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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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6.2 落锤基础

Ⅰ  一般规定

6.2.1  落锤破碎坑基础的结构形式,应根据生产工艺、破碎坑及砧块的平面尺寸、地基土的类别和落锤的冲击能量综合分析后确定。

6.2.2  简易破碎坑基础的设计应符合下列规定:

    1  当地基土为一、二类土时,破碎坑基础的底部在深度不小于2m的土坑内宜分层铺砌厚度不小于1m的废钢锭、废铁块,孔隙处应以碎铁块和碎钢颗粒填实,其上应铺砌砧块;

    2  当地基土为三、四类土时,破碎坑中的废钢锭、废铁块应铺砌在夯实的砂石类垫层上,垫层的厚度可根据落锤冲击能量与地基土的承载力确定,宜取1m~2m;

    3  简易破碎坑基础可不进行动力计算。

6.2.3  落锤车间的破碎坑基础应符合下列要求:

    1  落锤车间的破碎坑基础,应采用带圆筒形或矩形钢筋混凝土坑壁的基础,埋置深度应根据地质情况及构造要求确定,宜取3m~6m。

    2  对一、二、三类地基土,可不设刚性底板[图6.2.3(a)]当为四类土时,宜采用带刚性底板的槽形基础[图6.2.3(b)]。

    3  基础坑底应铺设厚度不小于1m的砂石类垫层,垫层上可铺砌废钢锭或废铁块,孔隙处应以碎铁块和碎钢颗粒填实,铺砌厚度可按下列规定确定:

     1)对冲击能量不大于1200kJ的落锤,铺砌厚度不应小于1.0m;

     2)对冲击能量大于1200kJ的落锤,铺砌厚度不应小于1.5m。

    4  破碎坑的最上层应铺设砧块。

6.2.4  当落锤破碎坑基础建造在饱和的粉土、细砂或淤泥质土层上时,地基应进行人工加固处理。

Ⅱ  振动计算

6.2.5  落锤车间内破碎坑基础的竖向振动位移、固有圆频率和振动加速度,可按下列公式计算:

式中:G一一基础、砧块和填充料等总重(kN)。

6.2.6  落锤破碎坑基础的容许振动位移和容许振动加速度,可按表6.2.6采用。

Ⅲ  构造要求

6.2.7  根据落锤的冲击能量,圆筒形坑壁的厚度宜为300mm~600mm,坑壁内、外应各配一层钢筋网,环向总配筋率不宜小于1.2%,竖向总配筋率不宜小于0.5%。

6.2.8  矩形破碎坑的设计,应符合下列规定:

    1  矩形坑壁顶部厚度不宜小于500mm,底部厚度不宜小于1500mm;

    2  坑壁四周、顶部和底面应配筋,水平向钢筋直径宜采用18mm~25mm,竖向钢筋直径宜采用16mm~25mm,钢筋间距宜为150mm~200mm;沿坑壁内转角应增设直径为12mm~20mm、间距为200mm的水平钢筋;

    3  坑壁外露部分的内侧和顶部,根据可能碰撞的情况,宜增设1层~2层钢筋网,钢筋直径宜采用12mm~20mm,间距宜为200mm;

    4  当矩形破碎坑的长边大于18m,且落锤冲击能量大于1200kJ时,可在坑壁中配置劲性钢筋。

6.2.9  对内径或内短边小于5m的槽形破碎坑基础的设计,应符合下列规定:

    1  槽形破碎坑基础的构造,应符合表6.2.9的规定;

    2  基础底板上部和下部应配置钢筋网,上部钢筋直径宜为12mm~20mm,间距宜为250mm~300mm,下部钢筋直径宜为16mm~25mm,间距宜为300mm~400mm,钢筋网层数应符合表6.2.9的规定,各层钢筋网的竖向距离宜为100mm~150mm。

6.2.10  破碎坑的砧块应符合下列规定:

    1  破碎坑的砧块宜采用整块钢板,厚度不宜小于500mm,砧块的自重应符合下式要求:

式中:Gb——砧块自重(kN);

          Co——落锤锤头重(kN)。

    2  破碎坑的砧块采用数块钢板或钢锭拼成时,每块钢板或钢锭应互相紧密接触,间隙可采用碎钢粒填实;钢锭的截面应符合下列规定:

     1)当落锤冲击能量小于1200kJ时,钢锭的厚度不宜小于600mm;

     2)当落锤冲击能量不小于1200kJ,仅采用一层钢锭时,钢锭的厚度不应小于1000mm,采用二层钢锭时,钢锭的厚度不宜小于600mm。

    3  砧块与废钢锭、废铁块之间,可采用150mm~200mm厚的碎铁块和钢颗粒填充,并应使其表面平整、接触严密。

6.2.11  砧块顶面宜低于钢筋混凝土坑壁的顶面1.0m~2.5m,坑壁外露的内侧与顶面的保护,应符合下列规定:

    1  坑内侧与顶面应采用钢锭或钢坯保护,内侧处钢锭厚度不宜小于500mm,顶面处的钢锭或钢坯厚度不宜小于200mm,亦可采用厚度不小于50mm的低碳钢钢板进行保护;

    2  钢锭、钢坯或钢板与混凝土壁表面间应衬以厚度不小于150mm的方木或厚度不小于20mm的橡胶垫。

条文说明

Ⅰ  一般规定

    本节适用于落锤车间或碎铁场地落锤破碎坑基础的设计。落锤破碎坑基础设计时,除了具备基本设计资料外,还应取得下列资料:①落锤锤头重及其最大落程;②破碎坑及砧块的平面尺寸。

6.2.1~6.2.3  落锤破碎坑基础的平面尺寸根据一次装满需破碎的废金属数量和规格而定。破碎坑基础形式,一般根据生产需要及破碎金属的数量、材质和规格、破碎坑及其砧块平面尺寸、地基土的类别和落锤冲击能量而定。

    国内无厂房的简易碎铁设备(如三角破碎架),一般均不设置钢筋混凝土基础,而采用简易破碎坑基础。当碎铁设备设在厂房或露天厂房时,一般均采用钢筋混凝土破碎坑基础。

    破碎坑基础的构造,例如砧块厚度和重量,填充层的材料、规格和厚度,坑壁的保护,坑壁和底板的厚度与配筋量,需根据落锤冲击能量大小确定。本规范对国内不同冲击能量的落锤破碎坑基础做了大量的调查研究,对破碎坑基础的构造作了具体的规定。

6.2.4  本条主要为了避免落锤基础在软弱地基上产生过大的静、动沉陷或倾斜,同时落锤基础下的静压力亦较大,一般在120kPa~150kPa左右,个别也有达270kPa以上,因此,在软弱地基上的落锤基础,虽然考虑了基础宽度与埋深对地基承载力的修正,一般仍不能满足要求,需要对该类地基作人工加固处理。

  振动计算

6.2.5、6.2.6  落锤基础振动的大小不至于严重影响锤基结构强度、稳定和正常使用,但过大振动时也可能导致落锤基础产生过大动沉陷或严重倾斜,或使破碎车间结构产生过大的附加动应力和使柱子基础产生过大的动沉陷与倾斜而影响落锤生产的正常进行。根据大量的实测和调查资料的分析给出了破碎坑基础竖向振动位移和固有圆频率的计算公式及容许振动标准。

  构造要求

6.2.7~6.2.9  条文的规定是总结国内各种类型破碎坑基础的设计和生产使用实践而制订的。圆筒形坑壁厚度一般是300mm~600mm,且均为双面配筋。巨型坑壁根据调查,沿坑壁内转角易产生裂缝,因此,规定了沿坑壁内转角应增设钢筋加强,同时坑壁外露部分的顶部和内侧虽有钢锭或钢坯保护,但冲击力影响较大,且即使有保护措施,也难免在损坏后不能及时修补,因此规定加强配筋的措施。

    带钢性底板的槽型破碎坑基础,在长期受落锤很大冲击力作用下,基础设计需使之有足够的重量和强度,往往需耗费较多的混凝土和钢材,如处理不当,有时会使基础严重倾斜或损坏。因此,在条文中根据不同的落锤冲击能量规定了破碎坑底板的最小厚度和钢筋网层数。

    当落锤的冲击能量大时,带区间的数字取较大值,当落锤的冲击能量小时,带区间的数字取较小值。

6.2.10  国内已建的圆筒形坑壁落锤基础的砧块,大多数采用整块钢板(砧块钢板采用低碳钢并经退火处理,使用效果很好),其重量可按公式(6.2.10)计算,这对防止砧块下陷有效,较用钢锭作砧块为好。矩形破碎坑基础的砧块,一般由数块钢板拼成,国内均采用满铺1层~2层大型钢锭作为砧块,因整块砧块浇筑、吊装均较困难,因此,允许用大型钢锭拼成砧块,但钢锭截面应尽量大些。

6.2.11  简易破碎坑,其砧块顶面一般与地面平或略低于地面。某些圆筒形坑壁落锤基础的砧块顶面与地面标高差不多,但大部分落锤基础为了减少被破碎的钢铁碎片飞散和便于放置需破碎的废料,砧块顶面低于坑壁顶面。根据破碎坑平面尺寸,一般情况下砧块顶面低于坑壁顶面1.0m~2.5m。同时,为了便于放置坑壁的防护钢锭而将坑壁略向外倾斜。

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