基础工程课件 第十章 动力机器基础与地基基础抗震.ppt

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1、第10章动力机器基础与地基基础抗震§10.1概述§10.2振动对地基的影响及机器基础的设计步骤§10.3实体式基础振动计算理论简述及地基动力参数§10.4实体式基础振动计算方法§10.5锻锤基础的设计(自学)§10.6曲柄连杆机器基础设计简述(自学)§10.7振动基础在土中引起的波动及防震措施(自学)§10.8地基基础抗震2§10.1概述动力机器的分类:按对基础的动力作用形式1.周期作用的机器往复运动的机器活塞式压缩机、柴油机及破碎机等。它们的特点是平衡性差、振幅大，而且由于转速低（一般不超过500～600r/min），有可能引起附近建筑物和其中部分构件的共振。

2、旋转运动的机器如电机（电动机、电动发电机等）、汽轮机组（汽轮发电机、气轮压缩机等）及风机等。气轮机组的特征一般是工作频率高、平衡性能好和振幅小。32.间歇性作用或冲击作用的机器锻锤、落锤（碎铁用设备）等属于间歇性作用或冲击作用的机器，其特点是冲击力大且无节奏。4机器基础的结构类型实体式墙式框架式5动力机器的动荷载会引起地基及基础的振动降低地基土的强度增加基础的沉降量影响工人健康和劳动者生产率影响机器的正常工作《动力机器基础设计规范》GB50040-966动力机器基础的设计除了满足地基基础设计的一般要求外，还应使基础由于动荷载而引起的振动幅值不超过某一限值，即《动

3、力机器基础设计规范》GB50040-96所规定的最大允许幅值。限值主要取决于：①地基和基础的振动不影响机器的正常使用；②地基和基础的振动不影响工人的身体健康、不会造成建筑物的开裂和破坏；③地基和基础的振动对附近的人员、建筑(构)物和仪器设备等产生有害的影响。710.2振动对地基的影响及机器基础的设计步骤10.2.1振动对土性质的影响10.2.2振动作用下地基的承载力10.2.3动力基础设计的一般步骤810.2.1振动对土体性质的影响振动对土的抗剪强度的影响砂土的内摩擦系数将随着振幅的增大而减少砂土的内摩擦系数随着振动加速度增大而减小粘性土的抗剪强度一般随着振动

4、加速度的加大而减小随着土所具有的粘聚力的增加，振动对土的力学性质变化的影响将减小9振动对土的抗剪强度的影响10在动荷载作用下，地基的沉降比只有静荷载作用时的沉降要大，因为在前一种情况下将产生振动附加沉降。但在法向压力作用下，只有当振动加速度大于某临界值（通常为0.2g～0.3g）时才出现振动附加沉降，其值随振动加速度的增大而增大。振动作用下土的压密1110.2.2振动作用下的地基承载力由于地基土在动荷作用下抗剪强度有所降低，并出现附加沉降，因而地基承载力特征值应予以折减。—相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均静压力值；—修正后的地基承载力特征值；—动力折减

5、系数，见《动力机器基础设计规范》GB50040-96。12(1)旋转式基础可采用0.8;(2)锻锤基础可按下式计算;—基础的振动加速度（m/s2）—地基土的动沉陷影响系数。(3)其他机器基础可采用1.0.地基承载力的动力折减系数1310.2.3动力机器基础设计的一般步骤(1).收集设计技术资料。(2).确定地基动力参数。(3).选择地基方案。(4).确定基础类型及材料。(5).确定基础的埋置深度及尺寸。(6).验算地基承载力。(7).进行动力计算。其内容为确定固有频率（自振、频率）和振动幅值（位移、速度和加速度的幅值等），并控制这些振动量不超过一定的允许范围，对

6、大多数动力机器基础而言，主要是控制振幅值和速度值，而对振动能量较大的锻锤基础，则还需控制加速度值。1410.3实体式基础振动计算理论简述及地基动力参数质量-弹簧模型质量-弹簧-阻尼器模型刚体-半空间模型10.3.1计算理论15质量-弹簧模型理论把实际的机器、基础和地基体系的振动问题简化为放在无质量弹簧上的刚体的振动问题，其中基组（包括基础、基础上的机器和附属设备，以及基础台阶上的土）假定为刚体，地基土的弹性作用以无质量弹簧的反力表示。因此，这种理论称为动力基床系数法。后来，人们通过工程实践、试验及理论研究，对其不断加以充实和发展。为了考虑共振区的振动特性，又在上

7、述质量-弹簧模型上加一新的元件-阻尼器，从而形成了质量-弹簧-阻尼器模型.刚体-半空间理论的计算模型是把地基视为半空间（半无限连续体）、基础作为在半空间上的刚体的一种模型。机器基础的振动以这个刚体的振动表示。利用动力弹性理论分析地基中波的传播，由解析法和数值法（如有限元法）可以求出基础与半空间接触面上的动应力。利用动力平衡条件，可以写出刚体（或基础）的运动方程，从而确定基础的振动状态。理想弹性半空间（匀质、各向同性的弹性半无限体）理论所需的地基参数是土的泊松比μ、剪切模量G及质量密度ρ。1610.3.2地基动力特性参数天然地基动力参数天然地基抗压刚度系数；天然地

8、基抗弯刚度系数天然地基抗