Издаётся с сентября 1923 года
DOI: 10.33622/0869-7019
Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science
  • ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ, ПОДЗЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ
  • Расчет отдельно стоящей фундаментной плиты на нагрузки от промышленного оборудования
  • УДК 69.04:624.042.8 DOI: 10.33622/0869-7019.2022.01.39-45
    Юрий Тихонович ЧЕРНОВ, доктор технических наук, профессор, e-mail: chernovyut@mgsu.ru
    Евгений Евгеньевич ПАРАМОНОВ, аспирант, e-mail: evg.paramonov@yandex.ru
    ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ), 129337 Москва, Ярославское ш., 26
    Аннотация. Фундаментные плиты конечных размеров получили широкое распространение в промышленном строительстве. На такие конструкции устанавливают достаточно разнообразное промышленное оборудование. Существует необходимость более детально рассмотреть и уточнить методики расчета подобных конструкций. Возможность установки оборудования на отдельные плиты или непосредственно на полы позволяет значительно экономить материалы и повысить универсальность промышленных зданий. Изложены рекомендации по расчету фундаментных плит на динамические нагрузки от промышленного оборудования. Показан пример расчета отдельно стоящей фундаментной плиты под инерционный грохот тяжелого типа. Расчеты выполнялись методом конечных элементов. Решение дифференциальных уравнений движения системы с конечным числом степеней свободы строится в виде разложения по формам собственных колебаний системы. Приведены расчет нагрузок от грохота, последовательность подбора оптимальных виброизоляторов. Даны основные зависимости для расчета подобных систем в переходных (пускоостановочных) режимах. Подробно изложены параметры расчетной схемы и особенности приложения нагрузок. На основе рекомендаций и указанных выше методов реализован комплекс программ на высокоуровневом языке программирования python, расчеты в котором позволяют учитывать особенности работы оборудования в переходных и стационарных режимах, виброизоляцию, а также различные виды динамической нагрузки. Изложенный материал дает возможность с достаточной степенью точности проводить расчеты подобных конструкций. Результаты расчетов показывают, что возможна установка оборудования тяжелого типа на отдельные плиты с учетом ограничений, приведенных в статье, и, как следствие, на жесткие подстилающие слои полов промышленных зданий.
    Ключевые слова: фундаментная плита, промышленное оборудование, динамические нагрузки, активная виброизоляция, метод конечных элементов, метод разложения по собственным формам колебаний.
  • ЛИТЕРАТУРА
    1. Савинов О. А. Современные конструкции фундаментов под машины и их расчет. Л. : Стройиздат, 1979. 346 c.
    2. Пятецкий В. М., Александров Б. К., Савинов О. А. Современные фундаменты машин и их автоматизированное проектирование. М. : Стройиздат, 1993. 415 с.
    3. Чернов Ю. Т. Вибрации строительных конструкций. Аналитические методы расчета. Основы проектирования и нормирования вибраций строительных конструкций, подвергающихся эксплуатационным динамическим воздействиям. М. : АСВ, 2011. 383 с.
    4. Bounds W. L., Wong S. S. K. Comparison of foundation design specifications for vibratory machines [Сравнение требований по проектированию фундаментов машин с периодической нагрузкой]. Practice Periodical on Structural Design and Construction, 2016, no. 21(3). DOI: 10.1061/(ASCE)SC.1943-5576.0000284.
    5. Чернов Ю. Т., Зебилила М. K. К расчету систем виброизоляции с демпферами вязкого трения // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2018. № 2. С. 34-38.
    6. Niu B., Olhoff N. Minimization of vibration power transmission from rotating machinery to a flexible supporting plate [Минимизация предающихся вибраций от машин с вращающимися частями на прогибы опорных плит]. International Journal of Structural Stability and Dynamics, 2014, no. 14(3). DOI: 10.1142/S0219455413500685.
    7. Peukert B. W., Archenti A. Dynamic interaction between precision machine tools and their foundations [Динамическое взаимодействие между станками и их фундаментами]. International Journal of Automation Technology, 2020, no. 14(3), pp. 386-398. DOI: 10.20965/IJAT.2020.P0386.
    8. Whitman R. V., Richart Jr. F. E. Design procedures for dynamically loaded foundations [Проектирование фундаментов на динамические нагрузки]. Paper presented at the Geotechnical Special Publication, 2002, no. 118(II), pp. 1218-1242.
    9. Raja Sekhar P., Reddy E. R., Haritha Reddy B., Saibaba Reddy E. Dynamic analysis of foundation subjected to machine induced vibrations [Динамический расчет фундамента на нагрузки от оборудования]. International Journal of Advanced Science and Technology, 2020, no. 29(3 Special Issue), pp. 1693-1703.
    10. Bhattacharya M. Deliberations on foundation design methods for rotating machinery [Обзор методов проектирования фундаментов для машин с вращающимися частями]. Paper presented at the MFPT 2019: Where Theory Meets Practice, 2019.
    11. Ali O. S., Mahamid M. Effect of soil-foundation interaction on the dynamic response of a four-cylinder compressor foundation [Учет влияния основания на динамический отклик фундамента четырехцилиндрового компрессора]. Practice Periodical on Structural Design and Construction, 2018, no. 23(3). DOI: 10.1061/(ASCE)SC.1943-5576.0000380.
    12. Aleksandrovych V. A., Havryliuk O. V. Investigation of the influence of dynamic loads of industrial equipment on the occurrence of prolonged yielding of their foundation soils [Исследование влияния динамических нагрузок от промышленного оборудования на возникновение длительных осадок грунтов основания]. Paper presented at the IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2021, no. 1021(1). DOI: 10.1088/1757-899X/1021/1/012010.
    13. Elvin A. A., Elvin N. G. Structures subjected to startup and shutdown of rotating machinery [Конструкции при воздействии пуска и остановки машин с вращающимися частями]. Journal of the South African Institution of Civil Engineering, 2015, no. 57(1), pp. 38-46. DOI: 10.17159/2309-8775/2015/v57n1a4.
    14. Коренев Б. Г., Рабинович И. М. Динамический расчет зданий и сооружений (Справочник проектировщика). М. : Стройиздат, 1984. 303 с.
    15. Секулович М. Метод конечных элементов / пер. с серб. Ю. Н. Зуева, под ред. В. Ш. Барбакадзе. М. : Стройиздат, 1993. 660 с.
    16. Bathe K. Computational fluid and solid mechanics [Вычислительная механика жидкости и твердого тела]. 2003, pp. 1-2443. DOI: 10.1016/B978-0-08-044046-0.X5000-3.
    17. Zienkiewicz O. C., Taylor R. L., Fox D. The finite element method for solid and structural mechanics [Метод конечных элементов для объемного моделирования в строительной механике]. Seventh edition, 2013, pp. 1-624. DOI: 10.1016/C2009-0-26332-X.
    18. Lehoucq R. B., Sorensen D. C., Yang C. ARPACK users guide: Solution of large scale eigenvalue problems by implicitly restarted arnoldi methods [Руководство пользователя ARPACK. Решение крупномасштабных задач на собственные значения неявным перезапуском методом Арнольди]. SIAM, Philadelphia, PA, 1998.
    19. Бахвалов Н. С., Жидков Н. П., Кобельков Г. М. Численные методы. М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. 636 с.
    20. Пособие по проектированию конструкций зданий, испытывающих динамические воздействия / ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко. M., 1986.
    21. Руководство по проектированию виброизоляции машин и оборудования. М. : Стройиздат, 1972. 157 с.
  • Для цитирования: Чернов Ю. Т., Парамонов Е. Е. Расчет отдельно стоящей фундаментной плиты на нагрузки от промышленного оборудования // Промышленное и гражданское строительство. 2022. № 1. C. 39-45. DOI: 10.33622/0869-7019.2022.01.39-45.


НАЗАД