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《动力机器基础设计标准[附条文说明]》GB 50040-2020
住房和城乡建设部
实施时间:2021-03-01
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4.3 电机基础

4.3.1  电机基础宜采用现浇钢筋混凝土框架结构,结构选型及力学分析应符合本标准第4.1.2条规定。

4.3.2  框架式电机基础顶板振动控制点的横向水平振动位移可按下列公式计算:

式中:u——框架式电机基础顶板振动控制点的横向水平振动位移(m);

          ux——顶板重心的横向水平振动位移(m);

          uψ一一顶板的扭转振动角位移(rad);

          Ksx——基础及地基的总横向水平刚度(kN/m);

          K——基础及地基的总抗扭刚度(kN/m);

          ωx——顶板的水平横向固有圆频率(r/min);

          ωψ一一顶板的扭转向固有圆频率(r/min);

          loj——第j榀横向框架平面到顶板重心的距离(m);

          h4——基础底板底面至顶板顶面的距离(m);

          Kxj——第j榀横向框架的水平刚度(kN/m);

          δj——无因次系数;

          lψ——基础顶板重心到振动控制点的水平距离(m);

          Ibj——第j榀横向框架横梁的截面惯性矩(m4);

          Icj——第j榀横向框架柱的截面惯性矩(m4);

          hj——第j榀横向框架柱的计算高度(m);

          lj——第j榀横向框架横梁的计算跨度(m),可取两个柱子中心线距离的0.9倍;

         Jw——折算质量ms对通过顶板重心竖向轴的惯性矩(t·m2);

         ld——顶板的长度(m);

         me——基组折算质量,可取全部机器质量、基础顶板及柱子质量的0.3倍;

         Ec——混凝土的弹性模量(kPa);

         Fvx一一作用在基础顶板的水平横向扰力(kN)。

4.3.3  框架式电机基础顶板振动控制点的纵向水平振动位移可按下列公式计算:

式中:u——框架式电机基础顶板振动控制点的纵向水平振动位移(m);

          uy——顶板重心的纵向水平振动位移(m);

          Ksy——基础及地基的总纵向水平刚度(kN/m);

          ωy——顶板的水平纵向固有圆频率(r/min);

          loi—一第i榀纵向框架平面到顶板重心的距离(m);

          Kyi——第i榀纵向框架的水平刚度(kN/m);

          δi——无因次系数;

          Ibi——第i榀纵向框架横梁的截面惯性矩(m4);

          Ici——第i榀纵向框架柱的截面惯性矩(m4);

          Hi—一第i榀纵向框架柱的计算高度(m);

          li——第i榀纵向框架横梁的计算跨度(m),可取两个柱子中心线距离的0.9倍;

          lb——顶板的宽度(m)。

4.3.4  当电机基础不验算由动力荷载和温度差产生的平面弯曲应力时,顶板梁侧面配置的构造配筋(图4.3.4)应符合下列规定:

    1  上部构造钢筋的截面AR2不应小于0.1%bnhn;

    2  下部构造钢筋的截面AR1不应小于0.1%bh;

    3  钢筋直径不应小于16mm,间距宜取150mm~250mm。

4.3.5  基础构件的承载力计算,可按本标准第4.1节的规定确定。

4.3.6  电机基础采用大块式和墙式基础时,动力计算与构造要求可按本标准第5章的规定确定。

条文说明

    本节适用于工作转速在1000r/min及以下的低转速电机基础的设计。电机基础设计时,可按本标准第4.1节条文说明,确定取得设备相关资料。

4.3.2、4.3.3  考虑到工作转速为1000r/min及以下的电机基础总是横向水平振动大于竖向振动,因此,只需验算基础的水平振动位移。公式(4.3.2-1)~公式(4.3.2-10)、公式(4.3.3-1)~公式(4.3.3-10)是简化计算公式,它忽略了基础框架的弹性中心与上部顶板质量中心的偏差,即假定框架的弹性中心与顶板质量中心在同一条水平线上。因此,水平与扭转振动就不是耦合的,可以分别按单自由度体系计算其振动位移,然后再进行叠加。

    水平振动计算的基本假定为:

    (1)地基只有弹性而无惯性;

    (2)底板无惯性亦无弹性;

    (3)质量集中于顶板,顶板在水平横向为刚性;

    (4)水平扰力作用于基础顶板,忽略轴承座高度。

    计算模型相当于一个集中质量和三个串联弹簧,即地基抗剪弹簧、抗弯弹簧和框架抗侧移弹簧。

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