ZASADY PROJEKTOWANIA I

KSZTAŁTOWANIA FUNDAMENTÓW

POD MASZYNY.

PYTANIE NR 44

PN-80B-03040

Maszyny, ze względu na działanie

dynamiczne na fundament, dzielimy na:



Maszyny o działaniu nieudarowym

– są

to maszyny o ustalonym ruchu okresowo
zmiennym;



Maszyny o działaniu udarowym-są

to

maszyny o nieustalonym ruchu, przekazujące na
fundament siły np., w postaci serii wstrząsów,
uderzeń, lub pojedynczych impulsów

Podział fundamentów pod

maszyny.

1

) Ze względu na charakterystykę obciążeń:



Fundamenty pod maszyny udarowe

(młoty, prasy)



Fundamenty pod maszyny wirnikowe

( maszyny

elektryczne, wentylatory)



Fundamenty pod spalinowe generatory prądu

(gazowe, parowe, gazowo-parowe)

2)

Ze względu na kształt fundamentu:



Blokowe



Ramowe

Obciążenia maszynami:



Stałe

-

ciężar własny fundamentu, gruntu,

ciężar maszyny oraz
pomocniczych urządzeń;



Zmienne

-

siły wyrażające dynamiczne

działanie maszyny oraz siły wyrażające
specjalne oddziaływanie maszyny tj. moment
zwarcia, nierównomierne nagrzanie.

Stan graniczny użytkowania.

W celu sprawdzenia granicznego stanu

użytkowania przeprowadza się obliczenia
amplitud drgań wymuszonych,
przyjmując charakterystyczne
obciążenia dynamiczne (siły
wzbudzające).

Stan graniczny nośności.

W celu sprawdzenia granicznego stanu

nośności stosuje się obciążenia
obliczeniowe uzyskiwane przez
pomnożenie obciążeń
charakterystycznych przez odpowiedni
współczynnik obciążenia.

Fundamenty pod maszyny

możemy posadowić na:



Gruntach w stanie naturalnego
zalegania –

gdy podłoże gruntowe zostanie

zbadane zgodnie z wymaganiami geotechniki (PN-
81/B-03020)



Gruntach nasypowych

– dopuszczalne jeżeli

nasypy nie zawierają humusu, śmieci pochodzenia
organicznego oraz domieszek wywołujących
osiadanie



Palach

– gdy fundamentów nie można posadowić

na gruntach nasypowych, a naturalne grunty nie
spełniają wymagań.

Fundamenty pod maszyny

Posadowione na podłożu gruntowym bez

wibroizolacji.

Fundamenty blokowe.



Fundamenty
stanowiące pełny blok



Fundamenty tworzące
skrzynię

Fundamenty ramowe

Fundamenty o konstrukcji słupowo-belkowej, której

elementy mogą wykonywać drgania giętne.



Fundamenty stanowiące układ
powiązanych ze sobą ram poprzecznych i
podłużnych;

Fundamenty ramowe



Fundamenty o układzie mieszanym,
złożonym z ram i ścian;



Fundamenty złożone ze słupów, na
których oparta jest sztywna płyta
górna.

Ogólne wymagania projektowe



Fundament pod maszyny o dużej
dynamiczności powinien być oddalony od
obiektów wrażliwych na drgania;



Fundament powinien być oddzielony od
konstrukcji budynku przerwami
dylatacyjnymi;

Kształtowanie fundamentu



Kształt górnej części fundamentu

Należy wykonać wg rysunków

dyspozycyjnych wytwórcy maszyny,
ewentualne zmiany powinny być
wprowadzone tak, by nie spowodować
kolizji przy montażu lub obsłudze
maszyny.

Kształtowanie fundamentu



Kształt podstawy fundamentu

Najlepiej wykonać prostokątny tak, aby

ośrodek ciężkości całego układu leżał na
linii pionowej przechodzącej przez środek
ciężkości podstawy fundamentu.

Kształtowanie fundamentu



Głębokość posadowienia fundamentu
pod maszynę

Należy ustalić w zależności od:

•

Rysunków dyspozycyjnych dostawcy maszyny,

•

Rodzaju fundamentu, jego konstrukcji, wielkości
obciążeń dynamicznych,

•

Głębokości posadowienia sąsiednich
fundamentów,

•

Warunków geotechnicznych.

Projektowanie fundamentów blokowych pod maszyny o działaniu

nieudarowym

Fundamenty posadowione na podłożu gruntowym

Wymagania projektowe

A≤A

dop

Właściwie zaprojektowany fundament pod maszynę

powinien spełniać wymagania dotyczące SGU, polegające
na ograniczeniu amplitud drgań wymuszonych pod
wpływem charakterystycznych obciążeń dynamicznych
maszyny do wielkości dopuszczalnych.

Zakres obliczeń

a)

Obliczenie masy układu, położenia jego
środka ciężkości i sprawdzenie średniego
statycznego nacisku na grunt

b)

Obliczenie amplitud drgań wymuszonych
fundamentu na sprężystym podłożu

c)

Obliczenie poszczególnych elementów
konstrukcji fundamentu wg SGN

d)

Ustalenie zbrojenia fundamentu

Zbrojenie fundamentów blokowych pod

maszyny o działaniu nieudarowym

1) Pd≤0,5kN V≤20m3
Zbrojenie ф8-12 co 15-20cm
wykonuje się na obwodzie otworów i wcięć oraz w

miejscach osłabionych wcięciami

2) Pd>0,5kN V≤20m3
Zbrojenie ф12-16 co 20-30cm
Dodatkowo układane w płaszczyźnie wierzchu i spodu

fundamentu

3) Pd-dowolne V>20m3
Zbrojenie ф16-20 należy wykonać siatkami o oczkach 20-

25cm, układanymi w płaszczyźnie wierzchu i spodu
fundamentu

Projektowanie fundamentów blokowych

pod maszyny o działaniu udarowym

Zakres obliczeń:

a)

Sprawdzenie nacisku na grunt

b)

Sprawdzenie położenia środka ciężkości układu
w stosunku do środka ciężkości podstawy
fundamentu

c)

Sprawdzenie amplitud drgań wymuszonych

d)

Sprawdzenie nacisku na podkładkę
podkowadłową

e)

Sprawdzenie nośności

f)

Obliczenie potrzebnej ilości zbrojenia

g)

Sprawdzenie wpływu drgań na otoczenie

Zbrojenie fundamentów blokowych pod

maszyny o działaniu udarowym



Zbrojenie górnej części bloku pod
kowadłem:

siatki o oczkach 10 x 10 cm, z prętów Φ 10-

12 mm



Zdolnej dolnej części bloku podstawy:

siatka o oczkach 15-20 cm, z prętów Φ 16-

20 mm



Zbrojenie ściany zagłębienia dla kowadła;
zbrojenie dla przejęcia głównych
naprężeń rozciągających; zbrojenie
powierzchniowe i przestrzenne

również wg zaleceń normowych

Projektowanie żelbetowych

fundamentów ramowych.



Zakres obliczeń:

•

Stan graniczny nośności

•

Stan graniczny użytkowalności

(drgania,

rozwarcia rys i odkształceń)

Kształtowanie konstrukcyjne

fundamentów ramowych.



Grubość płyty dolnej nie powinna być mniejsza niż
wysokość przekroju poprzecznego ram poprzecznych lub
nie mniejsza niż grubość ścian nośnych fundamentu



Minimalne wymiary przekrojów elementów części ramowej
fundamentów

•

Dla fundamentów pod turbozespoły:

-słupy50x50cm
-części wspornikowe i elementy nie obciążone bezpośrednio

obciążeniami dynamicznymi, ścianki żelbetowe 10-15cm

•

Dla fundamentów pod inne maszyny o prędkości
obrotowej powyżej 1500obr/min i mocy mniejszej od
1,5MW

-słupy 30x30cm

Zbrojenie fundamentów

ramowych.



Zbrojenie słupów

-

powinno mieć symetryczny układ prętów podłużnych

-rozstaw między prętami i strzemionami ≤25cm



Zbrojenie spodu i wierzchu belek poprzecznych

-ustalone na podstawie obliczeń nośności



Zbrojenie ścian wchodzących w skład konstrukcji

-należy stosować obustronnie pręty pionowe ф12-20 w

odstępach 20-40cm

Wibroizolacja

fundamentów



Czynna – zmniejsza przenoszenie drgań z
maszyny na konstrukcję wsporczą lub
podłoże gruntowe.



Bierna – zmniejsza przenoszenie drgań z
konstrukcji wsporczej lub podłoża
gruntowego na wrażliwą maszynę.

Rodzaje środków

wibroizolacyjnych:

a)

Układ pojedynczych elementów
sprężystych (sprężyny, klocki gumowe
lub korkowe itp.)

b)

Ciągła podkładka z materiału
sprężystego (guma, korek, tworzywa
sztuczne)

PN-80B-03040