Таблица 1. Диаметр арматуры в зависимости от диаметра болтов (СП 26.13330.2012)
| Диаметр болта, мм | Диаметр арматуры, мм | Шаг арматуры, мм | Превышение размера станины, мм |
|---|---|---|---|
| 16-20 | 10 | 200 | 300 |
| 24-30 | 12 | 200 | 400 |
| 36-42 | 16 | 200 | 500 |
| 48 и более | 20 | 200 | 600 |
Таблица 2. Минимальные размеры арматуры фундаментов
| Размер подошвы фундамента | Минимальный диаметр продольной арматуры, мм | Минимальный диаметр поперечной арматуры, мм | Шаг стержней, мм |
|---|---|---|---|
| Менее 3 м | 10 | 10 | 200 |
| 3 м и более | 12 | 12 | 200 |
| Стенчатые фундаменты (вертикальные стержни) | 12 | - | 300 |
| Стенчатые фундаменты (горизонтальные стержни) | 10 | - | 300 |
Таблица 3. Процент армирования фундаментов
| Тип конструктивного элемента | Минимальный процент армирования, % | Применение | Нормативный документ |
|---|---|---|---|
| Фундаментные плиты | 0,1 | Общее армирование | СП 63.13330.2018 |
| Изгибаемые элементы | 0,1 | Продольная арматура | СП 63.13330.2018 |
| Внецентренно сжатые элементы | 0,25 | При расчете прочности | СП 63.13330.2018 |
| Местное армирование под станинами | По расчету | Динамическое оборудование | СП 26.13330.2012 |
Таблица 4. Классы бетона для динамического оборудования
| Класс бетона | Марка бетона | Прочность на сжатие, МПа | Применение |
|---|---|---|---|
| B20 | M250 | 20 | Легкое динамическое оборудование |
| B25 | M300 | 25 | Средние динамические нагрузки |
| B30 | M400 | 30 | Тяжелое промышленное оборудование |
| B35 | M450 | 35 | Ударное оборудование, молоты |
| B40 | M500 | 40 | Особо тяжелое оборудование |
Таблица 5. Виброизолирующие материалы и их характеристики
| Тип материала | Рабочая нагрузка, кПа | Частотный диапазон, Гц | Применение |
|---|---|---|---|
| Пружинные виброизоляторы | 50-5000 | 5-16 | Низкочастотное оборудование |
| Резиновые прокладки | 100-1000 | 16-2000 | Высокочастотное оборудование |
| Sylomer (полиуретан) | 25-700 | 8-2000 | Универсальное применение |
| Gener VX (эластомер) | 50-7000 | 5-1000 | Тяжелое промышленное оборудование |
| Комбинированные (пружина+резина) | 100-3000 | 5-2000 | Широкий спектр оборудования |
Оглавление статьи
- 1. Общие требования к армированию фундаментов под динамическое оборудование
- 2. Минимальные размеры арматуры и шаг укладки
- 3. Местное армирование под станинами оборудования
- 4. Процент армирования фундаментов
- 5. Требования к бетону для фундаментов динамического оборудования
- 6. Виброизолирующие прокладки и материалы
- 7. Конструктивные особенности и специальные требования
- Часто задаваемые вопросы
1. Общие требования к армированию фундаментов под динамическое оборудование
Армирование фундаментов под динамическое оборудование регламентируется СП 26.13330.2012 "Фундаменты машин с динамическими нагрузками", который является актуализированной редакцией СНиП 2.02.05-87. Данные требования распространяются на широкий спектр промышленного оборудования, создающего динамические воздействия на конструкции.
Нормы применяются для проектирования фундаментов машин с вращающимися частями (включая турбомашины мощностью до 100 МВт), машин с кривошипно-шатунными механизмами, кузнечных молотов, формовочных машин, копрового оборудования, дробильного, прокатного, прессового оборудования, мельничных установок и металлорежущих станков.
Основная цель армирования фундаментов под динамическое оборудование заключается в обеспечении восприятия знакопеременных нагрузок, предотвращении образования трещин от усадки и температурных деформаций, а также в создании надежной анкеровки для крепежных элементов оборудования.
2. Минимальные размеры арматуры и шаг укладки
При армировании подошвы фундаментов диаметры продольных и поперечных стержней следует принимать не менее 10 мм при стороне подошвы менее 3 м и не менее 12 мм при большем размере с шагом стержней 200 мм. Данные требования установлены с учетом необходимости обеспечения достаточной жесткости арматурного каркаса при динамических воздействиях.
Требования к общему армированию подошвы
Общее армирование подошвы фундамента выполняется в виде двух арматурных сеток - верхней и нижней. Расстояние между сетками определяется толщиной фундаментной плиты, но должно обеспечивать требуемые защитные слои бетона.
Для фундамента размером 4×3 м с шагом арматуры 200 мм:
- Продольные стержни: (4000/200 + 1) = 21 стержень
- Поперечные стержни: (3000/200 + 1) = 16 стержней
- Общее количество для одной сетки: 37 стержней диаметром 12 мм
Армирование стенчатых фундаментов
При конструктивном армировании стен стенчатого фундамента диаметр вертикальных стержней должен быть не менее 12 мм, а горизонтальных - не менее 10 мм. Шаг вертикальной арматуры не должен превышать 300 мм.
Стенчатые фундаменты применяются для размещения оборудования с развитой подземной частью, когда требуется создание технических подвалов или колодцев для обслуживания машин.
3. Местное армирование под станинами оборудования
При местном армировании под станинами машин неударного действия диаметр стержней следует принимать в зависимости от диаметра болтов, крепящих оборудование к фундаментам, согласно таблице 1. Эта таблица является ключевым инструментом для проектировщиков при определении параметров местного армирования.
Принципы местного армирования
Размер сеток должен превышать размер станины машины в плане, как правило, на 300-600 мм в зависимости от диаметра арматуры, равной 10-20 мм соответственно. Данное требование обеспечивает равномерное распределение нагрузок от станины оборудования на бетон фундамента.
Станина насоса размером 800×600 мм крепится болтами М24:
- По таблице 1: диаметр арматуры 12 мм
- Размер армирующей сетки: (800+400)×(600+400) = 1200×1000 мм
- Шаг арматуры: 200 мм
- Количество стержней: 7×6 = 42 стержня
Особенности армирования под ударное оборудование
При ударной нагрузке, а также при динамических нагрузках, требующих установки болтов диаметром не менее 42 мм, следует применять съемные фундаментные болты. Для такого оборудования требуется усиленное армирование с увеличенными диаметрами стержней.
При близком расположении станин одна от другой для создания непрерывности армирования сетки укладывают с перепуском друг за друга. Вертикальные грани в местах перепада сеток дополнительного армирования не требуют.
4. Процент армирования фундаментов
Минимальный процент армирования фундаментов регламентируется СП 63.13330.2018 "Бетонные и железобетонные конструкции". Для различных типов конструктивных элементов установлены следующие требования к минимальному проценту армирования.
Основные требования к проценту армирования
Для плит фундамента минимально допустимое армирование составляет 0,1%. Это требование обеспечивает восприятие усилий от усадки и температурных деформаций, а также предотвращает хрупкое разрушение конструкций.
μ = As / (b × h) × 100%
где:
μ - процент армирования, %
As - площадь сечения арматуры, мм²
b - ширина сечения, мм
h - высота (толщина) сечения, мм
Минимальный процент армирования принимается не менее 0,1% для изгибаемых элементов и 0,25% для внецентренно сжатых элементов при расчете прочности по нормальным сечениям.
Практическое применение требований
Плита толщиной 500 мм, ширина расчетного участка 1000 мм:
- Площадь сечения бетона: 1000 × 500 = 500,000 мм²
- Минимальная площадь арматуры: 500,000 × 0,001 = 500 мм²
- Это соответствует 4 стержням Ø12 мм (As = 4 × 113 = 452 мм²) или 6 стержням Ø10 мм (As = 6 × 78,5 = 471 мм²)
При проектировании фундаментов под динамическое оборудование часто требуется превышение минимальных значений процента армирования для обеспечения необходимой прочности и долговечности конструкций.
5. Требования к бетону для фундаментов динамического оборудования
Выбор класса бетона для фундаментов динамического оборудования определяется характером и интенсивностью динамических нагрузок, массой оборудования и условиями эксплуатации. Основным показателем является класс бетона по прочности на сжатие.
Классификация бетонов по прочности
Класс бетона по прочности обозначается буквой B и числами, соответствующими значению гарантированной прочности бетона на сжатие в МПа, с обеспеченностью 95%. Для фундаментов динамического оборудования рекомендуется применение бетонов не ниже класса B20.
Рекомендации по выбору класса бетона
B25-B30 предназначены для устройства ответственных конструкций, включая ростверки и фундаменты, несущие конструкции монолитного каркаса. Эти классы бетона обеспечивают необходимую прочность для восприятия динамических нагрузок средней интенсивности.
Специальные добавки и модификаторы
Для повышения динамической прочности бетона применяются различные добавки. Производство бетона высоких марок осуществляется с использованием пластификаторов и исключительно гранитного щебня. Это обеспечивает повышенную прочность и долговечность конструкций при динамических воздействиях.
Для фундамента молота массой 5 тонн рекомендуется:
- Класс бетона: B35 (M450)
- Морозостойкость: F200
- Водонепроницаемость: W6
- Щебень: гранитный фракции 5-20 мм
- Добавки: пластификаторы для повышения подвижности
6. Виброизолирующие прокладки и материалы
Виброизоляция фундаментов динамического оборудования является критически важным элементом, обеспечивающим снижение передачи вибраций на окружающие конструкции и предотвращение резонансных явлений.
Типы виброизолирующих материалов
Различают виброизоляторы пружинные, упругие и комбинированные. Низкочастотную вибрацию до 16 Гц легко изолировать с помощью пружинных стальных виброизоляторов, для виброизоляции оборудования с числом оборотов превышающих 2000 об/мин лучше применять упругие виброизоляторы.
f₀ = 1/(2π) × √(k/m)
где:
f₀ - собственная частота системы, Гц
k - жесткость виброизолятора, Н/м
m - масса оборудования, кг
Современные виброизолирующие материалы
Материал GENER VX может укладываться под фундамент, на котором размещено оборудование, а также под сами опоры оборудования. Этот полиолефиновый эластомер разработан специально для суровых климатических условий России.
По заключению Мюнхенского технического университета, материал Gener VX сохраняет свои свойства на протяжении 100 лет для целей виброизоляции зданий. Такая долговечность критически важна для промышленных фундаментов.
Методы виброизоляции фундаментов
Применяются три основных типа виброизоляции: точечная изоляция, ленточная виброизоляция и сплошная подложка. Выбор метода зависит от характера оборудования и интенсивности вибрационных нагрузок.
Для центробежного насоса 15 кВт, 1500 об/мин:
- Рабочая частота: 25 Гц
- Рекомендуемая собственная частота системы: 8-10 Гц
- Материал: резиновые прокладки толщиной 10-15 мм
- Тип установки: точечные опоры под лапы насоса
7. Конструктивные особенности и специальные требования
Проектирование фундаментов под динамическое оборудование требует учета множества специфических факторов, включая геометрические параметры, расположение крепежных элементов и обеспечение доступа для обслуживания оборудования.
Геометрические требования
Расстояние от края станины до края фундамента или до края канала должно быть не менее 100 мм для легкого и не менее 150 мм для тяжелого оборудования. Данные требования обеспечивают надежность крепления и предотвращают откалывание краев фундамента.
Расстояние от оси болта до грани фундамента или глубокого канала должно быть не менее четырех диаметров болта. В особых случаях, когда это условие не может быть выполнено, грань фундамента должна быть специально армирована.
Требования к размещению коммуникаций
Расстояние от дна каналов и тоннелей до подошвы фундамента должно быть не менее 500 мм. Это обеспечивает достаточную толщину бетона для восприятия нагрузок и размещения арматуры.
Фундамент под электродвигатель 75 кВт:
- Размер станины: 600×400 мм
- Минимальные размеры фундамента: 800×600 мм
- Болты крепления: М20 (расстояние от края ≥ 80 мм)
- Высота фундамента над каналом: ≥ 500 мм
- Канал для кабелей: 200×150 мм
Особенности массивных фундаментов
Массивные фундаменты выполняют в виде сплошного массива с необходимыми выемками, колодцами, отверстиями для расположения частей машины и оборудования. Такие фундаменты рекомендуются для электрических машин с числом оборотов 500 об/мин и менее.
Симметрия конструкции
Конструкцию фундамента следует делать симметричной относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось вращения вала машины. Это требование обеспечивает равномерное распределение динамических нагрузок и предотвращает возникновение дополнительных крутящих моментов.
Часто задаваемые вопросы
Источники информации:
- СП 26.13330.2012 "Фундаменты машин с динамическими нагрузками. Актуализированная редакция СНиП 2.02.05-87" (с изменением №1 от 18.08.2016)
- СП 63.13330.2018 "Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения" (с изменением №1)
- ГОСТ 24379.1-2012 "Болты фундаментные. Конструкция и размеры"
- Актуальные научные исследования в области виброизоляции промышленного оборудования
- Современные технические решения в области динамических фундаментов
Отказ от ответственности:
Автор не несет ответственности за возможные ошибки, неточности или последствия использования представленной информации. При проектировании фундаментов под динамическое оборудование необходимо руководствоваться действующими нормативными документами и консультироваться с квалифицированными специалистами. Все расчеты должны выполняться в соответствии с актуальными версиями СП и ГОСТ, действующими на момент проектирования. Информация в статье актуализирована на июль 2025 года.
