Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

286 страниц

Купить бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

В инструкции приведены указания по расчету и проектированию несущих конструкций промышленных зданий и сооружений, воспринимающих динамические воздействия эксплуатационного характера от машин и оборудования, установленных на перекрытиях или отдельных площадках.

 Скачать PDF

Оглавление

1. Общие указания

     Основные положения

     Объёмно-планировочные и конструктивные решения

     Динамические характеристики материалов и конструкций

     Динамические нагрузки

2. Основные расчетные положения

3. Расчетные схемы

4. Частоты и формы собственных колебаний несущих конструкций

5. Перемещения и внутренние усилия

6. Способы уменьшения колебаний несущих конструкций

Приложение 1. Определение частот и форм собственных колебаний конструкций

Приложение 2. Определение наибольших перемещений и внутренних усилий при колебаниях конструкций

Приложение 3. Таблицы форм собственных колебаний однопролетных и неразрезных балок (балочных функций) и их производных

Приложение 4. Примеры расчета

Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ им. В. А. КУЧЕРЕНКО ГОССТРОЯ СССР

ИНСТРУКЦИЯ ПО РАСЧЕТУ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ НА ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ

МОСКВА — 1970

центральный научно-исследовательский институт

СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИИ им. в. А. КУЧЕРЕНКО ГОССТРОЯ СССР

ИНСТРУКЦИЯ ПО РАСЧЕТУ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ НА ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ

ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ Москва — 1970

ся применять монолитные и сборно-монолитные железобетонные перекрытия.

1.18. Машины и приборы, чувствительные к горизонтальным колебаниям, желательно располагать на перекрытиях таким образом, чтобы разность смещений опор вследствие вертикальных колебаний была минимальной.

ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ И КОНСТРУКЦИЙ

1.19. Расчетные сопротивления материалов строительных конструкций, воспринимающих динамические нагрузки от машин, установок и оборудования, принимаются независимыми от скорости деформирования и равными расчетным сопротивлениям при статическом нагружении. Модуль упругости материалов при динамическом нагружении принимается равным статическому модулю упругости.

Примечания: 1. При расчете ограждающих и несущих конструкций на кратковременные однократные воздействия, не связанные с нормальной работой машин, установок и оборудования (например, при авариях), разрешается допускать развитие пластических деформаций и даже разрушение отдельных элементов конструкций, если это не вызывает нежелательных последствий. При этом следует учитывать увеличение пределов прочности и текучести при высоких скоростях деформирования.

2. При проведении динамических расчетов несущих конструкций в качестве модуля упругости Е принимается:

для стальных конструкций — модуль продольной упругости; для бетонных и железобетонных конструкций — модуль упругости бетона при сжатии;

для каменных и армокаменных конструкций — начальный модуль упругости кладки;

для деревянных конструкций £= 100 ООО кГ/см2 независимо от породы древесины.

Для модуля сдвига кирпичной кладки и бетонных панелей ограждения допускается принимать приближенное значение (3=0,3 £, где Е — начальный модуль упругости кирпичной кладки.

1.20. Способность материала конструкций поглощать энергию колебаний вследствие внутреннего трения, обусловливающая затухание свободных колебаний, характеризуется коэффициентом поглощения ф, представляющим отношение энергии, необратимо поглощенной в конструкции за один полный цикл колебаний, к полной энергии упругих колебаний конструкции за тот же цикл. Коэффициент •поглощения ф равен удвоенному логарифмическому декременту затухания б собственных колебаний конструкций. В расчетах используется коэффициент неупругого сопротивления у:

(1)

значения которого для различных материалов (при изгибных колебаниях конструкций) приведены в табл. 2.

Дифференциацией коэффициента неупругого сопротивления по категориям динамических нагрузок (см. табл. 7 и 8) приближенно учи*

Значения коэффициента у

Таблица 2

Коэффициент у

Материал

при динамической нагрузке I и II категории

при динамической нагрузке III и IV категории

Железобетон ненапряженный ....

0,05

0,1

» предварительно напряженный ..............

0,025

0,05

Прокатная сталь ........

0,01

0,025

Кирпичная кладка .......

0,04

0,08

Дерево............

0,03

0,05


тывается зависимость поглощения энергии вследствие внутреннего трения от величины динамических напряжений в конструкциях.

1.21, В случае составной, многослойной и комбинированной конструкции, выполненной из различных материалов, суммарная жест-


т


кость которой D = ^2 коэффициент у определяется по формуле


1


т


2 УпО„


У =


П— 1


(2)


где уп — коэффициент неупругого сопротивления п-го элемента или составной части конструкции;

Dn— жесткость п-го элемента или составной части; т — число элементов или составных частей конструкции.

Жесткость составных частей для монолитного сечения определяется относительно нейтральной оси всего сечения, для немонолитного — относительно своей нейтральной оси.

1.22.    Расчетные сопротивления материала конструкций, подвергающихся действию статических и эпизодических динамических нагрузок (см. п. 1.27), принимаются такими же, как и при расчете на постоянные статические нагрузки.

1.23.    Расчетные сопротивления материала конструкций, подвергающихся одновременному действию статических и систематических динамических нагрузок (см. п. 1.27), вычисляются путем умножения расчетных сопротивлений для статических нагрузок на понижающий коэффициент, зависящий от отношения р наименьшего напряжения в рассчитываемом сечении элемента 0mjn к наибольшему напряжению атах (каждое напряжение со своим знаком) и определяемый согласно СНиП (для стальных конструкций — СНиП II-B.3-62, п. 8.9; для железобетонных конструкций — СНиП II-B.1-62, пп.3.4 и п. 3.7). Отношение наименьшего напряжения к наибольшему можно определить по формуле


Р =


мин


1


макс


1 +S


(3)


11


rAes>0 — есть отношение абсолютной величины наибольшего динамического напряжения (усилия) к абсолютной величине статического напряжения (усилия).

1.24.    Жесткость несущих конструкций, воспринимающих динамические нагрузки эксплуатационного характера, определяется по формулам, используемым в статических расчетах при условии упругой работы материала.

Жесткость изгибаемых элементов железобетонных конструкций, применяемых в промышленных зданиях под машины и установки с динамическими нагрузками, при определении динамических перемещений и напряжений допускается определять по формуле

B = E6J,    (4)

где Еб — модуль упругости бетона;

J — момент инерции поперечного сечения элемента (для армированных конструкций без учета арматуры).

1.25.    Жесткость изгибаемых элементов железобетонных конструкций особо ответственных зданий и сооружений при наличии соответствующих экспериментальных или опытных данных рекомендуется определять с учетом раскрытия трещин в растянутой зоне бетона.

ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ

1.26.    Динамическая нагрузка характеризуется видом (сила, момент); законом изменения во времени ее величины (гармоническая, периодическая, импульсивная, внезапно приложенная и т. д.) и положения (неподвижная, движущаяся с постоянной или переменной скоростью и др.); направлением (вертикальная, горизонтальная и др.); характером распределения по конструкции (сосредоточенная, распределенная по заданному закону).

1.27.    Динамические нагрузки в зависимости от продолжительности вызываемых ими колебаний и периодичности действия делятся на эпизодические и систематические. К эпизодическим нагрузкам относятся одиночные импульсы и удары, кратковременные перегрузки в аварийных режимах, нагрузки, возникающие при пуске и остановке машин во время перехода через резонанс (при числе пусков в сутки менее 5) и т. д. К систематическим нагрузкам относятся периодические и непериодические нагрузки при регулярной работе машин и установок в рабочем режиме, а также многократные импульсы и удары, при действии которых необходимо учитывать усталостные эффекты.

1.28.    Динамические нагрузки от данной машины полностью определены, если известны направление, линия действия и законы изменения во времени их главного вектора и главного момента.

Динамические нагрузки, развиваемые большинством машин непрерывного действия, изменяются по гармоническому закону и только в отдельных случаях являются некоторыми периодическими (негармоническими) функциями времени. Эти функции разлагаются в тригонометрические ряды, в которых для целей динамического расчета используются первые, а иногда и высшие гармоники. Динамические нагрузки вычисляются как геометрические суммы сил и моментов сил инерции движущихся частей, ускорения которых определяются кинематикой механизма машины.

Если машина имеет номинально уравновешенные, а фактически

неуравновешенные движущиеся части, то динамическая нагрузка зависит от величины эксцентриситетов вращающихся частей или от разности весов возвратно-поступательно движущихся частей, номинально уравновешивающих друг друга.

1.29.    Различаются нормативные и расчетные динамические нагрузки, развиваемые машинами. Нормативные динамические нагрузки определяются согласно п. 1.30, а расчетные — согласно п. 1.31 настоящей Инструкции.

1.30.    Нормативная динамическая нагрузка развивается машиной в ее нормальном состоянии, отвечающем техническим требованиям по эксплуатации машин.

Амплитуда динамической нагрузки, изменяющейся во времени по гармоническому закону, определяется по формуле

R=meo>*f    (5)

где    R— нормативная амплитуда динамической нагрузки;

G

т — ——масса возвратно-поступательно движущихся или вра-

ё

щающихся частей машины (G — номинальный вес возвратно-поступательно движущихся или вращающихся частей машины; g — ускорение силы тяжести); е—амплитуда перемещений центра масс, равная радиусу эксцентрика, половине хода в машинах с возвратнопоступательным движением массы, нормальному эксцентриситету вращающейся массы в ротационных машинах или нормальному приведенному эксцентриситету при сложном движении частей;

N п

— круговая частота вращения главного вала машины в

oU

рад/сек (N — число оборотов главного вала машины в 1 мин).

Для машин с конструктивно неуравновешенными движущимися частями величины G и е известны (например, в машинах с эксцентриковыми механизмами G равно сумме весов движущихся частей, а е — радиусу эксцентрика).

Для машин с номинально уравновешенными вращающимися частями (центрифуги, вентиляторы и т. и.) величина G представляет собой полный вес вращающихся частей (например, в центрифугах — вес барабана и вала вместе с заполнением), а величина е — эксцентриситет, равный расчетному смещению центра вращающихся масс от оси вращения.

Приведенный эксцентриситет для вычисления нормативной амплитуды динамической силы по формуле (5) принимается согласно указаниям разделов 4, 5, 6, 10 и 12 «Инструкции по определению динамических нагрузок от машин, устанавливаемых на перекрытиях промышленных зданий».

Возмущающая сила R от ротационных машин, амплитуда которой определяется по формуле (5), постоянна по величине и вращается с угловой скоростью со в плоскости, перпендикулярной оси вращения и проходящей через центр тяжести вращающихся частей. Она может быть разложена по любым двум неподвижным взаимно перпендикулярным осям, расположенным в этой плоскости и имеющим начало координат на оси вращения, на составляющие R sin w f и R cos со t.

При определении нормативных динамических нагрузок от машин

и установок импульсивного и ударного действия можно пользовать, ся указаниями «Инструкции по расчету перекрытий на импульсивные нагрузки».

1.31. Расчетная динамическая нагрузка вычисляется путем умно-жения нормативной динамической нагрузки на коэффициент перегрузки кл, принимаемый по табл. 3.

Таблица 3

Значения коэффициента перегрузки /гд

Тип машины

Коэффициент перегрузки £д

Машины с конструктивно-неуравновешенными движущимися частями............. 1,3

Машины с номинально уравновешенными, а фактически неуравновешенными движущимися частями .    ■    4

Машины ударного и импульсивного действия . .    1

Коэффициент перегрузки введен в связи с тем, что фактическая динамическая нагрузка может превышать ее нормативное (среднее) значение (п. 1.30) вследствие возможных отклонений параметров машин от их нормальных значений (в особенности большие отклонения возможны в величине е для машин с вращающимися частями), что связано с изменением режима работы машины, увеличением зазоров в подшипниках при их длительной работе, износом деталей и т. д.

1.32.    При сосредоточенном опирании машины на перекрытие считается, что динамические силы приложены в точках опирания согласно схемам табл. 4; при этом если отношение расстояния а между опорами машины по длине элемента перекрытия к его пролету I меньше 0,2, то сосредоточенные в местах опирания машины силы могут быть заменены силой и моментом, приложенными в точке, являющейся проекцией точки приложения инерционной силы R на плоскость перекрытия.

При сплошном опирании машины на перекрытие, а также при любом опирании машины на постамент динамические силы и моменты считаются приложенными к перекрытию сосредоточенно в одной точке, являющейся проекцией точки приложения инерционной силы R на плоскость перекрытия согласно табл. 4.

Для виброизолированных машин динамические силы принимаются приложенными к перекрытию по указанным схемам, при этом под опорами машин понимаются виброизоляторы. Амплитуда силы, передающейся через каждый виброизолятор на конструкцию, равна про-изведению амплитуды колебаний станины, определенной в месте расположения этой опоры, и жесткости виброизоляторов в соответствующем направлении.

1.33.    Если рабочее число оборотов главного вала машины может изменяться в некоторых пределах, то при вычислении амплитуд динамических нагрузок необходимо принимать максимальное число оборотов главного вала, а при установлении частоты изменения динамических нагрузок с целью проверки строительных конструкций на резонанс необходимо принимать полосу изменения частоты от минимального до максимального значения, соответствующих минимальному и максимальному значению числа оборотов главного вала.

Схема действия на конструкцию инерционных сил машин


Таблица 4


Наименование показателей


Тип машин


Кинематическая

схема машин

—— а — & f~

1 5

t

ml

-с , 1


Щ-


г1 I—    iS

А*-•Б~1





Продолжение табл. 4

Наименование показателей

Тип машин

Схема действующих на конструкцию усилий при опирании машины ,в двух точках

Л 6

гл

нй

in а. A R \б

гг

к а

ой

А Я Тб

Т

»iL

R а

Т""Т

Схема действующих на конструкцию усилий при сплошном опирании машины или при а < 0,2/ (1 — пролет)

*__1

-Зь|—

Я

Ь

А' /Л 5

At

Tip---

Я

Примечание. А—Б — ось элемента конструкции.

1.34.    Перегрузки, учитываемые вводом коэффициента кк (табл. 3), носят в подавляющем большинстве случаев длительный характер и поэтому должны учитываться при расчете на выносливость. Однако если перегрузка связана с экстренным режимом работы машины или установки (например, обрыв молотка в молотковых дробилках, промой осадка в некоторых типах центрифуг и т. п.), то она носит разовый характер и должна учитываться только при проверке прочности поддерживающих конструкций.

При одновременной работе нескольких машин, перегрузки которых связаны с экстренными режимами, расчетная нагрузка определяется следующим образом. Если т — общее число машин, то расчет ведется на нормативную нагрузку от т—т\ машин и на расчетную нагрузку от гп\ машин, где т{ = 1 при т —1 — 10; т\—2 при т— 11ч-20 и т. д. При этом коэффициент перегрузки вводится для тех машин, которые расположены невыгоднейшим образом или имеют наибольшие нормативные динамические нагрузки.

1.35.    Машины и установки, создающие динамические нагрузки, делятся на три типа в зависимости от характера динамического воздействия (табл. 5) и на три группы в зависимости от характерной продолжительности динамической нагрузки, т. е. от периода при гармонических и периодических воздействиях и продолжительности импульса при импульсивных и ударных воздействиях (табл. 6).

Таблица 5

Тип машин и установок по характеру динамического воздействия

Тип

Характер динамического воздействия

1

Гармоническое воздействие

2

Периодическое »

3

Импульсивное и ударное воздействие

Таблица 6

Группы машин и установок по характерной динамической нагрузки

продолжительности

Тип

машин и установок

1. 2

1 3

с

а

>.

Частота нагрузки или пре*

_ ^ _ _ ____и . ___ .

Характеристика

П родол жите л ьно ст ь

а

и*

обладающей гармоники в цикл]мин

частотности

импульса в сек

1

До 400

Низкочастотные

Более 0,1

2

От 400 до 2000

Среднечастотные

От 0,1 до 0,005

3

Более 2000

Высокочастотные

Менее 0,005

Примечания: 1. Под периодическим воздействием в табл. 5 понимаются «спокойные» периодические нагрузки. Относительно периодических импульсов и ударов см. «Инструкцию по расчету перекрытий на действие импульсивных нагрузок».

2. Под числом циклов в минуту понимается число оборотов, двойных ходов, ударов и т. п. в минуту.

М

1.36. Машины и установки, создающие динамические нагрузки, делятся на четыре категории по динамичности в зависимости от отношения вызываемых их работой расчетных динамических напряжений в конструкции к расчетному сопротивлению материала конструкции (табл. 7) в наиболее напряженном сечении.

Таблица 7

Категории машин по динамичности

Категория

динамич

ности

Характеристика динамичности

Отношение абсолютной величины динамического напряжения к соответствующему расчетному сопротивлению материала конструкции

I

Малая

До 0,003

II

Средняя

» 0,03

III

Большая

» 0,3

IV

Очень большая

Свыше 0,3

Для предварительной оценки категории машин и установок, располагаемых в многоэтажных промышленных зданиях, можно использовать табл. 8. В табл. 8 даны приближенные нормативные значения динамических нагрузок от машин и установок различной категории динамичности, вызывающих вертикальные колебания конструкций здания. При расчете зданий на действие горизонтальных возмущающих нагрузок (т. е. при рассмотрении горизонтальных колебаний зданий), а также в других случаях, когда трудно установить категорию динамической нагрузки, в предварительных расчетах для определения значения коэффициента у по табл. 2 следует принимать категорию нагрузки:

а)    при определении динамических перемещений — I, II;

Примечания: 1. Величина эквивалентного мгновенного импульса определяется для основного тона конструкции путем умножения нормативной величины импульса на коэффициент е, определяемый по табл. 9 в зависимости от отношения продолжительности импульса т к периоду основного тона Т конструкции.

2. При периодической нагрузке в качестве величины нормативной нагрузки в табл. 8 принимается наибольшая из амплитуд гармоник


б)    при определении динамических напряжений — III, IV.

Таблица 8

Ориентировочное деление машин, устанавливаемых в промышленных зданиях по категориям динамичности

Категория

динамич

ности

Характеристика динамичности

Величина нормативной нагрузки

амплитуда инерционной силы (при гармонической нагрузке) в кГ

эквивалентный мгновенный импульс (при импульсивной нагрузке) в кГ-сек

I

Малая

До 10

До 1

II

Средняя

От 10 до 100

От 1 до 10

III

Большая

» 100 » 1000

» 10 » 100

IV

Очень большая

Более 1000

Более 100

3. Если в одном или смежных пролетах перекрытия установлено несколько машин, то категория машин определяется для суммарной величины нормативной нагрузки по соответствующей графе табл. 8.

1.37. При определении суммарного воздействия нескольких машин или установок одного типа, создающих периодические нагрузки с одинаковой частотой или весьма близкими частотами, равнодействующая (суммарная амплитуда) всех нагрузок умножается на коэффициент синфазности Я, учитывающий сдвиг фаз между отдельными нагрузками. Коэффициент X определяется по графику (рис. 1) для машин и установок с асинхронными двигателями и по графику (рис. 2) для машин и установок с синхронными двигателями.

з

Рис. 1. График для определения коэффициента сянфаз-ности Я для машин и установок с асинхронными двигателями

a — если номинальная частота возмущающей нагрузки попадает в одну из резонансных зон; б —то же, не попадает ни в одну из резонансных зон; m—число машин


Л

Рис. 2. График для определения коэффициента синфаз-носш Я для машин и установок с синхронными двигателями

п — среднее число включений в сутки; т— число машин


19


В настоящей Инструкции приведены указания по расчету и проектированию несущих конструкций промышленных зданий и сооружений, воспринимающих динамические воздействия эксплуатационного характера от машин и оборудования, установленных на перекрытиях или отдельных площадках.

Инструкция разработана в лаборатории динамики Центрального научно-исследовательского института строительных конструкций им. В. А. Кучеренко д-ром техн, наук А. И. Цейтлиным. Примеры расчета составлены отделом конструкций с динамическими нагрузками ЦНИИ промзданий (канд. техн. наук И. С. Арнапольский и инж. Э. А. Неустроев). Таблицы балочных функций вычислены институтом Гипротис.

В работе над Инструкцией принимала участие инж. Н. И. Гусева.

Общее редактирование Инструкции выполнено руководителем лаборатории динамики ЦНИИСК д-ром техн. наук проф. Б. Г. Кореневым.

3-2-4


План III кв. 1969 г., № 13


to

о


to


Значения коэффициента е

Таблица 9

Nv Форма \ импульса

;(■].

в

lyiihvt

0Щ

0

%

о ?

0

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

0,01

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

0,05

0,996

0,999

0,999

0,999

0,999

0,998

0,10

0,983

0,990

0,990

0,991

0,994

0,993

0,15

0,963

0,974

0,974

0,979

0,981

0,985

0,20

0,936

0,958

0,958

0,963

0,968

0,974

0,25

0,900

0,933

0,933

0,943

0,950

0,960

0,30

0,858

0,905

0,905

0,917

0,930

0,943

0,35

0,810

0,872

0,872

0,890

0,902

0,923

0,40

0,757

0,835

0,835

0,858

0,875

0,901

0,45

0,697

0,797

0,800

0,823

0,844

0,876

0,50

0,637

0,755

0,761

0,785

0,811

0,849

0,60

0,530

0,664

0,692

0,705

0,739

0,788

0,70

0,455

0,569

0,631

0,625

0,667

0,724

0,80

0,398

0,477

0,579

0,552

0,559

0,661

0,90

0,354

0,416

0,533

0,489

0,537

0,599

1,00

0,318

0,369

0,494

0,433

0,480

0,543

1,20

0,265

0,301

0,429

0,344

0,383

0,444

1,40

0,227

0,253

0,379

0,277

0,306

0,365

1,60

0,199

0,219

0,340

0,227

0,244

0,301

1,80

0,177

0,192

0,307

0,192

0,208

0,252

2,00

0,159

0,172

0,280

0,167

0,184

0,212

2,50

0,127

0,135

0,230

0,125

0,144

0,152

3,00

0,106

0,112

0,195

0,104

0,117

0,119

3,50

0,091

0,095

0,169

0,083

0,099

0,099

4,00

0,080

0,083

0,149

0,071

0,086

0,085

5,00

0,064

0,066

0,121

0,056

0,068

0,066

6,00

0,053

0,054

0,102

0,045

0,056

0,055

7,00

0,045

0,046

0,088

0,038

0,048

0,046

8,00

0,040

0,041

0,077

0,033

0,041

0,040

9,00

0,035

0,036

0,069

0,029

0,037

0,035

10,00

0,032

0,032

0,062

0,026

0,033

0,032

15,00

0,021

0,021

0,042

0,017

0,021

0,021

20,00

0,016

0,016

0,031

0,013

0,016

0,016


1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    В настоящей Инструкции приводятся указания по расчету и проектированию несущих конструкций промышленных зданий и сооружений, подвергающихся действию динамических нагрузок, вызванных:

а)    нормальной работой, пуском, остановкой или аварией установленных в здании (сооружении) машин и оборудования с возвратнопоступательным, вращательным и тому подобным движением масс;

б)    быстро прикладываемыми силами (при разрушении напряженных конструкций, обрыве канатов, включении и коротком замыкании электромашин и т. д.), свободно падающими или летящими телами;

в)    колебаниями основания здания и сооружений вследствие распространения гармонических волн от фундаментов машин и установок, создающих динамические нагрузки;

г)    пульсацией давления газа в трубопроводах, внезапным изменением давления газа или жидкости в испытательных камерах, реактивным действием газовой струи и т. д.

Примечание. В Инструкции не рассматриваются вопросы расчета строительных конструкций на действие ветра, морского волнения, подвижных нагрузок и сейсмических воздействий, вызванных землетрясениями и промышленными взрывами.

1.2.    Наряду с общими указаниями по расчету несущих конструкций промышленных зданий и сооружений на действие различных динамических нагрузок в настоящей Инструкции и приложениях к ней приводятся подробные сведения, необходимые для расчета конструкций на периодические и гармонические нагрузки, вызываемые работой машин и оборудования.

Подробные данные по расчету перекрытий на импульсивные и ударные нагрузки эксплуатационного характера приводятся в «Инструкции по расчету перекрытий на импульсивные нагрузки» (Строй-издат, 1966). Методы, изложенные в указанной Инструкции, могут быть использованы также для расчета других конструкций на импульсивные и ударные нагрузки.

Подробные данные по расчету покрытий приводятся в «Инструкции по расчету покрытий промышленных зданий, воспринимающих динамические нагрузки» (Стройиздат, 1967).

3

Определение динамических нагрузок, возникающих при работе машин, установок и оборудования, при отсутствии достаточных сведений о них в паспортных данных производится в соответствии с «Инструкцией по определению динамических нагрузок от машин,

1* Зак. 145

устанавливаемых на перекрытиях промышленных зданий» (Строй-издат, 1966) и «Инструкцией по расчету перекрытий на импульсивные нагрузки».

Сведения по динамическому расчету конструкций приводятся также в «Инструкции по устранению вредных воздействий вибрации рабочих мест на предприятиях железобетонных изделий» (СН 190-61) и в «Инструкции по мерам борьбы с вибрационными воздействиями технологического оборудования при проектировании зданий и сооружений промышленности нерудных строительных материалов» (Стройиздат, 1968).

1.3.    Несущие конструкции зданий и сооружений, подвергающиеся действию динамических нагрузок, проектируются в соответствии с требованиями действующих строительных норм и правил проектирования соответствующих конструкций с учетом указаний настоящей Инструкции.

1.4.    Исходные данные для проведения расчета несущих конструкций, подвергающихся действию динамических нагрузок, должны содержать:

а)    планы и разрезы здания или сооружения;

б)    схемы размещения оборудования с указанием веса и способа закрепления на несущей конструкции, а также все полезные нагрузки;

в)    характеристики динамических нагрузок:

направление и характер приложения к конструкции динамических нагрузок (сосредоточенные силы, моменты, распределенная нагрузка);

сведения об изменении нагрузки во времени: для гармонической нагрузки — амплитуда и период; для периодической нагрузки — период и закон изменения нагрузки за период (или периоды, амплитуды и фазы составляющих гармоник); для однократной ударной или импульсивной нагрузки — закон изменения во времени; для периодических ударов и импульсов — период и закон изменения нагрузки за период; для нагрузок, возникающих при пуске и остановке машин, — скорость нарастания или убывания числа оборотов;

г)    при отсутствии данных о динамических нагрузках, требуемых в п. «в», — сведения о машинах и установках, являющихся источниками колебаний, позволяющие определить эти нагрузки расчетным путем:

типы машин, их количество и способ крепления к несущим конструкциям;

характеристики двигателя (вид двигателя, мощность, общий вес и вес ротора, число оборотов);

число оборотов главного вала машины в минуту (или число ходов, ударов в минуту), а также скорость их нарастания при пуске и убывания при остановке машины;

кинематическая схема машины; размеры и масса движущихся частей, моменты инерции; величины эксцентриситетов вращающихся частей, радиусов эксцентриков, радиусов кривошипов или ходов возвратно-поступательно движущихся частей; массы и скорости ударяющихся частей в момент удара, геометрические формы контактных поверхностей;

д)    среднее число пусков (включений) машины в сутки, средняя продолжительность работы машины между двумя последовательными пусками;

е)    данные о гармонических колебаниях оснований зданий (период и амплитуда перемещений);

4

ж) сведения о пребывании людей на колеблющихся конструкциях с указанием среднего времени пребывания в процентах к рабочему времени;

и)    технологические требования к уровню колебаний несущих конструкций, на которых размещаются чувствительные к колебаниям машины и приборы, а также характеристики машин, измерительных приборов и оборудования по чувствительности к колебаниям согласно табл. 12 настоящей Инструкции;

к)    описание промышленной площадки, краткие сведения о грунтах и возможных источниках колебаний, расположенных в радиусе до 500 м от проектируемого здания или сооружения.

1.5.    Динамический расчет несущих конструкций промышленных зданий и сооружений на действие нагрузок эксплуатационного характера, как правило, носит поверочный характер и преследует цель проверить допустимость перемещений и внутренних усилий конструкции, рассчитанной на статические нагрузки, при совместном действии статических и динамических нагрузок с точки зрения выполнения требований:

а)    прочности, выносливости (а в некоторых случаях и деформа-тивности) конструкций;

б)    санитарно-гигиенических норм;

в)    технологии производственных процессов.

Если расчетом установлен недопустимо высокий уровень колебаний конструкций, то необходимо провести специальные мероприятия (изменение расположения машин, применение виброизоляции, балансировка, уравновешивание и изменение числа оборотов машин и т. д.), позволяющие уменьшить колебания. Существенное увеличение поперечных сечений и армирования, а также изменение конструктивных схем элементов несущих конструкций в целях понижения уровня колебаний, связанное со значительными дополнительными затратами, допускается лишь в отдельных случаях и должно обосновываться технико-экономическим расчетом, подтверждающим экономическую целесообразность проведения мероприятий конструктивного характера.

1.6.    Динамический расчет строительных конструкций, для которых динамические нагрузки являются основными, может влиять на выбор конструктивной схемы и размеров поперечных сечений и пролетов элементов, если указанные в п. 1.5 специальные мероприятия по уменьшению колебаний оказываются недостаточно эффективными, экономически нецелесообразными или технически невыполнимыми.

ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ

1.7. Машины, установки и оборудование, создающие значительные динамические нагрузки, рекомендуется располагать на полу первых этажей многоэтажных зданий или на отдельных фундаментах, не связанных с каркасом. При необходимости устанавливать машины и оборудование с динамическими нагрузками на перекрытиях желательно располагать их на возможно большем удалении от приборов 1 и II класса чувствительности к колебаниям (табл. 12), например помещать те и другие в противоположных крыльях здания и на различных этажах.

Устанавливаемые вне зданий на самостоятельных фундаментах

5

машины и установки (например, дизели, компрессоры, копры, моло-ты), являющиеся источниками колебаний, передающихся через грунт на близлежащие здания, рекомендуется располагать возможно дальше от жилых и общественных зданий, а также от промышленных зданий, в которых размещаются механизмы и приборы I и II класса* чувствительности к колебаниям.

1.8.    Возможны два вида связи машин и оборудования с несущими конструкциями:

а)    жесткая связь, когда машина или элемент оборудования связаны с конструкцией специальными жесткими креплениями или опираются на конструкцию без креплений;

б)    гибкая связь, когда между машиной или элементом оборудования и несущей конструкцией вводятся податливые вставки-виброизоляторы с целью уменьшения динамического воздействия на конструкцию (активная виброизоляция) или с целью изоляции машины или прибора от колеблющейся конструкции (пассивная виброизоляция).

Для каждого из указанных видов связи машин и оборудования с несущими конструкциями возможны два способа установки:

а)    непосредственно на конструкцию или виброизоляторы;

б)    на специальный постамент (бетонная или железобетонная подушка, металлическая рама и т. д.), опирающийся на конструкцию или виброизоляторы или являющийся частью конструкции.

Примечания: !.Во избежание горизонтальных смещений свободно стоящих или виброизолированных машин рекомендуется устройство креплений или боковых упоров, препятствующих этим смещениям.

2. Размеры и вес постамента при установке на виброизоляторы определяются кроме обычных конструктивных требований динамическим расчетом для обеспечения надлежащего эффекта виброизоляции.

1.9.    Машины и установки с большими динамическими нагрузками можно опирать (либо подвешивать) на специальные опорные конструкции, имеющие самостоятельные фундаменты и не связанные с каркасом здания. В отдельных случаях возможно также применение опорных конструкций, соединенных с колоннами каркаса, но не связанных с перекрытиями.

1.10.    Конструкции зданий и сооружений, в которых устанавливаются машины и оборудование с динамическими нагрузками, рекомендуется выполнять из железобетона.

При наличии машин IV категории динамичности (табл. 7) желательно применять только монолитные и сборно-монолитные железобетонные конструкции.

1.11.    Устройство перекрытий должно обеспечивать достаточную жесткость их в своей плоскости с тем, чтобы горизонтальные динамические нагрузки распределялись на все рамы каркаса или стены здания (отсека, если здание разрезано деформационными швами).

При проектировании сборных железобетонных перекрытий должны предусматриваться соответствующие конструктивные мероприятия, обеспечивающие связь плит друг с другом. Деревянные перекрытия в виде настилов по металлическим балкам под машины с динамическими нагрузками выше I категории применять не рекомендуется.

1.12.    При необходимости жесткость каркаса здания или сооружения может быть повышена посредством введения специальных диафрагм, связанных с каркасом. Диафрагмы могут быть решены в ви-

6

Таблица 1

Сводная таблица для определения области применения арматурных сталей в железобетонных конструкциях, подвергающихся действию динамических нагрузок (знак « + » означает допускается, знак «—» —

не допускается)

Вид и класс стали

Марка стали и диаметр в мм

Температурные условия эксплуатации конструк-ций

в отапливаемых зданиях

на открытом воздухе и в неотапливаемых здани-ях при температуре в °С

ДО

—30

от—-30 до—40

ниже

—40

1

2

3

4

5

6

Стержневая горячекатаная гладкая класса А-1

Ст.Зсп (мартеновская и конверторная) 0 6—40

+

+

Ст.Зпс (мартеновская и конверторная) 0 6—40

+

+

Ст.Зкп (мартеновская и конверторная) 06—40

+

+

ВМСт. Зсп 0 6—40

ВКСт. Зсп 0 6—40

+

+

+

+

ВМСт. Зпс 0 6—40

ВКСт. Зпс 0 6—40

+

+

+

ВМСт. Зкп 0 6—40

ВКСт. Зкп 0 6—40

+

+

Обыкновенная арматурная проволока и сварные сетки из нее

03—8

+

+

+

+

Стержневая горячекатаная периодического профиля класса А-II

Ст.Бсп (мартеновская и конверторная) 010—40

+

+

+*

Ст.бпс (мартеновская) 0 10—16

+

+

+*

7

Продолжение табл. 1

Вид и класс стали

Марка стали и диаметр в мм

Температурные условия эксплуатации конструкций

в отапливаемых зданиях

на открытом воздухе и в неотапливаемых зданиях при температуре в °С

До

—30

от—30 до—40

ниже

—40

1

2

3

4

5

6

Ст.бпс (март.) 0 18—40

Ст.бпс (конв.) 0 10—40

+

+*

18Г2С 040—90

+

+

+

+

Стержневая, упрочненная вытяжкой, периодического профиля класса А-Нв

Ст.бсп (мартеновская и конверторная) 0 10—40

+

+*

Ст.бпс (мартеновская и конверторная) 0 10—40

18Г2С 0 40—90

+

+

Стержневая горячекатаная периодического профиля класса А-Ш

1

25Г2С 0 6—40

+

+

+

+*

35ГС 0 6—40

+

+

+*

18Г2С 0 6—9

+

+

+

+

Стержневая, упрочненная вытяжкой, периодического профиля класса А-Шв

25Г2С 0 6—40

+

+

35ГС 0 6—40

Стержневая горячекатаная пери-одического профиля класса A-IV

20ХГ2Ц 0 10—32

+

+

+

+

20ХГСТ 0 10—18

+

+

80С 0 10—18

+ |

Высокопрочная арматурная проволока гладкая

03—8

+

+

+

+

Продолжение табл. 1

Температурные условия эксплуатации конструкций

Вид и класс стали

Марка стали и диаметр в мм

в отапливаемых ] зданиях

на открытом воздухе и в неотапливаемых зданиях при температуре в °С

до

—30

от—30 до—40

ниже

—40

1

2

3

4

5

6

Высокопрочная арматурная проволока периодического профиля

0 3—8

+

+

+

+

Арматурные пряди, канаты (тросы)

+

+

+

* Арматурная сталь может применяться только в вязаных каркасах и сетках.

де железобетонных перегородок и рам, крестовых или портальных стальных связей. Жесткость здания в продольном направлении может быть увеличена путем образования продольных рам с жесткими узлами за счет жесткого соединения ригелей с колоннами.

Жесткость каркасно-панельных зданий может быть повышена путем соответствующей раскладки стеновых панелей.

1.13.    В несущих конструкциях, подвергающихся действию динамических нагрузок, применение бетона проектной марки ниже 200 не 1вкомендуется.

1.14.    В предварительно напряженных железобетонных конструкциях, подлежащих расчету на прочность с учетом выносливости, минимальная проектная марка бетона и кубиковая прочность бетона при его обжатии, принимаемые по табл. 1 СНиП П-В. 1-62, должны быть увеличены на 20—25%.

1.15.    В железобетонных конструкциях, подлежащих расчету на прочность с учетом выносливости, арматурная сталь принимается но табл. 1 в зависимости от температурных условий эксплуатации конструкций.

1.16.    Для конструкций, не подлежащих расчету на прочность с учетом выносливости (см. п. 2.7), арматурная сталь принимается в соответствии с требованиями СНиП П-В. 1-62, предъявляемыми к конструкциям, рассчитываемым на статические нагрузки.

1.17.    Для машин, механизмов и приборов I и II класса чувствительности к колебаниям, устанавливаемых на перекрытиях, а также во всех других случаях, когда по условиям производства можно допустить лишь колебания с очень малыми амплитудами, рекомендует-

9