郭永生

（中國恩菲工程技術有限公司 北京 100038）

摘 要：本文對有色冶金類動力機器基礎設計要點進行總結，對設計過程中的資料收集，基礎形式，荷載分類，荷載組合，基礎計算，基本構造分別進行了闡述。對基組的振動控制標準進行了討論。

關鍵詞：動力基礎，荷載分類，荷載組合，振動控制標準

1、概述

動力機器基礎是支承和固定有色冶金工廠設備的結構體，其主要任務是將設備可靠地固定設備基礎的相應部位上，將設備的恒荷載、活荷載及動力荷載（水平擾力，垂直擾力）有效傳遞給地基。有色冶金類工程項目中，動力機器廣泛用于工藝生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，發(fā)揮著不可替代的作用。常見的動力機器基礎的主要型式位：塊體式、墻體式、框架式、箱式、坑式等型式。動力機器基礎工程設計目標，既要優(yōu)化基礎配置，使其地基承載能力符合要求；通過驗算基組的動力作用效應，控制其振動幅值，不產(chǎn)生危害設備運轉的地基沉降或基礎的振動，不影響車間人員的正常生產(chǎn)和工作，滿足設備正常運轉的各項要求。

2、基礎資料收集

動力機器基礎需收集的資料包括：工程地質條件、水文地質資料；車間的工藝布置圖，與本設備基礎相鄰區(qū)域的車間建筑物基礎和其他設備基礎、地下構筑物和地下管網(wǎng)等布置圖；生產(chǎn)廠家提供的設備型號、規(guī)格和底座輪廓圖；機組布置圖，設備基礎輪廓平剖面圖和坑、溝、孔的尺寸，埋管標高以及對地腳螺栓、預埋件、二次澆灌層的要求；設備的重心及傳至基礎的各種恒、活荷載值，設備動荷載值及其作用位置和方向；基礎表面最高和最低溫度資料；基礎表面防侵蝕要求及侵蝕性介質的種類、濃度和溫度等資料。動力機器基礎資料的準確性直接影響基礎設計的質量。

3、 荷載分類

現(xiàn)行國家標準《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009的有關規(guī)定，有色冶金類動力機器基礎荷載包括：永久荷載：機器本體重量、各種附加裝置含管道、閥門、平臺等重量；基礎結構自重、基礎臺階上填土重量等。可變荷載：機器的擾力、沖擊力、當量荷載；操作荷載、溫度作用、風荷載、機器生產(chǎn)附加荷載；設備安裝、檢修用的重型荷載；以及常遇地震作用。偶然荷載：包括機器運行的事故荷載；以及罕遇地震的作用。

4、動力計算要點

有色冶金類動力機器基礎需根據(jù)動力機器的特性和類型，工藝配置，管道布置等要求，確定基礎型式及各部分構件幾何尺寸及相互連接要求后，簡化為合理的力學簡圖，進行結構的動力計算和靜力計算，使其滿足振動限值和結構強度的要求。對于以承受水平荷載為主的設備基礎，尚需驗算基礎的抗滑移和抗傾覆穩(wěn)定性；對于自重較小的箱式和坑式基礎，尚需根據(jù)地下水位驗算抗浮的穩(wěn)定性；當工藝對設備基礎沉降量有具體要求時，尚需驗算基礎的沉降量；對于有防水要求的箱式或坑式基礎需進行抗裂或裂縫寬度的計算；當有溫度作用時，尚需驗算結構的溫度效應。動力機器基礎動力學計算可采用有限元分析軟件進行精細計算。當有充分依據(jù)時，也可將設備的荷載乘以動力系數(shù)后按靜力方法換算成當量靜荷載作為設計荷載，對基礎構件進行強度和配筋計算。

5、振動控制目標

動力機器基礎振動計算的目標，是要使基組在正常使用時其振動限值控制在容許的范圍之內。從而滿足機器的有效運轉，確保操作人員的良好工作環(huán)境；以及避免或減少振動對周圍建、構筑物或儀器、儀表等的不良影響，實現(xiàn)適用、安全且經(jīng)濟合理的要求。目前國內關于動力機器基礎設計的標準均根據(jù)不同類型的機器及環(huán)境要求，用容許振動線位移或容許振動速度作為控制目標。動力機器基礎的設計必須結合具體工程要求，正確選擇適合的容許振動限值?，F(xiàn)行國家標準《動力機器基礎設計規(guī)范》GB50040對各種動力機器的振動限值作出了規(guī)定，現(xiàn)匯總于表1中：

5.基本構造措施

動力機器基礎的構造措經(jīng)過多年工程實踐的總結。對彌補設計不足至關重要，在設計中必須加以重視。包括了各類設備基礎截面最小截面的選擇，材料性能的要求，各種附屬構件的要求等。對于大塊式，墻式，框架式設備方案配置時盡量選擇對稱布置，避免較大的偏心，基礎的底板宜設計成長方形，應設置在同一個標高上，地基條件不好時盡量采用筏板連接或采用樁基礎，保證基礎底板具有足夠的抗彎剛度。構架式基礎由于剛度較弱，設計時更要重視構造措施，支柱應對稱布置，支柱的上下端需設計為固接；支撐柱的中心線處宜布置對稱的構架梁，結構構件的截面形狀應對稱； 大塊式基礎的構造配筋要求：體積為20m3～40m3的大塊式基礎，應沿基礎頂面，底面配置鋼筋，凹凸處應局部加強配筋。體積大于40m3時應沿基礎頂面、底面及四周配置鋼筋網(wǎng)，目的是防止溫度應力和收縮應力導致裂縫，鋼筋網(wǎng)要求細而密。小型設備基礎在基礎頂面配置鋼筋網(wǎng)，目的是防止設備安裝、檢修時，混凝土表面遭受撞擊損壞。

6.結語

動力機器基礎設計應做好基礎資料的收集工作，結構設計人員必須在方案配置階段就積極參與，根據(jù)不同的基礎類型確定合理的計算模型，利用計算機采用先進的有限元計算軟件進行復核計算。有色冶金類大型，超大型動力機器基礎在工程中應用日益廣泛，同時也對基礎設計提出了更高的要求，所以動力機器基礎設計必須在工程實際中認真總結不斷完善。

參考文獻：

[1].《動力機器基礎設計規(guī)范》GB 50400-96；

[2].《有色金屬工程設備基礎技術規(guī)范》GB 51084—2015；

[3].《建筑結構荷載規(guī)程》GB50009-2012