технологическое оборудование

Для упрощения и ускорения процесса монтажа разборно-переставной опалубки, а также для повышения точности установки разработан ряд приемов, которые в основном сводятся к тому, чтобы выверку каждого эле­мента в отдельности заменить точной установкой не­ большого числа элементов, служащих направляющими для остальных.

Ступенчатые фундаменты по особенностям техноло­гия производства опалубочных работ можно разделить условно на три группы.

Первую группу составляют фундаменты неглубокого заложения объемом до 5 м 3 с размером нижней ступени в плане не более 3000X3000 мм.

Глубина заложения фундаментов, как правило, 1,5. 2м. Высота ступеней фундаментов составляет 300. 400 мм, а число ступеней редко превышает две.

Вторая группа — фундаменты объемом 12. 15 м 3 . Размеры нижней ступени в плане достигают 4500Х Х4500 мм, а число ступеней — 3. Глубина заложения фундаментов может быть различной, но в большинстве случаев составляет 4. 5м, поэтому высота подколенни­ков равна 2,5. 3,5 м.

К третьей группе ступенчатых фундаментов относят тяжелые фундаменты под каркас зданий прокатных це­хов, сборочных цехов машиностроительной промышлен­ности, технологических этажерокнефтехимической про­мышленности и другие сооружения. Их объем достига­ет 60. 80 м 3 , размер нижней ступени в плане 8000Х Х8000 мм, общая высота—14. 16 м. Число ступеней — 3.. .5, а их высота 500. 600 мм.

Сборка опалубки ступенчатых фундаментов объемом до 5 м 3 . Сначала раскладывают и устанавливают в про­ектное положение щиты нижней части короба фундамен­та. Затем соединяют между собой щиты каждой панели с помощью болтов или клиньев-шпонок. В углах пане­ли соединяют между собой болтами или накладками.

Способ соединения выбирают в зависимости от вари­анта раскладки панелей. Возможны три таких вари­анта:

• каждая панель короба точно соответствует по дли­не грани фундамента . В этом случае панели соединяют болтами, под головками которых размещают угловые вставки-бруски или стойки из угловой стали;
• две противоположные панели точно соответству­ют по длине граням фундамента, а длина двух других панелей несколько превышает требуемую. В этом слу­чае панели соединяют болтами, пропущенными через палубу, или специальными накладками, размещаемыми сверху на ребрах
• ни одна из панелей не соответствует по длине грани фундамента. Если они все больше требуемого раз­мера
• если же две панели короче грани фунда­мента, а две длиннее, используют схему . Поверхность, не перекрытую щитами, закры­вают доборами . Схватки со щитами сое­диняют натяжными крюками. В местах пересечений схватки соединяют болтами. Устанавливают подкосы.

Если применяют деревянные подкосы , то для их крепления в грунт забивают якори. В опалуб­ке фундаментов, примыкающих к откосу котлована, вместо деревянных подкосов устанавливают деревянные распорки .

Для удержания щитов в вертикальной плоскости при устройстве опалубки для фундаментов могут найти при­менение металлические подкосы системы Мосспецпром- проекта .

Если высота нижнего короба опалубки равна высоте нижней ступени фундамента, а две грани второй ступе­ни кратны длине инвентарных щитов, сборку верхнего короба начинают с установки его непосредственно на нижний короб на закрепления его струбци­нами накрывных щитов или панелей. Болтами, пропус­каемыми через палубу, к ним крепят отдельные щиты или целые панели.

Затем при помощи натяжных крюков устанавлива­ют схватки, соединяют панели верхнего короба между собой стяжками. На каждую пару панелей требуется минимум по две стяжки.

Когда нижний короб выше нижней ступени фунда­мента или размеры второй ступени фундамента не крат­ны длине щитов, сборку верхнего короба начинают с установки на нижний короб рамы из поддерживающих балок . В качестве балок используют инвен­тарные схватки. На поддерживающие балки навеши­вают инвентарные щиты при помощи натяжных крюков. Соединяют щиты верхнего короба между собой в углах болтами или с помощью шпонок. Панели короба соеди­няют стяжками и раскрепляют дополнительными рас­порками. Если применяют опалубочные щиты системы Минмонтажспецстроя СССР, то вместо распорок ис­пользуют опорные консоли. Распорки и опорные консо­ли можно ставить после окончания бетонирования ниж­ней ступени фундамента.

Для дальнейших работ размещают на нижнем коро­бе временные рабочие настилы, с которых ведут монтаж опалубки третьей ступени фундамента (если она есть) или опалубку стакана, а также устанавливают кондукто­ры и анкерные болты. Опалубку третьей ступени фун­дамента устанавливают в той же последовательности, что и опалубку второй ступени. Затем к верхнему коро­бу прикрепляют струбцинами опалубку стакана, вы­сверлив ее по осям и отметкам. Таким же образом за­крепляют кондукторы анкерных болтов. При наличии подколенников монтаж их опалубки начинают с уста­новки монтажных уголков. Угловые щиты крепят к ниж­ним схваткам натяжными крюками, а между собой и с монтажными уголками соединяют пружинными ско­бами.

Сборка опалубки ступенчатых фундаментов объемом

до 15 м. Применяют стальную или комбинированную опалубку конструкции ЦНИИОМТП. Монтаж такой разборно-переставной опалубки выполняют в следую­щем порядке.

Устанавливают и закрепляют с помощью монтажных уголков угловые щиты нижних коробов опалубки, про­тивостоящие по диагонали фундамента. Пружинными скобами или крюками к смонтированным щитам крепят рядовые щиты нижнего короба. Затем на панели коро­ба опалубки нижней ступени при помощи натяжных крюков устанавливают схватки. При высоте опалубки

600 мм их — устанавливают в два ряда. Если уст­ройство доборов по месту в нижней ступени нежела­тельно из-за значительного их объема, часть щитов устанавливают вертикально, начиная с любого угла фун­дамента.

Собранный короб рихтуют строго по осям. Панели короба (при длине более 3000 мм) соединяют стяжка­ми диаметром 4. 10 мм, минимум по две на каждую пару панелей. Стяжки закрепляют клиновыми зажима­ми. В основание фундамента забивают деревянные яко- ри, удерживающие нижний короб. На ребра щитов ниж­него короба наносят риски, фиксирующие положение щитов второй ступени, затем, отступив от рисок на рас­стояние, равное толщине щита, устанавливают инвен­тарные поддерживающие балки, выполненные из швел­лера № 16 (при небольших пролетах в качестве балок используют схватки нижнего короба). Поддерживающие балки закрепляют на нижнем коробе с помощью струб­цин и устанавливают на них схватки, соединяя друг с другом. На схватки навешивают щиты второй ступени.

скрепляют их натяжными крюками и соединяют пружин­ными скобами или крюками. Затем к деревянным проб­кам, которые забивают в стальные схватки, крепят до­боры по месту. Собранный верхний короб рихтуют по осям. Противоположные панели верхнего короба соеди­няют стяжками. На нижний короб устанавливают вре­менные рабочие настилы, с которых собирают опалубку следующей ступени фундамента, подколонника и ста­кана, а также кондукторы для анкерных болтов.

Сборку опалубки подколонника выполняют так же, как и для фундаментов первой группы, т. е. монтаж на­чинают с установки монтажных уголков и угловых щи­тов. Щиты крепят к нижним схваткам натяжными крю­ками, а между собой и с монтажными уголками соеди­няют пружинными скобами. Затем при необходимости на щиты подколонника при помощи натяжных крюков навешивают схватки и устраивают опалубку второго яруса.

На верхнем коробе опалубки подколонника при по­мощи струбцин устанавливают и закрепляют опалубку стакана или кондукторы для анкерных болтов. Сборку опалубки ступенчатых фундаментов объемом до 15 м 3 выполняет звено из двух опалубщиков 4- и 2-го раз­рядов.

Сборка опалубки для ступенчатых фундаментов объ­емом до 80 м 3 . Ее можно выполнить следующими спо­собами.

С помощью поддерживающих лесов. Деревянную опалубку устанавливают в несколько приемов по мере бетонирования фундамента с тем, чтобы опалубка вто­рой и последующих ступеней и опалубка подколонника опирались на схватившийся и набравший определенную прочность бетон нижних ступеней. Опалубку необходи­мо раскреплять подкосами и расчалками. Для сборки опалубочных форм используют громоздкие поддержи­вающие леса, на которые расходуется обычно % всех пиломатериалов и приходится не менее 50 % трудовых затрат.

Без поддерживающих лесов, используя несущие балки. В этом случае применяют инвентарную комби­нированную или стальную опалубку. Процесс сборки проходит в следующем порядке. На спланированной грунтовой площадке собирают нижний короб из несу­щих балок, на которые навешивают щиты при помощи натяжных крюков. На ребра щитов короба наносят клеевой краской риски, обозначающие положение осей. Собранный корОб опалубки нижней ступени устанавли­вают, используя универсальную траверсу, на подготов­ленное основание фундамента. Противоположные пане­ли второго и последующих коробов соединяют стяжка­ми и закрепляют их клиновыми зажимами. Число стя- жек определяют расчетом. На каждую пару панелей короба должно приходиться не менее двух стяжек.

Если высота ступеней фундамента больше 500 мм, опалубочные короба вышерасположенных ступеней уста­навливают на прокладки, прикрепленные к несущим балкам нижнего пояса.

Щиты первого яруса подколонника крепят к балкам натяжными крюками, между собой — пружинными ско­бами. Затем устанавливают монтажные уголки и соеди­няют их со щитами также пружинными скобами или крюками, после чего устанавливают щиты второго яру­са. При помощи натяжных крюков закрепляют схватки, устанавливают стяжки и закрепляют их клиновыми за­жимами.

На ребра щитов подколонника клеевой краской на­носят риски, обозначающие положение осей. Собранный подколонник устанавливают на балки короба опалубки верхней ступени фундамента. На щиты опалубки наве­шивают рабочие площадки и стремянки, а также за­крепляют легкие закладные детали. Тяжелые закладные детали крепят к арматурному каркасу подколонника. Кондукторы для анкерных болтов или гнездообразова- тели устанавливают и закрепляют на опалубке подко­лонника струбцинами.

Сборку опалубки больших ступенчатых фундаментов выполняют обычно два звена. Каждое звено состоит из двух опалубщиков (4- и 2-го разрядов) и одного стро­пальщика 2-го разряда.

При использовании стальной опалубки системы Мин- монтажспецстроя СССР сборку формы для ступенча­тых фундаментов выполняют в следующем порядке.

Используя угловые стойки, собирают угловые щиты нижнего короба опалубки. Щиты и стойки соединяют пружинными скобами. При помощи таких же скоб к смонтированным щитам присоединяют остальные щи­ты. При этом стержень-палец скобы вводят в отверстие каркаса щитов, а затем, поворачивая на 90° противо­положный пальцу конец скобы, натягивают его на пол­ки каркаса, плотно сжимая их. При этом палец воспри­нимает срезывающие, а пружина — растягивающие уси­лия. Скобы ставят не реже чем через 375 мм друг от друга и не менее двух на каждую сторону щита. В мес­тах действия значительных изгибающих моментов чис­ло скоб определяют расчетом.

Собранный короб опалубки нижней ступени выверя­ют по осям и закрепляют на основании деревянными или стальными якорями. Противоположные панели ко­роба соединяют между собой стяжками, пропускаемыми через отверстия в щитах. К нижнему коробу опалубки при помощи пружинных скоб крепят опорные консоли, которые обеспечивают образование уступов опалубки шириной 300. 750 мм. Предельную нагрузку на опорные консоли определяют исходя из максимального допусти­мого опорного момента, равного 4500 Н-м. При ширине уступов 300 мм вес опалубки верхних коробов может со­ставлять 9000 кг, а при ширине 750 мм — 3600 кг. Если полный вес опираемой на консоли опалубки выше пре­дельно допустимого, верхние короба опалубки либо со­бирают не полностью (не на всю высоту), либо по мере бетонирования фундамента; при этом нагрузки пере­даются непосредственно на бетон.

К опорным консолям крепят пружинными скобами щиты короба второй ступени. Поскольку опорные консо­ли жестко соединены с нижним коробом, рихтовать опа­лубочные короба второй и последующих ступеней нет необходимости. Но это, в свою очередь, требует весьма тщательной выверки короба нижней ступени не только по осям, но и по горизонтали.

Опалубку подколонника собирают так же, как и сту­пенчатой части фундамента, но над опорными консоля­ми в углах опалубочной формы устанавливают угловые стойки. Боковое давление бетонной смеси воспринимают тяжи, проходящие через отверстия в щитах. Все неис­пользованные отверстия закрывают деревянными план­ками. На собранную опалубочную форму устанавлива­ют навесные площадки, закладные детали, кондукторы для анкерных болтов, пустотообразователи. Сборку опа­лубки выполняет звено, из двух или трех рабочих 4,- и 2-го разрядов.

Источник

Устройство фундамента под оборудование

Фундаменты под оборудование и под жилые или хозяйственные постройки отличаются друг от друга как размерами, так и конструкцией. Часто они кроме статической нагрузки должны быть рассчитаны на действие динамических сил, возникающих при работе механизмов. Также основания постоянно подвергаются действию разных химических веществ, которые оказывают на них разрушительное действие. Поэтому они должны быть прочными и устойчивыми к действию агрессивных сред. На предприятиях и в небольших мастерских эксплуатируются различные группы оборудования, имеющие разные характеристики. Фундаменты под каждую из них проектируются по соответствующим техническим условиям, соблюдение которых обеспечивает надежность возводимой конструкции.

Требования к фундаментным конструкциям под оборудование

Требования к фундаментам под промышленное оборудование выдвигаются высокие по разным критериям. Это связано с тем, что они испытывают разноплановые нагрузки и подвержены часто воздействию агрессивных веществ.

Фундамент с приямком

Фундаментная конструкция под оборудование должна обладать следующими свойствами:

• значительной прочностью, чтобы выдерживать динамические и статические воздействия со стороны установленного механизма;
• химической стойкостью (инертностью);
• значительной массой, обеспечивающей сопротивление вибрационным нагрузкам (гашение колебаний);
• минимальными отклонениями от плановых размеров, то есть габариты опоры должны практически полностью соответствовать расчетным параметрам;
• большей, чем у монтируемого агрегата, площадью опоры.

Высокая прочность и устойчивость к действию химически активных компонентов определяют в значительной степени срок службы основания и, в ряде случаев, рабочих установок.

Разрушающими опору агрессивными веществами являются:

• смазочные материалы;
• охлаждающие жидкости;
• различные технические масла;
• разное топливо и прочие.

Гашение вибраций массивным основанием от работы механизмов с динамическими нагрузками (пример таких агрегатов – прокатные клети, молоты) имеет большое значение. Это связано с тем, что колебания вызывают сокращение срока эксплуатации всей постройки и самого оборудования, а также соседних механизмов.

Вибрации возникают из-за наличия неравномерно вращающихся деталей в машине: режущих инструментов, роторов, шкивов и прочих.

Кроме размеров (длины, ширины, высоты) опорной конструкции, с чертежом должны совпадать и места расположения крепежных элементов. Допустимы только минимальные расхождения.

Если не предусмотрено конструктивными особенностями оборудования, то уклоны на установочной площадке должны отсутствовать, чтобы можно было правильно и быстро выполнить монтажные работы.

Агрегаты небольшой массы (до 2 т), которые не вызывают значительных динамических воздействий на опору, монтируют непосредственно на железобетонные полы либо межэтажные перекрытия. Если требуется, то их подготавливают соответствующим образом, усиливая основу путем армирования и заливки бетоном. Такие опорные конструкции выделяют в фундаменты первой группы.

Общие нормативные регламентации

Построенный фундамент под установку оборудования должен обеспечивать безопасность трудового процесса (соответствовать действующим нагрузкам по прочности) и удобство обслуживания смонтированных на нем механизмов. Для этого делают приямки (или подвалы), прокладывают прочие инженерные коммуникации.

Кроме рассмотренных критериев, которым должны соответствовать опорные конструкции под оборудование, к фундаментам с динамическими нагрузками и процессу их возведения предъявляются следующие требования:

• нужно, чтобы строительство и проектирование оснований выполнялось компетентными специалистами с высоким квалификационным уровнем, а также опытом проведения подобных работ;
• для создания проекта нужно, чтобы исходные данные имелись в требуемом объеме и интерпретировались только профессионалами;
• процесс строительства должен сопровождаться постоянным контролем качества проведения работ;
• нужно, чтобы действия всех участников строительного процесса были четко скоординированы;
• построенные фундаменты должны быть используемыми по назначению, соответствующему указанному в проектной документации;
• для строительства следует применять материалы, отвечающие нормативным требованиям;
• обслуживание оснований следует выполнять так, чтобы конструкция прослужила максимально возможный срок;
• надежность и максимально возможная простота крепления (как пример – анкерные болты, вмуровываемые в бетон).

В видеоролике далее даются рекомендации по обустройству фундаментов под станочное оборудование.

Все работы по проектированию и возведению опорных конструкций под механизмы должны выполняться специалистами для достижения соответствия построенной конструкции техническим условиям и действующим стандартам. Важным фактором является также экономичность воздвигаемой фундаментной конструкции, благодаря чему все расходы сводятся к минимуму.

Разнообразие оборудования

Когда речь идет об основаниях под оборудование, то следует учитывать, что существует большое его разнообразие, объединенное в отдельные группы. Нормативными документами предполагается расчет фундамента под каждую из них вести с учетом эксплуатационных особенностей механизмов.

Металлообрабатывающий станок

Фундаментные конструкции проектируют и возводят под следующие группы машин:

• с кривошипно-шатунными механизмами: компрессоры поршневые, рамы лесопильные, дизели, мотор-компрессоры;
• турбоагрегаты: турбовоздуходувки, турбокомпрессоры, турбогенераторы;
• электрические машины, такие как синхронные компенсаторы и мотор-генераторы;
• штамповочные или ковочные молоты кузнечные;
• прокатное оборудование (вспомогательного или основного типа);
• копры, предназначенные чтобы разбивать скрап;
• вращающиеся печи;
• дробилки (гирационные, трубчатые, щековые, валковые) и мельничные агрегаты;
• металлорежущие станки;
• прессы;
• машины формовочные (используемые как в литейном производстве, так и при изготовлении железобетонных блоков).

Каждая группа оборудования с динамическими нагрузками имеет свои особенности проведения расчетов оснований. Это связано с особенностями действия сил, возникающих при работе машин.

Разновидности оснований

Для установки агрегатов используют разные фундаментные конструкции, соответствующие выдвигаемым нормами требованиям.

На практике машины устанавливают в основном на разновидностях опорных конструкций, представленных в таблице далее.

№	Тип фундаментной конструкции	Характеристика возведенной основы
1	фундамент-плита без подвала	заливается только на первом этаже, обходится дорого из-за значительного расхода строительных материалов и больших трудовых затрат, но своей массивностью хорошо гасит возникающие вибрации
2	рамная основа, оснащенная ростверком из балок	способна без негативных последствий выдерживать колебания высокой частоты, поэтому часто используется под установку механизмов ударного принципа действия
3	стенчатая опорная конструкция (является модификацией оснований ленточного типа)	ее возводят со второго этажа, действующая нагрузка от агрегатов при таком строении опоры принимается внешними (несущими) стенами, а также внутренними перегородки
4	основание-перекрытие, имеющее подвал	устраивается выше первого этажа, передает (возникающие в процессе работы машин) вибрации межэтажным перекрытиям (каркасу постройки), способно выдерживать лишь нагрузки статического типа либо колебания с незначительной амплитудой

Наиболее современный вариант под легкие или средней тяжести механизмы – это устройство оснований с пружинами или виброопорами других типов, гасящими возникающие во время работы агрегатов колебания. Демпферы (гасители вибраций) особенно легко можно устанавливать под основы рамного типа.

По своей сути основание-перекрытие, обустроенное подвалом – это та же плита, только построенная из готовых железобетонных блоков, укладываемых на балки перекрытия.

Приведенные фундаментные конструкции разделяют на 2 типа:

• бесподвальный (у него практически полностью отсутствует часть, располагаемая над полом);
• подвальный ( с хорошо развитым надземным отделом).

Последний вариант может иметь стенчатую либо рамную формы. Он характеризуется большой высотой над плоскостью пола.

Фундаменты по конструкции могут быть также сборными, монолитными, сборно-монолитными. По форме они бывают таких видов:

• прямоугольные;
• ленточные;
• ступенчатые;
• фасонные;
• трапециевидные.

В качестве фундаментов под агрегаты с периодическим характером действующих нагрузок возможно использование свай разных типов. Поверх опор обустраивают плитный или ленточный ростверк. Монтировать механизмы ударного типа работы нужно на сплошные железобетонные сваи.

Расстояния между устанавливаемыми столбами регламентируются СП 24.13330. Оно не должно превышать 10 их диаметров. Рассчитать колебания свайных оснований можно, руководствуясь соответствующими подразделами этого документа.

В качестве элементов сборных конструкций применяют разные блоки и плиты (пустотелые либо сплошные).

Самые массивные агрегаты, отличающиеся большим весом, монтируют только на фундаментной основе плитного типа. В плитах обустраивают выемки, отверстия вырезы, используемые для монтажа машин и их обслуживания во время эксплуатации.

Индивидуальные и групповые фундаменты

Оборудование монтируют на индивидуальные либо групповые фундаментные конструкции.

Групповое основание

Групповые фундаменты предназначены для установки на них нескольких механизмов легкого или среднего веса (до 8 т) с жесткой станиной и нормальной точностью работы, эксплуатируемые с преобладанием статических сил. Толщина их обычно составляет 150-250 мм. Они выполняют зачастую только роль оснований. Единой опорой выступают в основном бетонные (или железобетонные) полы. Но встречаются на практике и другие варианты конструкций.

Станины механизмов считаются жесткими при соотношении их длины к высоте, не более чем 2 к 1.

Основания индивидуального типа строят под точное оборудование, обладающее средней или тяжелой массой, которое работает с динамическими нагрузками умеренной либо значительной величины. Такие опоры кроме отведения вибраций от машин и обеспечения правильного их рабочего положения, еще и изолируют агрегаты друг относительно друга. Это препятствует передаче колебаний между ними.

Легкие машины, либо средней массы агрегаты с преобладающим статическим видом нагрузок, нередко монтируют непосредственно на пол или межэтажное перекрытие (так называемый фундамент первого типа). В случае необходимости такую основу усиливают бетонной стяжкой (с укладкой арматуры при этом), увеличивая также ее толщину.

Под крупные агрегаты фундаменты дают усадку. Этот процесс может продолжаться в течение длительного времени. Поэтому следует проверять уровень (горизонтальный и вертикальный) установки машин.

Используемые для возведения фундаментов материалы

Материалы для строительства фундаментов под машины различных габаритов и веса должны быть прочными и устойчивыми к действию разных агрессивных сред. Поэтому используют:

• готовые железобетонные блоки (их перевязывают друг с другом во время строительства);
• железобетон, получаемый заливкой арматурного каркаса, расположенного внутри опалубки;
• металл (для создания свайных конструкций с ростверком в виде рамы);
• железобетон с металлом (на блоки из бетона либо сваи устанавливают металлический ростверк).

Схема железобетонной монолитной плиты

Бесподвальные и подвальные основания возводят с применением бетона марок М200-М300 (для легких агрегатов) либо М400 (под тяжелые машины), классом В15

В частных цехах либо домашних мастерских используют также бутовый камень для строительства основ (получается бутобетон).

Использование определенных материалов под конкретные механизмы регламентируется строительными нормами.

Устройство фундаментов из кирпича, укладываемого на цементный раствор, также встречается, но редко. При этом грунтовые воды должны располагаться глубоко (ниже подошвы основы). В основном такие опоры делают под нетяжелые машины (весом, не превышающим 4 т), а их толщина составляет не меньше, чем 50 см. Силикатный кирпич при этом использовать нельзя.

Раньше монтировали легкие агрегаты на деревянные полы, но сейчас такое редко можно встретить. Это связано с тем, что дерево быстро коробится и меняет свою форму. Такие основы могут использоваться, только как временные опоры.

Монтируемое оборудование соединяется с основой при помощи болтов. Их параметры устанавливаются требованиями, регламентируемыми СП 43.13330. Если механизм создает во время своей работы ударную нагрузку либо сильные вибрации, требующие применения болтов более 42 мм диаметром, то используют их съемные типы.

Промежуток от нижнего конца крепежного элемента до фундаментной подошвы должно составлять более 10 см.

В последнее время для закрепления агрегатов набирает популярность применение химических анкеров.

Лучшим вариантом опоры под механизмы с динамическим видом нагрузок считаются железобетонные монолитные. При применении металлических конструкций либо готовых (заводских) блоков они должны отвечать всем требованиям, которые предъявляются к основаниям под оборудование.

Проектирование фундаментных конструкций

Проектирование фундаментов под оборудование – это первоначальный этап их строительства, который выполняется по техническому заданию. Все расчеты проводятся при этом согласно действующим строительным нормам и правилам.

Фундамент под группу механизмов

Исходными данными для проведения нужных вычислений для определения эксплуатационных параметров опорной конструкции являются:

• характеристика грунта (глубина промерзания, структура, расположение подземных вод, несущие способности и прочие параметры);
• действующая статическая нагрузка;
• расчетные динамические силы (величина вибраций);
• опорная площадь станины агрегата;
• температурный режим эксплуатации воздвигаемой основы;
• условия эксплуатации устанавливаемых механизмов, а также их рабочий режим;
• характер окружающей машину застройки (показывает действие внешних сил на создаваемую опору).

Проект также должен учитывать наличие агрессивных сред и мероприятия по защите основы от них.

Гидрогеологические свойства грунта определяются с помощью предварительного проведения соответствующих инженерных исследований. На рыхлых типах почв требуется возведение более массивных опор, чем на скальных породах.

Статическая нагрузка – это вес механизма, который указывается в паспорте к нему либо инструкции по эксплуатации. По расчетному значению давления на ростверк определяют величину динамических сил. Они возникают во время работы агрегатов из-за движения их узлов.

Найденную величину давление корректируют с учетом 2-х коэффициентов: постоянной осадки грунта (она составляет 0,7÷1,0) и условий работы (начиная с 0,5, применительно к кузнечному молоту, до 1,0 при монтаже токарно-винторезных агрегатов).

Значение первой константы зависит от степени влажности почвы.

Выполняя расчеты, необходимо учитывать то, что суммарная действующая (статическая и динамическая) нагрузка, передаваемая к подошве основы, должна быть меньше несущей способности грунта.

Основания, на которые планируется монтировать механизмы с дальнейшей подливкой бетонным раствором (что обязательно указывается в конструкторской документации), сдаются под установку высотой на 50-60 мм ниже ее проектного значения. Если бетонирование не предусмотрено, все параметры основы должны соответствовать рабочему проекту.

Принимаемые конструкторские решения должны обеспечивать долговечность, надежность, а также экономичность создаваемого фундамента. На практике часто создают несколько проектов, после чего проводят сравнение их с технико-экономической точки зрения. При этом выбирают оптимальный вариант.

Надежность создаваемой конструкции должна обеспечиваться на всех этапах ее строительства.

Рекомендации по расчету фундаментов для монтажа оборудования приводятся в видеоролике далее.

В общем случае, зная значение массы механизма, тип грунта под ним, а также условия его работы, можно рассчитать требуемые параметры опорной конструкции. Возводимое основание должно соответствовать техническим условиям на его сооружение. Также при проектировании учитываются санитарно-эпидемические и экологические нормативы.

Основания под металлообрабатывающие станки

Металлорежущие станки отличаются большим числом разновидностей. С помощью их выполняют самые разные операции. Обычно их масса не превышает 25 тонн. Только уникальные машины имеют больший вес.

Рассчитывать габариты оснований можно по специальным таблицам. Они ускоряют и упрощают выполнение вычислений. Пример такой таблицы представлен ниже. В ней приведены формулы расчета высоты фундаментной конструкции под разные группы металлорежущих станков в зависимости от длины (L) основы, выражаемой в метрах.

№	Названия станков	Высота основания, м
1	Токарные полуавтоматические и автоматические	0,2*√ L
2	Токарные горизонтально-протяжные	0,2*√ L
3	Карусельно-фрезерные и обычные фрезерные горизонтальные и вертикальные	0,6*√ L
4	Карусельные (автоматы и полуавтоматы вертикальные)	0,6*√ L

Площадь основания в упрощенном случае под металлорежущие станки определяют по аналогичному параметру станины устанавливаемого механизма. Высоту бетонных конструкций рассчитывают по таблице выше. При этом для станков прецизионных вносят поправку в виде коэффициента 1,2. На него умножают рассчитанное табличное значение толщины основы.

Нужно учитывать, что расстояние от крепежных анкеров до граней основания, следует оставлять более 12 см, а от станины механизма – не меньше 10 см.

Если устанавливаются нетяжелые станки (массой максимум 4 т), например, сверлильные, зуборезные, фрезерные, то достаточно возвести под них основу 25 см высотой. При этом можно армирование не проводить.

Когда масса монтируемого оборудования составляет больше, чем 12 т или станки создают сильные динамические нагрузки во время своей работы (например, поперечно-строгальные, долбежные), то укладывают арматуру. Это делают перед заливкой бетона. Используют очень часто в работе прутья стальной арматуры (сечением 6-8 мм). Из них делают сетку с ячейками примерно 15 на 15 см. При этом расстояние от станины до арматуры должно быть около 5 см.

Нормативная база для сооружения фундаментов под машины

Проектирование оснований регламентируется рядом строительных нормативов, ГОСТов, правил. Соблюдение требований, представленных в них, приводит к получению качественного результата.

Выставленная опалубка с арматурным каркасом

Основным документом при конструировании фундаментов под машины с динамическими нагрузками является СП 26.13330.2012 (это новая редакция «СНиП 2.02.05-87»). Этот свод правил основывается на ряде других нормативных документов.

Технология строительства фундамента-плиты из железобетона

В каждом конкретном случае выбирают наиболее подходящий фундамент под оборудование. Очень часто при его больших габаритах и массе отдают предпочтение фундаменту плитного типа из железобетона.

По технологии строительство фундамента-плиты выполняют в следующей последовательности:

• выбирают подходящее (оптимальное) место для размещения одного механизма либо нескольких агрегатов;
• определяют положение крепежных элементов, примером которых служат фундаментные болты, предназначенных для жесткой фиксации станины;
• по разметке вырывают котлован требуемой проектной высоты и ширины, а глубиной, превышающей уровень промерзания грунта по региону в среднем на 0,5 м;
• засыпают дно выемки песчано-щебневой подушкой, требуемой по документам высоты;
• монтируют опалубку по периметру будущей основы;
• укладывают гидроизоляционный материал, например, рубероид;
• устанавливают каркас из арматуры;
• выполняют заливку цементным раствором собранной конструкции, укладывая его послойно (по 10-15 см толщиной);
• в последний слой монтируют крепежные болты, имеющие загнутые либо конические торцы;
• примерно через месяц (после набора бетоном полной прочности) приступают к монтажу оборудования.

Стенки выемок часто делают с уклоном в 45 градусов, чтобы они не осыпались. Вообще величина откоса определяется характеристиками грунта.

Опалубкой могут служить деревянные, металлические, пластиковые (при небольших габаритах основы) щиты.

Под нетяжелые механизмы допускается армирование не проводить. В некоторых случаях дно выемки застилают гасящими колебания материалами, например, деревянным брусом из дуба.

Каждый бетонный слой хорошо утрамбовывают.

Возводимая фундаментная конструкции не должна соприкасаться с основой строения, его внутренними перегородками, колоннами и наружными стенами. Следует выдерживать минимальное расстояние, равное 1 м. Нужно, чтобы сооружаемое основание выходило за станину минимум на 0,2 м с четырех сторон.

В ролике далее показана выемка с выставленными щитами и арматурным каркасом для заливки фундаментной плиты.

Возводить основания для установки агрегатов различных моделей следует согласно СП 26.13330.2012, регламентирующего строительство фундаментов под машины с динамическими нагрузками. Создаваемая конструкция должна соответствовать требованиям, изложенным в паспорте к монтируемому механизму. Важнейшим этапом является проектирование. От правильного расчета габаритов опоры будет зависеть ее прочность и надежность, а в конечном счете – долговечность. Подбирать подходящий вариант фундаментной конструкции следует, опираясь на гидрогеологические особенности местности, характер и величину действующих нагрузок.

Источник