东南大学基础工程第十章动力机器基础简介.ppt

第10章 动力机器基础与地基基础抗震;;;机器基础的结构类型 ;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》GB50040-96 ; 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。 ;10.2振动对地基的影响及机器基础的 设计步骤 ;10.2.1 振动对土体性质的影响 ;;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。 ;10.2.2 振动作用下的地基承载力 ;(1)旋转式基础可采用0.8;;10.2.3 动力机器基础设计的一般步骤 ;10.3 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。 ;10.3.2 地基动力特性参数 ;实体式机器基础的坐标系及振动分量示意图 ;1. 天然地基动力参数 ;;;多层地基土中的地基抗压刚度系数Cz计算 ; 天然地基抗弯、抗剪、抗扭 刚度系数、 刚度;当基础采用埋置、地基承载力标准值小于350kPa，且基础四周回填土与地基土的密度比不小于0.85时，其抗压刚度可乘以提高系数αz，抗弯、抗剪、抗扭刚度可分别乘以提高系数;地基的竖向、回转向及扭转向阻尼比 ;粘性土： ;2. 桩基动力参数 ;桩周土的当量抗剪刚度系数CpτkN/m3 ;桩尖土的当量刚度系数Cpz kN/m3当桩的间距为4～5倍桩截面的直径或边长时 ;预制桩或打入式灌注桩桩基的抗弯刚度;预制桩或打入式灌注桩桩基的抗剪和抗扭刚度;斜桩的抗剪刚度;计算预置桩或打入式灌注桩的固有频率和振幅时，仍采用质量-弹簧-阻尼器模型，但振动质量除了基组的质量外，尚应考虑桩与土参加振动的当量质量m0的影响，其竖向、水平向总质量以及基组的总转动惯量应按下列公式计算：;桩基承台底下为粘性土： ;桩基水平回转向、扭转向阻尼比 ;计算桩基阻尼比时，可计入桩基承台埋深对阻尼比的提高作用 ;10.4 实体式机器基础振动计算方法 ;1. 竖向振动 ;达伦贝尔原理 ;(1).无阻尼自由振动；令ζz=0及Pz(t)=0 ;阻尼比小于1的有阻尼自由振动 ;(3).简谐强迫振动；设扰力Pz(t)=Pzsinωt ;;令;;2.水平回转耦合振动 ;46;(1).无阻尼自由振动 ;(2).强迫振动的求解方法简述 ;§10.8 地基基础抗震;10.8.2 地基基础抗震设计原则;;;;