Виды фундаментов и опорных конструкций

Тема 4. Технология монтажных работ

Машины при сравнительно небольшой опорной поверхности станины имеют обычно большую массу. Для того чтобы машина не вязла в грунте, стояла ровно и прочно в процессе эксплуатация, ее опирают на твердое жесткое основание, устраивают специальные опорные площадки — фундаменты. Допускается устанавливать оборудование на бетонные подушки полов и междуэтажные перекрытия.

Фундаменты под оборудование должны быть прочными, устойчивыми и долговечными. При их проектировании составляют расчетные схемы, определяющие величины и координаты точек приложения, действующих на них сил, затем устанавливают размеры фундаментов, после чего делают их проверочные расчеты.

Конструкции фундаментов изготовляют по чертежам, в которых содержатся данные о материале, месте расположения фундаментов, проектные высотные отметки.

Опорная поверхность фундамента должна быть значительно больше опорной поверхности оборудования, чтобы обеспечивать их устойчивое положение. Кроме статических нагрузок, фундамент воспринимает и гасит небольшие колебания, возникающие при работе оборудования, т. е. испытывает и динамические нагрузки. Это имеет особое значение для оборудования, которое работает с большими ударными нагрузками (молоты, рубительные машины, прокатные клети и т. д.). Колебания гасятся за счет массы фундамента, которая в несколько раз превышает массу оборудования.

Вибрации внутри машины возникают из-за неуравновешенности ее вращающихся элементов (роторов, шкивов ременных передач, режущего инструмента и др.) и при возвратно-поступательном движении частей машин в момент изменения направления движения под действием сил инерции. Иногда они могут быть следствием рабочих нагрузок (сил резания), неуравновешенности обрабатываемых заготовок (при вращательном движении, ударных нагрузках и т. д.).

Вибрации отрицательно влияют на долговечность работы машины. Они распространяются через фундамент и грунт, воздействуют на соседние машины, на конструкции зданий, вызывая разрушения в них.

Главным фактором, способствующим уменьшению интенсивности вибраций, является масса фундамента: чем она больше, тем меньше амплитуды вибрации от возникающих сил. Поэтому масса фундаментов под машины, при работе которых возникают большие инерционные силы и силы от других факторов, достигает иногда 100 т и более.

Фундаменты очень разнообразны, как и оборудование, для которого они предназначены. По конструкции их подразделяют на монолитные, блочные, каркасные, свайные, брусковые; по форме — на ленточные, прямоугольные, ступенчатые, трапециевидные, фасонные. Фундаменты могут быть наземными, подземно-наземными, подземными и размещаться на междуэтажных перекрытиях производственных зданий.

Для сооружения фундаментов применяют бетон, бутобетон, железобетон, кирпич и дерево. На кирпичные фундаменты устанавливают легкое оборудование массой не более 4 т; кирпичная кладка разрешается только для фундаментов, находящихся выше уровня грунтовых вод. Высота таких фундаментов должна быть не менее 0,5 м. Силикатный кирпич для кладки применять нельзя.

Деревянный фундамент используют для временной установки оборудования с небольшими инерционными нагрузками, так как он быстро изменяет форму и коробится.

Групповые фундаменты представляют собой единое полотно толщиной 150...250 мм под несколько единиц оборудования (группу) и служат, как правило, только основанием для станков. В качестве единого полотна используют бетонные полы или полы иной конструкции. На групповые фундаменты устанавливают легкие и средние станки нормальной точности, работающие в спокойных режимах с преобладающими статическими нагрузками и имеющие достаточно жесткие станины (станина считается жесткой, если отношение ее длины к высоте не превышает 2:1).

Индивидуальные фундаменты сооружают для точного среднего и тяжелого оборудования, работающего с умеренными и повышенными динамическими нагрузками. Назначение индивидуальных фундаментов, помимо обеспечения правильного положения оборудования и виброустойчивости, изоляция оборудования друг от друга во избежание передачи вибрации через грунт, а также повышение жесткости станин.

Фундаменты машин и механизмов крупных агрегатов делают массивными, по возможности без швов в тех местах, где будет установлено оборудование. Отдельные железобетонные массивы, разделяют усадочными швами, например, при сооружении фундаментов прокатных станов, бумагоделательных машин.

Укладку бетона в фундамент с применением механических вибраторов выполняют не позднее 1,5 ч после его приготовления. Глухие фундаментные болты устанавливают с помощью кондукторов с отверстиями в них для болтов (диаметры отверстий делают больше диаметра фундаментного болта на 1...2 мм). Кондукторы с подвешенными болтами раскрепляют в опалубке перед бетонированием фундамента, выверяют в плане и по высоте с помощью геодезических приборов. Такой способ установки болтов обеспечивает удобство и точность их расположения, неизменное их положение при бетонировании.

Для анкерных болтов в фундаменте делают колодцы, устраивая до бетонирования опалубку или закладывая деревянные пробки с учетом проектных размеров болтов и мест их расположения. После бетонирования фундамента и схватывания бетона проба удаляют.

Крупные и тяжелые фундаменты под установленным оборудованием способны в течение длительного времени давать осадку, достигающую до 50 мм и более. Поэтому по окончании изготовления фундамента необходимо вести наблюдения за его осадкой при выверке оборудования по реперам учитывать возможные отклонения в высотных отметках.

Размеры фундамента определяются габаритными размерами оборудования и его размещением, а глубина — длиной фундаментных болтов, крепящих оборудование, расположением каналов тоннелей, массой устанавливаемой на него машины, интенсивностью колебаний, вызываемых ее работой, а также грунтовыми условиями. При рыхлом грунте размеры фундамента должны быть значительно больше, чем при скальном и во всех случаях соответствовать чертежам и требованиям технических условий на сооружение фундамента. Фундаменты, на которые оборудование устанавливается с последующей подливкой раствора (должно быть указано в чертежах), сдаются под монтаж забетонированными на 50...60 мм ниже проектной отметки опорной поверхности оборудования, а в местах расположения ребер жесткости на основании оборудования — на 50...60 мм ниже отметки этих ребер. В случае установки оборудования без подливки фундаменты сооружают на полную проектную отметку.

При использовании в качестве фундаментов под оборудование стальных конструкций и железобетонных элементов на них распространяются все требования, предъявляемые к фундаментам.