Изменение № 1 СП 26.13330.2012 «СНиП 2.02.05-87 Фундаменты машин с динамическими нагрузками»
(утв. и введено в действие Приказом Минстроя России от 18.08.2016 № 582/пр)
Примечание
Документ введен в действие с 19 февраля 2017 года.
Утверждено и введено в действие Приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России) от 18 августа 2016 г. № 582/пр
ИЗМЕНЕНИЕ № 1 СП 26.13330.2012 «СНиП 2.02.05-87 ФУНДАМЕНТЫ МАШИН С ДИНАМИЧЕСКИМИ НАГРУЗКАМИ»
Дата введения 19 февраля 2017 года
Дополнить введение вторым абзацем в редакции:
«Изменения № 1 к СП 26.13330.2012 разработано авторским коллективом: руководители темы канд. техн. наук И.В. Колыбин, д-р техн. наук, проф. В.И. Шейнин; исполнитель канд. техн. наук М.Л. Холмянский (НИИОСП им. Н.М. Герсеванова).».
Исключить нормативную ссылку «ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования».
Заменить нормативные ссылки:
«ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация» на «ГОСТ 25100-2011 Грунты. Классификация»
«СП 47.13330.2010 „СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения“ на »СП 47.13330.2012 «СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения».
Дополнить нормативной ссылкой «ГОСТ Р 56353-2015 Грунты. Методы лабораторного определения динамических свойств дисперсных грунтов».
Раздел 5 Проектирование фундаментов машин
Пункт 5.2.2. Изложить в новой редакции:
«5.2.2 Фундаменты машин с динамическими нагрузками проектируются бетонными или железобетонными монолитными, сборно-монолитными и сборными или металлическими. Для применения металлических фундаментов требуется технико-экономическое сравнение различных вариантов. Использование в конструкциях фундаментов машин бывших в употреблении металлоконструкций не допускается.».
Пункт 5.2.5. Изложить в новой редакции:
«С целью уменьшения вибраций фундаментов машин с динамическими нагрузками и окружающей застройки при соответствующем обосновании рекомендуется предусматривать виброзащиту (виброизолирующие фундаменты, динамические гасители и др.). Конструирование и расчет виброзащиты фундаментов в настоящем своде правил не рассматриваются. При снижении при помощи виброзащиты уровня вибрации подошвы фундамента до фоновых значений основание рассчитывается на действие только статических нагрузок.».
Пункт 5.2.6. Первый абзац изложить в новой редакции:
«Не допускается устройство фундаментов турбоагрегатов мощностью 25 тыс. кВт и более на насыпных грунтах. Для прочих фундаментов машин не разрешается использование насыпных грунтов при содержании органических примесей, вызывающих неравномерные осадки грунта при сжатии, или невыполнении уплотнения (тяжелыми трамбовками, виброкатками или другими способами), удовлетворяющего требованиям СП 22.13330.».
Пункт 5.4.1. Заменить ссылку «СП 26.13330» на «СП 25.13330».
Раздел 6 Расчет колебаний фундаментов машин
Пункт 6.1.2. Первый абзац изложить в новой редакции:
«Основную упругую характеристику естественных оснований фундаментов машин — коэффициент упругого равномерного сжатия Cz, кН/м3, следует определять: по результатам испытаний специального опытного фундамента (виброштампа) на свободные или вынужденные колебания; на основе данных о скоростях продольных и поперечных упругих волн; на основе данных о динамических модулях упругости и сдвига, определяемых лабораторными испытаниями.»
Пункт 6.1.4. Последний абзац изложить в новой редакции:
«С целью более точной оценки жесткости и демпфирования основания следует учитывать влияние ряда дополнительных факторов, таких как наличие пола, боковой засыпки фундамента и др., на увеличение этих коэффициентов, проводя для этого специальные исследования».
Подраздел 6.1. Дополнить пунктами 6.1.9 и 6.1.10:
«6.1.9 При определении коэффициентов жесткости Kz0, K_{\phi 0} , и Kx0 и соответствующих коэффициентов относительного демпфирования \xi_{z0} , \xi_{\phi 0} , и \xi_{x0} по результатам экспериментов с незаглубленными или малозаглубленными фундаментами, полученные значения следует уточнять с целью учета заглубления фундамента, бетонируемого враспор или, при условии тщательного уплотнения обратной засыпки, в опалубке.»
6.1.10 При расчете горизонтально-вращательных колебаний фундаментов машин с динамическими нагрузками с учетом заглубления и боковой засыпки следует заменить h2 — расстояние от центра тяжести установки до подошвы фундамента — на
а h — расстояние от подошвы до верхней грани фундамента — на
D — отсчитываемая от подошвы фундамента высота засыпки или контактирующего с вертикальными гранями фундамента ненарушенного грунта. Значение \delta принимается равным 0,27 для песчаных грунтов; 0,31 — для супесей и суглинков; 0,35 — для глин.
Значения коэффициентов жесткости Kz, K_{\phi} , Kx, учитывающие заглубление фундамента, определяются по формулам:
K_{\phi} = K_{\phi 0}R_{\phi} ,
Коэффициенты Rz, R_{\phi} , Rx определяются по рисунку 6.1 в зависимости от b и отношения D/b. Значение b принимается равным меньшей стороне подошвы фундамента — в случае вертикальных колебаний или стороне, параллельной направлению колебаний, — в случае горизонтально-вращательных колебаний.
а) — Rz; б) — Rx; в) — R_{\phi}
Рисунок 6.1 — Графики определения коэффициентов Rz, R_{\phi} , Rx для расчета коэффициентов жесткости оснований заглубленных фундаментов»
Значения коэффициентов относительного демпфирования, учитывающие заглубление фундамента, определяются по формулам:
\xi_{z} = \frac{\xi_{z0}}{\sqrt{R_{z}}} + \frac{\Delta B_{z}}{2 \sqrt{mK_{z}}} ,
\xi_{\phi} = \sqrt{\frac{\theta_{\phi 0}}{\theta_{\phi 0,d}}} \xi_{\phi,0} + \frac{\Delta B_{\phi} - d^{2}(B_{x0} + \Delta B_{x})}{2 \sqrt{\theta_{\phi 0,d}(K_{\phi} - mgh_{2,d})}} ,
\xi_{x} = \frac{\xi_{x0}}{\sqrt{R_{x}}} + \frac{\Delta B_{x}}{2 \sqrt{mK_{x}}} ,
\Delta B_{z} = 1,7 \sqrt{\rho E} Dl ;
\Delta B_{\phi} = \kappa \sqrt{\rho E} D^{3}l ;
\Delta B_{x} = 3\kappa \sqrt{\rho E} Dl ;
B_{x0} = 2\xi_{x0} \sqrt{mK_{x0}} ;
здесь E — модуль деформации грунта;
l — большая сторона подошвы фундамента при вертикальных колебаниях или сторона подошвы фундамента, перпендикулярная плоскости колебаний, при горизонтально-вращательных колебаниях;
m, \theta_{\phi 0} — то же, что в 6.2.5.
Значение \theta_{\phi 0,d} вычисляется по формуле (50) с заменой \theta_{\phi 0} и h2 на \theta_{\phi 0,d} и h2,d соответственно; значение \kappa принимается равным 1,0 для песчаных грунтов; 1,2 — для супесей и суглинков; 1,8 — для глин.
Сноску <2> к заголовку группы пунктов 6.2.1 — 6.2.4 «Рамные фундаменты <2>» изложить в новой редакции:
«<2> Указания 6.2.1 — 6.2.4 относятся к машинам с периодическими нагрузками, имеющим частоту вращения не более 1000 об/мин. Для рамных фундаментов машин с частотой вращения более 1000 об/мин следует выполнять динамический расчет с учетом нескольких степеней свободы.».
Пункт 6.6.3. Изложить абзац «A0, B0, C0 — коэффициенты, зависящие от приведенной глубины погружения сваи \overline{l} = \overline{\alpha}l и условий опирания ее нижнего конца (определяются по указаниям СП 24.13330).» в новой редакции:
«A0, B0, C0 — коэффициенты, зависящие от приведенной глубины погружения сваи \overline{l} = \overline{\alpha}l и условий опирания ее нижнего конца, определяемые по таблице 8а.».
Пункт 6.6.3. Дополнить таблицей 8а:
Приложение А (обязательное) Термины и определения
Дополнить терминами А.6 и А.7:
«А.6 экспонента матрицы (matrix exponential): Матричная функция от квадратной матрицы, аналогичная обычной экспоненциальной функции.»
А.7 спектральная плотность мощности случайного процесса (stochastic process power spectral density): Функция, описывающая распределение мощности случайного процесса в зависимости от частоты.».
Приложение Б (рекомендуемое) Расчет колебаний несимметричных массивных и стенчатых фундаментов при произвольной зависимости нагрузки от времени
Дополнить пунктами Б.8 — Б.13:
«Б.8 Для расчетов колебаний несимметричных массивных и стенчатых фундаментов рекомендуется использовать матричную форму:»
M\dot{\prime}q\dot{\prime}(t) + B\prime\dot{q}\prime(t) + K\prime q\prime(t) = f\prime(t) , (Б.5)
где q\prime(t) = [x\prime y\prime z\prime\chi\prime\phi\prime\psi\prime]^{T} и f\prime(t) = [F_{x\prime}F_{y\prime}F_{z\prime}M_{\chi\prime}M_{\phi\prime}M_{\psi\prime}]^{T} — вектор-столбцы обобщенных координат и связанных с ними обобщенных сил; M', B' и K' — матрицы инерции, демпфирования и жесткости:
, (Б.6)где m — масса фундамента с машиной; \theta_{\chi\prime 0} , \theta_{\phi\prime 0} , \theta_{\psi\prime 0} и J_{x\prime y\prime 0} , J_{y\prime z\prime 0} , J_{x\prime z\prime 0} — моменты инерции относительно осей выбранной прямоугольной системы координат и соответствующие центробежные моменты инерции; d_{x}\prime , d\prime_{y} , d_{z}\prime — координаты центра масс;
{}_{B}\prime_{= diag}{_{B_{i}}\prime_{i}}_{(1 \leq i \leq 6)} ; (Б.7)
{}_{K}\prime_{= diag}{_{K_{i}}\prime_{i}}_{(1 \leq i \leq 6)} . (Б.8)
Б.9 При задании вектора f(t) = [F_{x}F_{y}F_{z}M_{\chi}M_{\phi}M_{\psi}]^{T} действующих на фундамент обобщенных сил в системе координат Oxyz, не связанной с главными осями подошвы несимметричного фундамента, вектор f'(t) определяется по f(t):
; (Б.10)dx, dy и dz — координаты точки O' в системе Oxyz; \zeta — угол, на который следует повернуть ось Ox (или Oy) вокруг оси Oz в положительном направлении для достижения ее параллельности и сонаправленности с осью O'x' (соответственно O'y'); оси Oz и O'z' параллельны и направлены вертикально вверх. В качестве системы координат Oxyz целесообразно выбирать систему координат, связанную с осями машины
Вектор обобщенных координат q(t) = [xyz\chi\phi\psi]^{T} в системе координат Oxyz определяется по q'(t):
Б.10 При вынужденных колебаниях с угловой частотой \omega вектор периодических нагрузок (обобщенных сил) задается формулой
f\prime(t) = P\prime e^{i\omega t} ; (Б.12)
а решение матричного уравнения (Б.5) имеет вид
q\prime = U\prime e^{i\omega t} . (Б.13)
Постоянный вектор U' размера 6 x 1 определяется из условия
U\prime = ( - \omega^{2}M\prime + i\omega B\prime + K\prime)^{- 1}P\prime . (Б.14)
Б.11 Для матричного уравнения (Б.5) импульсная нагрузка рассматривается как мгновенная. Вектор начальных скоростей размера 6 x 1 задается формулой
v\prime_{0} = (M\prime)^{- 1}J\prime , (Б.14)
где J' — вектор обобщенных импульсов размера 6 x 1, переданных телу при импульсном воздействии; вектор начальных значений обобщенных координат размера 6 x 1 принимается нулевым: q\prime_{0} = 0 . Для решения уравнения свободных колебаний фундамента (Б.5) при f'(t) = 0 применяются численные или аналитические методы.
Б.12 Значение вектора обобщенных перемещений через время t после импульсного воздействия может определяться по формуле
q\prime(t) = [I|0]e^{At}d_{0} , (Б.15)
A = [\frac{0I}{- (M\prime)^{- 1}K\prime - (M\prime)^{- 1}B\prime} |] ; (Б.16)
d_{0} = [\frac{q\prime_{0}}{v\prime_{0}}] ; (Б.17)
0 и I — нулевая и единичная матрицы размера 6 x 6; eAt — экспонента матрицы At. Значение амплитуды колебаний (пикового значения) определяется как максимум абсолютного значения по времени.
Б.13 Случайные нагрузки задаются постоянной матрицей Q размера 6 x 6, состоящей из спектральных плотностей мощности для вектора f'(t). Случайные колебания описываются зависящей от угловой частоты \omega матрицей размера 6 x 6
PSD_{q\prime}(\omega) = H(\omega)QH(\omega)* , (Б.18)
H(\omega) = ( - \omega^{2}M\prime + i\omega B\prime + K\prime)^{- 1} . (Б.19)
При применении условия ограничения колебаний к компоненте смещения
где L — постоянная матрица-строка размера 1 x 6 (с действительными элементами), спектральная плотность мощности u(t) определяется из условия
PSD_{u}(\omega) = LH(\omega)QH(\omega)*L^{T} . (Б.21)
Амплитуда колебаний (среднеквадратическое значение) a определяется из условия
a = \{ \int_{- \infty}^{\infty} PSD_{u}(\omega)d\omega\}^{\frac{1}{2}} .». (Б.22)
Приложение Г (справочное) Список обозначений
Изложить соответствующие обозначение и определение Sq в новой редакции:
Sq — спектральная плотность случайной нагрузки (постоянная).».
«[4] Руководство по проектированию фундаментов машин с динамическими нагрузками/НИИОСП им. Н.М. Герсеванова. — М.: Стройиздат, 1982. — 207 с.»
Руководитель организации-разработчика АО «НИЦ „Строительство“»
Заместитель генерального директора по науке ЗВЕЗДОВ А.И.
Директор НИИОСП им. Н.М. Герсеванова КОЛЫБИН И.В.
Зав. лабораторией геомеханики подземных сооружений В. И. Шейнин
Ведущий научный сотрудник М. Л. Холмянский