POLITECHNIKA KRAKOWSKA im. T. KOŚCIUSZKI

WYDZIAŁ INŻYNIERII LĄDOWEJ

Instytut Materiałów i Konstrukcji Budowlanych

Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli

Projekt z przedmiotu

BUDOWNICTWO PRZEMYSŁOWE

Projekt fundamentu blokowego pod maszynę

o działaniu nieudarowym.

Metoda amplitud

Nazwisko Imię Rodacki Konrad

Nr albumu 083060

Kierunek: Budownictwo

Studia stacjonarne I stopnia

Semestr 5

Rok akademicki 2010/2011

Grupa 7

Projekt konsultował

dr hab. inż. Wiesław Ligęza - prof. PK

Kraków, styczeń 2011

SPIS TREŚCI

str

1. Opis techniczny…………………………………………………………………...3

2. Dobór wymiarów fundamentu……………………………………………………4

1. Obliczenie położenia środka ciężkości maszyny…………………………….4

2. Dobór powierzchni technologicznej…………………………………………4

3. Dobór wyjściowych wymiarów fundamentu (wysokość, powierzchnia górna, powierzchnia dolna)…………………………………………………………..5

3. Ustalenie wielkości charakterystycznych sił wzbudzających…………………….6

1. Masowe siły bezwładności w mechanizmie korbowym sprężarki……..........6

2. Siła odśrodkowa koła zamachowego………………………………………...6

3. Siła odśrodkowa wirnika silnika………………………………………..........6

4. Wypadkowe siły wzbudzające……………………………………………….6

5. Mimośród działania sił wypadkowych…………………………………........6

4. Ustalenie wartości amplitud dopuszczalnych……………………………….........7

5. Cechy sprężyste podłoża gruntowego…………………………………………….8

1. Dynamiczne współczynniki podłoża C………………………………………8

2. Sztywność podłoża K……………………………………………………….12

6. Obliczenie drgań wymuszonych fundamentu…………………………………..

1. Amplitudy drgań w płaszczyźnie XZ………………………………………

2. Amplitudy drgań w płaszczyźnie YZ………………………………………

1. Amplitudy drgań w płaszczyźnie YZ (siły wzbudzające pionowe)…..

2. Amplitudy drgań w płaszczyźnie YZ (siły wzbudzające poziome)…..

7. Obliczenie nacisku fundamentu na podłoże gruntowe………………………….

8. Wnioski z analizy wyników obliczeń……………………………………………

1. Zmienność dynamicznych współczynników podłoża w zależności od wymiarów fundamentu………………………………………………………

2. Zmienność sztywności podłoża w zależności od wymiarów fundamentu….

3. Zmienność amplitud w zależności od wymiarów fundamentu……………...

9. Rysunek konstrukcyjny fundamentu…………………………………………….

1. Opis techniczny

2. Dobór wymiarów fundamentu

2.1. Obliczenie położenia środka ciężkości maszyny

Tablica 1. Obliczenie położenia środka ciężkości maszyny

Oznaczenie ciężarów	Ciężar Q	Współrzędne
						xo	yo
		[kN]	[m]	[m]	[kNm]
G1	126,88	0,8535	0,0	108,2921	0,0
G2	34,20	1,6885	0,0	57,7467	0,0
G3	3,65	2,2285	0,0	8,134	0,0
G4	11,40	2,6935	0,0	30,71	0,0
G5	2,62	3,0835	-0,35	8,079	-O,917
G6	39,90	3,7735	-0,35	150,563	-13,965
SUMA	218,65			363,52	-14,935

2.2. Dobór powierzchni technologicznej

Odległość x_kr od krawędzi maszyny

Płaszczyzna XZ:

x_kr=45cm x_s=160,01cm

a_tech=626cm przyjęto a_tech=630cm

Płaszczyzna YZ:

Wymiar podstawy maszyny

b_m=14,5cm+70cm+115cm+14,5cm=214cm

y_s=-6,8cm

Wymiar podstawy maszyny od środka ciężkości:

Kierunek +y 214cm/2-y_s=113,8cm

Kierunek -y 214cm/2+y_s=100,2cm

b_tech=317,6cm przyjęto b_tech=320cm

2.3 Dobór wyjściowych wymiarów fundamentu

Wysokość fundamentu:

h_f=l_śr+15cm=165cm+15cm=180cm

l_śr - długość śrub kotwiących

Długość fundamentu:

ods_a=115cm

a=a_tech+2ods_a=860cm

ods_a - szerokość odsadzki w kierunku dłuższym fundamentu

a_tech - długość technologiczna fundamentu

Szerokość fundamentu:

Przyjęto: b=440cm

b_tech - szerokość technologiczna fundamentu

ods_b - szerokość odsadzki w kierunku krótszym fundamentu

h_d=ods_a=115cm

h_g=h_f-h_d=180cm-115cm=65cm

h_d - wysokość dolnej części fundamentu

h_g - wysokość górnej części fundamentu

3. Ustalenie wielkości charakterystycznych sił wzbudzających

3.1 Masowe siły bezwładności w mechanizmie korbowym sprężarki

Na podstawie danych od producenta maszyny przyjmujemy:

1. siła pozioma P_y1=39,90kN

2. siła pionowa P_z1=91,20kN

3.2 Siła odśrodkowa koła zamachowego

Prędkość koła zamachowego (na podstawie normy PN-80/B-03040)

ω₂=45,6rad/s=435,4obr/min - maszyna grupy 1 o prędkości charakterystycznej małej (tabl. 8)

Stąd wg tabl. 9:

3.3 Siła odśrodkowa wirnika silnika

Prędkość wirnika silnika (na podstawie normy PN-80/B-03040)

ω₂=45,6rad/s=435,4obr/min - maszyna grupy 1 o prędkości charakterystycznej małej (tabl. 8)

Stąd wg tabl. 9:

3.4 Wypadkowe siły wzbudzające

P_z0=P_z1+P₂+P₆ - przyjęto zwroty wszystkich sił przeciwnie do zwrotu osi z₀

P_y0=P_y1+P₂+P₆ - przyjęto zwroty wszystkich sił przeciwnie do zwrotu osi z₀

3.5 Mimośród działania sił wypadkowych

Położenie środka ciężkości maszyny:

x_s=1,6501m

y_s=0,0681m

Moment względem osi y_s:

Suma sił wzbudzających oraz mimośród sił względem osi y_s:

Moment względem osi x_s:

Suma sił wzbudzających oraz mimośród sił względem osi x_s:

4. Ustalenie wartości amplitud dopuszczalnych

n₀ - częstotliwość drgań maszyny

Dopuszczalne amplitudy drgań wymuszonych ze względu na użytkowanie samej maszyny wg

rys. 4. z PN-80/B-03040:

1. Dla drgań poziomych A_H=200μm.

2. Dla drgań pionowych A_V=150μm.

5. Cechy sprężyste podłoża gruntowego

5.1 Dynamiczny współczynnik podłoża gruntowego

rys. 1. Sytuacja gruntowa pod projektowanym fundamentem

Q_m - ciężar maszyny

Q_f - ciężar fundamentu

V_f - objętość fundamentu

Q_ż - ciężar objętościowy żelbetu

F - pole powierzchni podstawy fundamentu

p - średnie naprężenie normalne na styku fundamentu z gruntem

Normalne naprężenia średnie w połowie każdej warstwy geotechnicznej:

1. dla głębokości aktywnej h₀=b

2. dla głębokości aktywnej
   

Wyznaczenie dynamicznych współczynników dla każdej warstwy

1. dla przesuwu pionowego

2. dla obrotu względem płaszczyzny XZ

3. dla obrotu względem płaszczyzny YZ

4. dla przesuwu poziomego

Uśrednione dynamiczne współczynniki podłoża gruntowego

5.2 Sztywność podłoża gruntowego

Sztywność podłoża gruntowego przy równomiernym nacisku pionowym:

Sztywność podłoża gruntowego przy równomiernym ścinaniu:

Momenty bezwładności podstawy fundamentu:

Sztywność podłoża gruntowego przy nierównomiernym nacisku pionowym:

7

---