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　　目 次 1 总 则 6 2 术语和符号 7 2.1 术 语 7 2.2 符 号 7 3 基本规定 9 3.1 一般规定 9 3.2 设计原则 10 3.3 结构动力分析 10 4 设计原始资料 12 4.1 压缩机基础技术资料 12 4.2 工程地质技术资料 12 5 正常使用极限状态计算 14 5.1 一般规定 14 5.2 振动响应计算 14 5.3 地基和桩基承载力验算 15 6 承载能力极限状态计算 17 6.1 一般规定 17 6.2 荷载及荷载效应组合 17 6.3 承载力计算 19 7 构造要求 21 7.1 一般要求 21 7.2 构造尺寸要求 21 7.3 配筋要求 21 附录 A 多自由度有限元动力分析模型 23 附录 B 离心式压缩机基础动力分析方法 24 B.1 稳态频域分析方法 24 B.2 振型分解时程分析方法 24 B.3 离心式压缩机基础动力分析实例 25 附录 C 压缩机基础施工要求 32 本标准用词说明 33 引用标准名录 34 附： 条文说明 35 Contents 1 General provisions 6 2 Terms and symbols 7 2.1 Terms 7 2.2 Symbols 7 3 Basic requirements 9 3.1 General 9 3.2 Design principles 10 3.3 Structural dynamic analysis 10 4 Original information for design 12 4.1 Technical information of compressor foundation 12 4.2 Geotechnical information 12 5 Calculation of Serviceability limit states 14 5.1 General 14 5.2 Calculation of vibration response 14 5.3 Checking of bearing capacity of subsoil and pilings 15 6 Ultimate limit states design 17 6.1 General 17 6.2 Load and combination of load effects 17 6.3 Calculation of strength 19 7 Detailing requirements 2 1 7.1 General 21 7.2 Detailing requirements 21 7.3 Reinforcement requirements 21 Appendix A Multi degree of freedom model for finite element dynamic analysis 23 Appendix B Dynamic analysis method for centrifugal compressor foundation 24 B.1 Frequency-domain steady-state analysis 24 B.2 Mode-superposition time-history analysis 24 B.3 Dynamic analysis example of centrifugal compressor foundation 25 Appendix C Construction requirements for compressor foundation 32 Explanation of wording in this standard 33 List of quoted standards 34 Addition：Explanation of provisions 35 1 总 则 1.0.1 为了在离心式压缩机框架式基础设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合 理、安全适用、确保质量，制定本标准。 1.0.2 本标准适用于离心式压缩机框架式基础的设计。 1.0.3 本标准不适用于离心式压缩机联合基础的设计。 1.0.4 压缩机基础的设计除应符合本标准的规定外， 尚应符合国家现行有关标准的规定。 2 术语和符号 2.1 术 语 2.1.1 离心式压缩机 centrifugal compressor 通过转子高速旋转使工艺气体压力提高并输送压力的机器。多用于高流量场合，转速一般大于 3000r/min。 2.1.2 压缩机组 compressor set 驱动机、变速箱、离心式压缩机和辅助设备的总称。 2.1.3 基组 foundation group 离心式压缩机基础和基础上的机器、辅助设备、管道、底板上的填土以及地基土参振部分的总称。 2.1.4 工作转速 operating speed 压缩机、驱动机等机轴正常运行时的转速。当有变速箱时，可有 2 个或 2 个以上工作转速。 2.1.5 临界转速 critical speed 压缩机、驱动机等机轴临界状态下的转速,即轴的固有频率对应的转速。 2.1.6 振动荷载 vibrational load 压缩机、驱动机和齿轮箱运行时由于转子偏心产生的随时间变化的不平衡力。 2.1.7 振幅 amplitude 压缩机、驱动机运行时，在基础顶面振动控制点引起的振动线 振动速度 vibration speed 压缩机、驱动机运行时，在基础顶面振动控制点引起的振动线 速度均方根值 root-mean-square value of the velocity 又称振动速度有效值，表示机器基础的振动烈度。 2.1.10 框架式基础 tabletop foundation 由底板、柱及顶板组成的基础。 2.1.11 等效静力荷载 equivalent static load 根据荷载效应等效的原则，将结构或设备的重量乘以动力系数后得到的荷载。等效静力荷载可以 按照静力计算方法进行设计。 2.1.12 阻尼比 damping ratio 在线性黏性阻尼系统中，实际阻尼系数与临界阻尼系数之比。 2.1.13 真空吸力 vacuum force 由蒸汽透平冷凝器形成真空状态产生的静力荷载。 2.1.14 短路力矩 short circuit torque 电机短路产生的瞬间磁力变化引起的力矩。 2.1.15 滞变阻尼系数 hysteretic damping coefficient 滞变阻尼力与弹性力的比值,其相位与速度相同。 2.2 符 号 2.2.1 作用及作用响应： Fv ——机器的振动荷载(kN)； Fvx ——机器的横向振动荷载(kN)； Fvy ——机器的纵向振动荷载(kN)； Fvz ——机器的竖向振动荷载(kN)； Fo—— 同步电动机的短路力(kN)； Fa—— 凝汽器真空吸力(kN)； Mo —— 同步电动机的短路力矩(kN·m)； Nx——横向等效静力荷载(kN)； Ny——纵向等效静力荷载(kN)； Nz ——竖向等效静力荷载(kN)； n ——机器的工作转速(r/min)； P —— 电动机的功率(kW)； pk ——相应于荷载效应标准组合时，基础底面处平均静压力值(kPa)； Qk—— 相应于荷载效应标准组合时，基桩的平均竖向力(kN)； SG k——永久荷载标准值的荷载效应； SQ k——可变荷载标准值的荷载效应； Sv k——振动荷载标准值的荷载效应； SN k——等效静力荷载的荷载效应； SAST——偶然荷载标准值的效应； SGE ——重力荷载代表值的效应； SEk——多遇地震作用标准值的效应； S*Ek——设防烈度地震作用标准值的效应； u —— 基础顶面振动控制点的振动线位移(mm)； v ——基础顶面振动控制点的振动速度(mm/s)； vrms ——基础顶面振动控制点的速度均方根值(mm/s)； Wg ——机器转子的自重(kN)； Ws ——机组参振总重(kN)； ω——机器的转动圆频率(rad/s)。 2.2.2 材料性能及抗力： fa ——修正后的地基承载力特征值(kPa)； R—— 基桩竖向承载力特征值(kN)； Rd——构件承载力设计值； Rk——构件承载力标准值； 2.2.3 计算指标及计算系数： [v]——基础的容许振动速度(mm/s)； [vrms ]——基础的容许速度均方根值(mm/s)； αf ——地基承载力的动力折减系数； αp ——桩基承载力的动力折减系数； αs—— 地基土的工作条件系数； βv ——振动荷载系数； γG——永久荷载分项系数； γGE ——重力荷载分项系数 γQ ——可变荷载分项系数； γv ——振动荷载或等效静力荷载分项系数； γE ——地震作用分项系数； γRE——承载力抗震调整系数； μ ——动力系数；

　　v——振动荷载的组合值系数。 2.2.4 几何参数： A—— 凝汽器与汽轮机接口处的横截面面积(m2)； B —— 电动机短路力作用点之间的距离(m)。 3 基本规定 3.1 一般规定 3.1.1 压缩机基础的设计，应根据机器布置、动力特性、工程地质条件、生产和工艺对压缩机基础的 技术要求，合理选择地基方案和基础尺寸，满足结构和地基的承载力要求，使基础振动限制在容许范 围内，同时应避免产生不允许的沉降和倾斜。 3.1.2 离心式压缩机基础宜设计成由底板、柱、顶板构成的钢筋混凝土空间框架结构。顶板应有足够 的质量和刚度；在满足强度、稳定性和静位移要求的条件下，宜适当减小柱的刚度；底板的尺寸应根 据构造要求和地基土的性质确定，并保证具有足够的刚度。 3.1.3 压缩机基础应采用现浇钢筋混凝土结构。混凝土强度等级不宜低于 C30 ，二次灌浆层的材料强 度应高于基础材料强度一个等级。钢筋应采用 HRB400 和 HRB500 热轧钢筋，不得使用冷加工钢筋， 钢筋的连接不宜采用焊接接头。 3.1.4 确定压缩机基础地基方案时应符合下列要求： 1 压缩机基础宜设置在均匀的中、低压缩性地基土上。当地基下卧层有软弱土层、湿陷性土、膨 胀土或其它不良地质条件时，应对地基采取有效的处理措施。 2 在地震区，当地基的受力层范围内存在易发生振动液化的饱和砂土或粉土时，不应采用天然地 基，可采用桩基、换土夯实或其它地基加固方案。 3.1.5 基组的总重心与压缩机基础底板形心或群桩刚度中心宜位于同一条铅垂线上。当存在偏心时， 其纵向和横向的偏心距不应超过相应方向底板边长的 5% 。计算基组总重心时，仅计算永久荷载标准 值。 3.1.6 压缩机基础上应设置永久性沉降观测点。沉降观测点的位置应便于观测，一般应在角柱的两个 方向上各设一个观测点；如压缩机基础较长时，可在纵向中间柱上增设 1～2 个观测点。 3.1.7 压缩机基础的沉降观测应在工程设计说明中明确，按下列几个阶段进行，并做观测记录。在生 产过程中，如发现问题应随时观测。 1 压缩机基础施工完毕后，观测一次； 2 压缩机组安装完毕后，观测一次； 3 试运转期间，观测一次； 4 投产运行后，每半年观测一次。 3.1.8 当厂房内设有活塞式压缩机或其它低频振动机器与离心式压缩机同时工作时，离心式压缩机基 础应远离活塞式压缩机基础或其它低频机器基础。 3.1.9 如压缩机基础的振动，对周边建筑、邻近的工作人员、精密设备、仪器仪表及工艺生产产生有 害影响时，应采取合理的平面布置及有效的隔振措施。 3.1.10 当与压缩机连接的管道振动较大时，管道不应刚性固定在压缩机基础和建筑物上，与压缩机基 础的连接应采用弹簧支座或吊架等减振措施。 3.1.11 压缩机基础底面与相邻的构筑物或建筑物基础底面宜置于同一标高上，且不宜相连。 3.1.12 压缩机基础与厂房操作平台应脱开，若压缩机两侧的操作平台的梁或铺板必须支承在压缩机基 础上时，则梁与压缩机基础的连接，沿梁的纵向应设计成滑动支座，铺板应自由地搁置在压缩机基础 上。 3.1.13 建筑物底层地面与压缩机基础宜分开。 3.1.14 建造在地震区的压缩机基础，应计算地震作用，并应符合本标准第 6 章相关规定。 3.1.15 压缩机基础应根据所处环境腐蚀性介质的性质、含量和环境条件确定腐蚀性等级，并按照现行 国家标准《工业建筑防腐蚀设计标准》GB/T 50046 的要求采取防护措施。 3.2 设计原则 3.2.1 根据正常使用极限状态和承载能力极限状态设计的要求，压缩机基础应进行下列计算： 1 正常使用极限状态：包括基础的振动响应计算，地基或桩基承载力和变形验算。 2 承载能力极限状态：基础的构件承载力计算。 3.2.2 压缩机基础的振动响应计算应符合本标准第 5 章的规定，压缩机基础顶面振动控制点处的容许 振动值应满足表 3.2.2 的规定。 表 3.2.2 压缩机基础顶面振动响应的容许振动值 基础类型 容许振动速度峰值(mm/s) 容许振动速度均方根值(mm/s) 普通基础 5.0 3.5 隔振基础 10.0 7.1 3.2.3 框架式压缩机基础的地基变形应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007 的规定计 算，沉降量允许值为 60mm，压缩机轴方向的倾斜允许值为 1/1000。 3.2.4 框架式压缩机基础承载力计算应按本标准第 6 章的规定，结构的安全等级为一级。 3.2.5 下列压缩机基础，可采用隔振设计： 1 不能与建筑物主体结构脱开的框架式基础； 2 既有压缩机基础的加固改造设计； 3 设防烈度高于 8 度且结构复杂的框架式基础。 3.2.6 离心式压缩机基础隔振宜采用支承式。隔振器的选用和设置，宜符合下列要求： 1 隔振器宜采用钢制圆柱螺旋弹簧隔振器或竖向刚度与水平刚度接近的其它隔振器； 2 隔振器应具有三维隔振功能。 3.2.7 采用隔振的压缩机基础顶面振动控制点处的容许振动值应满足本标准表 3.2.2 的规定。 3.3 结构动力分析 3.3.1 框架式压缩机基础动力分析宜采用多自由度弹性有限元计算模型。多自由度有限元模型宜符合 本标准附录 A 的有关规定。 3.3.2 框架式压缩机基础计算模型应根据结构实际情况确定。所选取的计算模型应能较准确地反映结 构的实际工作状况。 3.3.3 计算软件的计算技术条件应符合本标准及有关标准的规定。 3.3.4 对于顶板有错台等复杂压缩机基础，应采用不少于两个合适的不同力学模型，并对其计算结果 进行分析比较。 3.3.5 采用有限元软件进行框架式压缩机基础动力分析时，应符合下列要求： 1 基础固有振动分析采用振型分解法； 2 机器振动荷载作用下的基础强迫振动分析宜采用稳态频域分析方法,也可采用振型分解时程分 析方法。离心式压缩机基础可按本标准附录 B 的规定进行动力分析； 3 基础强迫振动分析时，应在工作转速的 0.75～1.25 倍对应的频率范围进行扫频计算。扫频计算 的振动频率间隔不宜大于 1Hz，并应涵盖所有扫频范围的基础固有频率； 4 地震作用下基础的动力分析可采用反应谱法或时程分析法。 3.3.6 所有计算机计算结果，应分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。 3.3.7 压缩机基础动力分析的计算参数取值宜符合下列要求： 1 根据分析方法选择合适的阻尼参数，滞变阻尼系数可取黏性阻尼比的 2 倍； 2 黏性阻尼比可取 0.02～0.0625，对应转子平衡品质级别：G2.5 取小值，G6.3 取大值； 3 动弹性模量取值可同其静弹性模量。 3.3.8 对于机器工作转速不小于 3000r/min 的压缩机基础，可不计入地基弹性影响，地基按刚性计算； 对于机器工作转速小于 3000r/min 的压缩机基础，宜计入地基弹性的影响，地基刚度和阻尼取值应按 现行国家标准《动力机器基础设计标准》GB 50040 的有关规定执行。 4 设计原始资料 4.1 压缩机基础技术资料 4.1.1 设计离心式压缩机基础时，应取得下列压缩机组技术资料： 1 压缩机组各机器的名称、型号、容量、功率、外轮廓尺寸、机座形状和尺寸及其固定方式等； 2 压缩机组各机器的工作转速及轴系的第一、第二临界转速； 3 压缩机组各机器自重及其重心位置； 4 附属设备和主要管道的自重及固定方式； 5 压缩机组各转动部件的自重、重心位置及固定方式； 6 压缩机组各转动部件在正常工作状态下产生的振动荷载数值、方向、作用点以及与之相对应的 振动频率和平衡品质级别 G； 7 同步电机的短路力矩及其作用点； 8 凝汽器的真空吸力大小、方向及其作用点； 9 压缩机基础模板图，包括各部分几何尺寸、沟槽、孔洞、地脚螺栓和预埋件的尺寸和位置； 10 二次灌浆层的厚度、范围及材料等要求； 11 对压缩机基础振动、沉降及倾斜的特殊要求。 4.1.2 设计离心式压缩机基础时，应取得下列有关设备、平台、基础条件： 1 厂房内与压缩机基础设计有关的设备布置图，包括压缩机机组、附属设备及主要工艺管道的布 置； 2 主要热力管道的布置及管道保温层表面温度； 3 操作平台和平台梁的布置，平台梁与压缩机基础的连接方式； 4 压缩机基础上各部位的安装荷载及操作荷载； 5 压缩机基础附近的建筑物或构筑物基础图及各种地沟的布置和尺寸； 6 压缩机基础附近的精密设备、仪器仪表及对振动敏感的工艺设备的布置及其对振动的技术要求； 7 压缩机基础附近产生低频振动的机器及其基础布置和振动状态的技术资料； 8 压缩机组及其附属设备的安装检修对压缩机基础的要求。 4.2 工程地质技术资料 4.2.1 按照现行国家标准《工程勘察通用规范》GB 55017、《岩土工程勘察规范》GB 50021 和《建 筑地基基础设计规范》GB 50007 等要求编制的工程地质勘察报告。 4.2.2 压缩机基础的勘察除应查明在静力作用条件下地基的稳定性、变形性质和承载力等外，还应查 明在振动荷载作用下地基土层是否出现下列情况： 1 砂土或粉土由于振动加速度超过某界限值，而导致振动压密、造成沉降过大或不均匀沉降； 2 饱和砂土或粉土的振动液化，使地基失稳； 3 软土的震陷； 4 一般粘性土抗剪强度降低，而使地基土结构破坏，丧失稳定； 5 地基内部溶洞、土洞等的塌陷或使附近边坡失稳而产生崩塌、滑坡。 4.2.3 压缩机基础的勘探点应满足如下要求： 1 压缩机基础勘探点宜结合基础所在装置或厂房的勘察一起布置,每个压缩机基础不少于 1 个勘 探点，对于平面尺寸较大或单独的压缩机基础， 以及地层情况较复杂或需进行地基处理时，应按基础 位置单独布置勘探点，勘探点的个数不应少于 2 个； 2 勘探孔深度应按静荷载下的压缩层计算勘探孔的深度，并应达到稳定土层。 4.2.4 天然地基或桩基的动力特性参数的测试方法应符合现行国家标准《地基动力特性测试规范》 GB/T 50269 的有关规定。 5 正常使用极限状态计算 5.1 一般规定 5.1.1 压缩机基础应按本标准第 3.2.1 条规定进行正常使用极限状态计算。 5.1.2 正常使用极限状态的荷载效应组合应符合下列要求： 1 静力荷载与振动荷载的效应组合应采用标准组合； 2 振动响应计算时，不同频率振动荷载的效应组合应按本标准第 5.2.4 条规定计算； 3 地基或桩基承载力验算时，应采用正常操作荷载效应的标准组合； 4 地基或桩基沉降变形验算时，应采用准永久组合。 5.2 振动响应计算 5.2.1 当同时符合下列三个条件时，基础可不作动力计算： 1 压缩机组的总振动荷载值不大于 20kN，且基础符合本标准第 7.2 节的构造尺寸要求。 2 基组参振部分的总重 Ws 与机器转子的自重 Wg 满足下列要求： 1）基组各部分机器转速相同时： 2.6W W s g （5.2.1-1） 式中：Ws ——机组参振总重(kN) ，包括顶板上的机器、管道自重，顶板自重及柱自重之半； n——基组工作转速(r/min)； Wg——机器转子的自重(kN)。 2）基组各部分机器转速不同时： 2.6Ws (Wgi ) （5.2.1-2） i-1 式中：ni——基组某一机器转子的工作转速(r/min)； Wgi——基组某一机器的转子自重(kN)。 3 设备及生产对基础振动限值无特殊要求。 5.2.2 当不符合本标准第 5.2.1 条的要求时，宜采用多自由度弹性有限元计算模型进行基础动力分析。 5.2.3 机器振动荷载的数值、方向及其作用位置应由机器制造厂提供，当制造厂不能提供振动荷载数 据时，应按下列规定确定： 1 在机器正常工作转速状态时，竖向和水平振动荷载可分别按下列公式确定： Fvz=Fvx=Fv= Wgn1.5/644000 （5.2.3-1） Fvy=0.5Fv （5.2.3-2） 式中：Fvz ——机器的竖向振动荷载(kN)； Fvx ——机器的横向振动荷载(kN)； Fvy ——机器的纵向振动荷载(kN)； Fv ——机器的振动荷载(kN)。 2 当压缩机由电动机驱动时，纵向振动荷载 Fvy 可按式（5.2.3-2）计算，竖向及横向振动荷载可按 下列公式确定： Fvz=Fvx=Fv= Wg eω2/g （5.2.3-3） e=G/(1000ω) （5.2.3-4） 式中： ω——机器的转动圆频率(rad/s)； g——重力加速度(m/s2)； G——衡量转子平衡品质级别的参数(mm/s)。 3 当离心式压缩机与驱动机之间有变速箱时，计算 Wg应计入与变速机内相同转速的齿轮自重。 5.2.4 当压缩机基础承受不同转速的 m 组振动荷载作用时，应分别计算各组振动荷载作用下的振动速 度峰值 vi,max 或振动速度均方根值 vi,rms，并应按下列公式计算振动速度峰值的组合值 v 和振动速度均方 根值的组合值 vrms： m2 i ,maxi = m 2 i ,max i = 1 2rms i,rmsi=1v 2 rms i,rms i=1 v = vi,max 2i,rms 2 （5.2.4-1） （5.2.4-2） （5.2.4-3） 式中：vi,max——转速为 ni 的振动荷载作用下的振动速度峰值(mm/s)； vi,rms——转速为 ni 的振动荷载作用下的振动速度均方根值(mm/s)。 5.2.5 压缩机基础的振动计算可只进行机器正常工作转速状态下的稳态响应分析，开、停车过程中采 用分段加速或减速时，需进行相应的瞬态响应分析。 5.2.6 压缩机基础顶面振动控制点处振动速度峰值的组合值 v，或振动速度均方根值的组合值 vrms 不应 大于本标准第 3.2.2 条规定的容许振动值。普通基础容许振动速度峰值对应的容许振动线.3 地基和桩基承载力验算 5.3.1 压缩机基础的地基承载力应符合下式要求： pk afasfa （5.3.1） 式中：pk——相应于荷载效应标准组合时，基础底面处平均静压力值(kPa)； αf——地基承载力的动力折减系数，取αf=0.8； αs ——地基土的工作条件系数。对于细砂、粉砂和液限指数 IL0.75 粉土，可取αs=0.7，其他类 土，可取αs=0.9； fa ——修正后的地基承载力特征值(kPa)。 5.3.2 压缩机基础的桩基承载力应符合下式要求： （5.3.2）Qk a （5.3.2） 式中：Qk——相应于荷载效应标准组合时，基桩的平均竖向力(kN)； αp——桩基的动力折减系数，摩擦型桩可取αp=0.8 ，端承型桩可取αp=1.0； R——基桩竖向承载力特征值(kN)。 6 承载能力极限状态计算 6.1 一般规定 6.1.1 压缩机基础应进行承载能力极限状态下的构件承载力计算。 6.1.2 压缩机基础在满足本标准第 7 章要求且同时符合下列条件时，可不进行框架承载力计算： 1 顶板或框架梁的净跨不大于 4.0m； 2 作用在每榀横向框架上的机器自重不超过 150kN； 3 柱截面尺寸不应小于 600mm×600mm； 4 柱纵向钢筋总配筋率不小于 1.2%。 6.1.3 框架承载力计算时，应按弹性阶段进行框架内力分析，并应按现行国家标准《混凝土结构设计 规范》GB 50010 进行构件承载力计算。 6.1.4 框架承载力计算时，宜分别按使用阶段及安装阶段进行。 6.1.5 压缩机基础顶板由梁区和板区构成，纵、横向框架梁与柱的连接应按刚性设计，柱应嵌固于底 板中，其连接构造应符合固定端的要求。 6.2 荷载及荷载效应组合 6.2.1 框架承载力应根据下列荷载计算： 1 永久荷载：压缩机基础自重、底板上填土自重、支承在顶板上的操作平台自重、安装在基础 上的机组、辅助设备及管道自重； 2 可变荷载：操作活荷载或安装活荷载、管道推力、凝汽器线 振动荷载或等效静力荷载； 4 偶然荷载：同步电机的短路力矩； 5 地震作用。 6.2.2 本标准第 6.2.1 条所列荷载中，除压缩机基础自重、回填土自重、操作平台自重、操作活荷载及 地震作用外，均应由机器制造厂家提供。当无上述资料时，荷载标准值及分项系数应按下列规定计算 和选用： 1 永久荷载应按实际情况计算，荷载分项系数取 1.3。 2 安装活荷载宜取 10kN/m2 ，荷载分项系数取 1.4；操作活荷载宜取 4kN/m2 ，荷载分项系数取 1.5；管道推力、温度作用荷载分项系数取 1.5。 3 凝汽器线)计算，当凝汽器与汽轮机为刚性连接时，真空吸力为零。凝汽 器真空吸力荷载分项系数取 1.5。 Fa=100A （6.2.2-1） 式中：Fa—— 凝汽器真空吸力(kN) A—凝汽器与汽轮机接口处的横截面面积(m2)。 4 振动荷载或等效静力荷载，按本标准第 6.2.3 条计算，荷载分项系数取 1.5。 5 同步电动机的短路力矩可按式(6.2.2-2)计算，作用在基础上的短路力可按式(6.2.2-3)计算，短 路力荷载分项系数取 1.0。 M = o 70P n （6.2.2-2） F = 士 Mo μ o B （6.2.2-3） 式中：Mo—— 同步电动机的短路力矩(kN·m)； P—— 电动机的功率(kW)； n—— 电动机的工作转速(r/min)； Fo—— 同步电动机的短路力(kN)； B—— 电动机短路力作用点之间的距离，见图 6.2.2； μ——动力系数，取 2.0。(a) 顶板平面图 (b) μ——动力系数，取 2.0。 图 6.2.2 短路力示意图 6.2.3 压缩机基础承载力计算可采用振动荷载或等效静力荷载，并应符合下列规定： 1 采用振动荷载，按空间多自由度体系直接计算构件的动内力时，振动荷载可取正常使用极限状 态振动响应计算所取振动荷载标准值的 4 倍，并计入材料疲劳的影响。振动荷载的作用按正、反两个 方向分别计算。 2 采用等效静力荷载时，等效静力荷载按正、反方向的集中荷载作用于基础上，其分配与其转子 的自重成正比。等效静力荷载应符合下列规定： 1）竖向等效静力荷载应按下式计算： Nz =Wgn/600 （6.2.3） 式中：Nz —— 竖向等效静力荷载(kN) ，当按公式（6.2.3）求得的 Nz 值大于该处机器自重时，则按 机器自重取值。 2）横向、纵向等效静力荷载 Nx 、Ny 分别取竖向等效静力荷载值的 1/4 、1/8，按集中荷载作用在 横梁、纵梁轴线）基础构件不承受机器转子自重时，其竖向和横向等效静力荷载取构件自重的 1/2 ，纵向等效静 力荷载值取构件自重的 1/4。 3 当机器的转速不同时，应按不同转速分别计算动内力。 6.2.4 承载能力极限状态计算时，静力荷载与振动荷载效应组合、静力荷载与等效静力荷载效应组合 时，应采用基本组合，并应符合下列规定 : 1 正常操作荷载效应基本组合应包括永久荷载、可变荷载及振动荷载或等效静力荷载，可变荷载 及振动荷载的组合值系数取 1.0。基本组合的效应值按下列公式进行计算： Sd = YGjSGj ,k + YQiSQi ,k +Yv βvSv ,k （6.2.4-1） 或 Sd = YGjSGj ,k j =1 + YQiSQi ,k +YvSN ,k i =1 （6.2.4-2） 式中：γGj——第j 个永久荷载分项系数； SGjk——第j 个永久荷载标准值的荷载效应； γQi ——第 i 个可变荷载分项系数； SQi k——第 i 个可变荷载标准值的荷载效应； γv ——振动荷载或等效静力荷载分项系数； βv ——振动荷载系数, 即第 6.2.3 条第 1 款规定的动内力系数, 钢筋混凝土构件一般可取 4x2=8.0； Sv k——振动荷载标准值的荷载效应，当多个工作转速的振动荷载组合时，动内力可取各工 作转速工况平方和的平方根效应的组合值。 SN k——等效静力荷载的荷载效应。 2 偶然作用组合应包括永久荷载、可变荷载、振动荷载或等效静力荷载及短路力矩，振动荷载的 组合值系数可取 0.25，短路力矩的组合系数取 1.0。偶然作用组合的效应值按下列公式进行计算： Sd = SGj ,k + SQi ,k + SAST +v βvSv ,k （6.2.4-3） 或 Sd = SGj ,k + SQi ,k + SAST +vSN ,k （6.2.4-4） 式中：SAST——偶然荷载标准值的效应；

　　v——振动荷载的组合值系数。 3 多遇地震作用组合应包括永久荷载、可变荷载、振动荷载或等效静力荷载及地震作用，振动荷 载的组合值系数可取 0.25，地震作用的组合值系数取 1.0 。多遇地震作用组合的效应按下列公 式进行计算： Sd =YGESGE +YESEk +vYvβvSv,k Sd = YGESGE +YESEk +vYv SN ,k （6.2.4-5） （6.2.4-6） 式中： SGE ——重力荷载代表值的效应； γGE ——重力荷载分项系数； γE ——地震作用分项系数； SEk——多遇地震作用标准值的效应， 尚应乘以相应的增大系数或调整系数。 6.3 承载力计算 6.3.1 一般情况下，框架承载力计算宜采用空间结构模型分析 ;当结构布置规则，质量分布均匀时， 亦可分别沿框架横向和纵向进行验算。 6.3.2 采用二维计算模型进行压缩机基础的框架承载力计算时，其平面框架模型可按下列要求确定： 1 柱和顶板横梁按横向平面框架进行计算，等效静力荷载应计算竖向和横向的作用； 2 柱和顶板纵梁按纵向平面框架进行计算，等效静力荷载应计算竖向和纵向的作用。 6.3.3 多遇地震作用下，压缩机基础的抗震承载力设计不能满足现行国家标准《建筑抗震设计规范》 GB 50011 关于“强柱弱梁 ”的要求时，可采用设防烈度水准的性能化设计方法，并应符合下列规定： 1 构件斜截面抗震承载力采用设防烈度弹性设计方法时，应满足下式 6.3.3-1 要求： YGESGE +YES *Ek Rd /YRE （6.3.3-1） 式中：S*Ek—设防烈度地震作用标准值的效应，不考虑与抗震等级有关的增大系数； Rd—构件承载力设计值； γRE—承载力抗震调整系数，取 0.85。 2 构件正截面抗震承载力采用设防烈度不屈服设计方法时，应满足下式 6.3.3-2 要求： SGE + S *Ek Rk （6.3.3-2） 式中：Rk—构件承载力标准值，按材料标准值计算。 7 构造要求 7.1 一般要求 7.1.1 压缩机基组下半部的自重，应包括柱自重之半、底板自重、底板上附属设备自重及填土自重等， 且应大于基础上半部自重及安装在顶板上机组自重的总和。 7.1.2 作用在顶板上的各种荷载宜布置在顶板中框架暗梁的中心线 压缩机基础地脚螺栓的设置应符合下列规定： 1 预埋螺栓的中心线距压缩机基础构件边缘的距离不应小于螺栓直径的 5 倍，且不应小于 150mm 和不小于锚板宽度的 1/2 加 50mm。螺栓底距顶板下表面不应小于 50mm； 2 预留螺栓孔边缘距压缩机基础构件边缘的距离不应小于 100mm。预留孔底距顶板下表面也不应 小于 100mm。 7.1.4 压缩机基础各构件钢筋的混凝土保护层最小厚度应满足现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计标 准》GB/T 50046 与《混凝土结构耐久性设计标准》GB/T 50476 的要求，并应符合下列规定： 1 顶板：30mm； 2 框架顶板的梁、柱：40mm； 3 底板：50mm；无垫层时底板底面：70mm。 7.1.5 除压缩机厂家有特殊要求外， 压缩机基础顶面的二次灌浆层宜采用水泥基灌浆料或环氧树脂 灌浆料。 7.1.6 压缩机基础的施工要求应符合本标准附录 C 的相关规定。 7.2 构造尺寸要求 7.2.1 压缩机基础底板宜设计成矩形平板，其厚度可取底板长度的 1/12～1/10 且不应小于柱截面的高 度。 7.2.2 柱截面宜设计成方形或矩形，其截面尺寸不宜小于柱净高度的 1/10，最小边尺寸不得小于 450mm。 7.2.3 顶板厚度不宜小于其净跨度的 1/5～1/4，且不应小于 800mm。 7.2.4 基础顶板的挑台悬出长度不宜大于 1.5m，悬臂支座处的截面高度不应小于悬出长度的 0.75 倍。 7.3 配筋要求 7.3.1 基础底板的板顶、板底应配置钢筋网，钢筋直径不宜小于 16mm，间距宜为 150mm～200mm。 7.3.2 柱纵向钢筋应沿截面对称布置，钢筋直径不宜小于 18mm ，间距不宜大于 200mm；柱纵向钢筋 的总配筋率不宜小于 1.05%。箍筋直径不宜小于 10mm，应采用复合箍。 7.3.3 基础顶板的板顶、板底应配置钢筋网，钢筋直径不宜小于 16mm，间距宜为 150mm～200mm； 框架梁纵筋应上、下对称配置。 7.3.4 沿基础顶板、底板侧边应配置构造钢筋，钢筋直径不宜小于 16mm，竖向间距宜为 200mm~ 250mm。 7.3.5 当基础顶板或底板上开孔或沟槽时，若孔或槽的直径或边长大于 300mm 时，应沿孔或槽周边 配置直径不宜小于 16mm，间距为 200mm～250mm 的加强筋。 7.3.6 在布置压缩机基础顶板及框架梁的纵向钢筋时应避开螺栓孔或螺栓套管。 7.3.7 建造在地震区的压缩机基础，其配筋应符合下列构造规定： 1 柱纵筋与底板预留插筋的连接宜采用机械连接。相邻纵向受力钢筋的连接接头宜互相错开，同 一连接区段内纵向受力钢筋搭接接头面积百分率不宜大于 50%; 2 柱箍筋加密区范围：柱上端不小于柱截面高度及柱净高 1/6 ，柱下端不小于柱净高 1/3 。箍筋直 径宜为 10mm～12mm，加密区间距不宜大于 100mm，肢距不宜大于 200mm，加密区体积配箍筋率不 宜小于 0.8%；错台式压缩机基础错台范围柱的体积配箍率不应小于 1.2%； 3 框架梁箍筋加密范围为 1.5 倍梁高，箍筋直径不应小于 10mm，加密区间距宜为 100mm，肢距 不应大于 200mm。框架梁的纵筋配筋率,抗震等级一级不宜小于 0.4%,二,三级不宜小于 0.3%。 附录 A 多自由度有限元动力分析模型 A.0.1 压缩机基础多自由度有限元模型应真实反映结构的受力状态,结构构件应根据其几何形状和受 力特点选择合适的单元类型。 A.0.2 压缩机基础构件的物理特性、边界条件应满足下列要求： 1 框架柱考虑弯曲、剪切、轴向和扭转变形； 2 顶板考虑平面内和平面外的弯曲、剪切、轴向和扭转变形； 3 框架柱和顶板连接节点宜按刚域处理； 4 底板平面内和平面外均采用刚性假定。 A.0.3 压缩机基础的框架柱可采用梁单元，基础顶板可采用板壳单元或实体单元。 A.0.4 地基和压缩机基础底板的建模，应采用下列方法： 1 不计入地基弹性时，直接将基础框架柱底端与底板的连接简化为固定刚性支座； 2 计入地基弹性时，基础底板采用板壳单元或实体单元，地基土或桩采用弹簧单元和阻尼单元。 A.0.5 压缩机基础动力分析软件建议采用具有稳态频域分析功能的结构有限元软件。 附录 B 离心式压缩机基础动力分析方法 B.1 稳态频域分析方法 B.1.1 稳态分析时，振动荷载作用下的基础强迫振动方程可按下式求解： (B.1.1）[M]{(t)}+ (1+ ir)[K]{u(t)}= {Fv }eiΦ (B.1.1） 式中：[M]——质量矩阵； [K]——刚度矩阵； i——虚数单位； r——滞变阻尼系数； {(t)}——加速度向量； {u(t)}——位移向量； {Fv }eiΦt ——机器振动荷载向量； ω——机器振动荷载圆频率。 B.1.2 稳态分析的荷载工况应包括恒荷载工况、模态工况和稳态工况。 B.1.3 稳态工况应满足下列要求： 1 荷载类型应包含竖向振动荷载 Fvz 和水平振动荷载 Fvx 、Fvy,。取 Fvx 与 Fvy 的相位角相同，它们与 Fvz 相位角相差取 90 ° ; 2 频率范围宜取 0～1.25 倍振动荷载频率，也可取±25%振动荷载频率，并将结构的固有频率和振 动荷载频率作为附加频率点，振动荷载频率间隔取 1Hz； 3 阻尼参数采用滞变阻尼系数； 4 根据输出的结构振动速度频响曲线确定控制点的最大振动速度。 B.2 振型分解时程分析方法 B.2.1 时程分析时，振动荷载作用下的基础强迫振动方程可按下式求解： （B.2.1）[M ]{(t)}+ [C]{(t)}+ [K ]{u(t)}= {Fv }sin(Φt （B.2.1） 式中：[M]——质量矩阵； [K]——刚度矩阵； [C]—— 阻尼矩阵； {(t)}——加速度向量； {(t)}——速度向量； {u(t)}——位移向量； {Fv }sin(Φt) ——机器振动荷载向量； ω——机器振动荷载圆频率。 B.2.2 时程分析的荷载工况应包括恒荷载工况、模态工况和模态时程工况。 B.2.3 确定模态工况的模态数量时，应满足结构的最高固有频率不低于 1.25 倍振动频率。 B.2.4 时程工况应满足下列要求： 1 荷载类型应包含竖向振动荷载 Fvz 和水平振动荷载 Fvx 、Fvy,。取 Fvx 与 Fvy 的到达时间相同，它们 的到达时间与 Fvz 相差 T/4 ，T 为振动荷载的周期； 2 扫频计算时，应取±25%振动荷载频率范围内的结构固有频率对应的自振周期为时程荷载的周期， 定义多个时程工况； 3 时间类型采用周期荷载； 4 阻尼参数采用模态阻尼比； 5 根据输出的结构振动速度时程曲线确定控制点的最大振动速度。 B.3 离心式压缩机基础动力分析实例 B.3.1 设计原始资料包括下列内容： 1 压缩机组技术参数（表 B.3.1-1）。 表 B.3.1-1 机组技术参数表 项目 汽轮机 压缩机 变速机 低压段 高压段 机器型号 EK 1100 ZMCL 607 ABCL 306/a 设备总重 180.00 （包括共用底座） 234.00 104.00 （包括共用底座） 6.00 转子重（kN） 22.00 13.50 1.40 4.00 功率（kW） 10630 8360 工作转速 （r/min） 7050 7050 13600 7050 13600 最大连续转速 （r/min） 7650 7650 14600 7650 14600 第一临界转速 （r/min） 9500 4200 8000 第二临界转速 （r/min） 9200 17500 注：为简化，未考虑管线荷载及平台荷载。 压缩机气体容量 28200m3/h，排出压力 1440kN/cm2 ，最大排出压力 1610kN/cm2。 2 设备荷载分布（图 B.3.1-1 、B.3.1-2）。 表 B.3.1-2 中设备重量系摘自机器制造厂提供的设计条件，振动荷载按式(5.2.3-1)计算，并根据转 子自重的分布情况近似地分配到每个荷载作用点上。 表 B.3.1-2 荷 载 表 作用点 荷载值（kN） 作用点 荷载值（kN） 设备重量 振动荷载 F 设备重量 振动荷载 F P1 75.00 8.20 P10 26.00 0.85 P2 52.50 5.80 P11 26.00 0.85 P3 52.50 5.80 P12 3.00 2.40 * P4 58.50 3.10 P13 3.00 2.40 * P5 58.50 3.10 P14 400.00 （空重200.00） — P6 58.50 3.10+0.90 * P15 400.00 （空重200.00） P7 58.50 3.10+0.90 * P16 9.00 P8 26.00 0.85 P17 9.00 P9 26.00 0.85 注：1 表 B.3.1-2 中 P1~P7 为 n=7050r/min 产生的振动荷载 1F，P8~P13 为 n=13600r/min 产生的振动荷载 2F； 2 表中*振动荷载 0.90kN 及 2.40kN 系分别由变速机的低转速齿轮和高转速齿轮产生。 图 B.3.1-1 荷载分布图 3 基础形式及截面尺寸。 采用框架式基础，按本标准构造要求取顶板厚 1000mm，底板厚 1200mm；柱截面 700mmx900mm、 900mmx900mm 及 700mmx500mm（图 B.3.1-2～图 B.3.1-5）。 4 材料：混凝土强度等级为 C30，钢筋为 HRB400；钢筋混凝土弹性模量 Ec=3.0x107kN/m2。 图 B.3.1-2 顶板平面图 图 B.3.1-3 底板平面图 图 B.3.1-4 Ⅰ-Ⅰ剖面图 图 B.3.1-5 Ⅱ-Ⅱ剖面图 B.3.2 按本标准第 5.2.1 条判断是否需要进行动力分析。 总振动荷载（见表 B.3.1-2）： Fv =8.2+5.8x2+3.1x4+0.9x2+0.85x4+2.4x2=42.220（kN） 不满足本标准第 5.2.1 条的要求，需要进行基础的动力分析。 B.3.3 基础有限元计算模型。 顶板采用壳单元，柱采用梁单元，框架柱和顶板连接节点按刚域处理，将基础框架柱底端与底板 的连接简化为固定刚性支座；根据洞口尺寸及荷载点位置进行有限元划分，有限元计算几何模型见图 B.3.3。 图 B.3.3 有限元几何模型 B.3.4 以 SAP2000 为例，采用稳态频域分析方法按下列步骤进行： 1 定义稳态函数：SQ(f) =f2 ，f=0-300Hz。 2 定义荷载模式： 恒荷载 DL，取设备重量，基础自重等。 机器振动荷载按其工作转速和作用方向分别定义如下： n=7050r/min ，对应 x 、y 、z 方向的振动荷载分别定义为 1Fvx 、1Fvy 、1Fvz； n=13600r/min ，对应 x 、y、方向的振动荷载分别定义 2Fvx 、2Fvy 、2Fvz。 3 定义荷载工况。 恒载工况：采用线性静力工况； 模态工况：最大模态数量取 60，模态类型采用特征向量； 稳态工况按机器工作转速定义两个稳态工况，分别为： 稳态工况 SS1 ，荷载取 1Fvx 、1Fvy 、1Fvz ，比例系数取 1/117.52 ，最低和最高频率分别取 0Hz、 147Hz； 稳态工况 SS2 ，荷载取 2Fvx 、2Fvy 、2Fvz ，比例系数取 1/226.72 ，最低和最高频率分别取 0Hz、 283Hz； 滞变阻尼采用 0.125。 4 荷载组合。 计算振动响应指标时，不同工作转速振动荷载的效应组合采用 ”SRSS ”组合。 5 运行分析及结果查看。 工况 SS1，荷载作用点 P1 振动速度的频响曲线，其它工况各节点的频响曲线可同样查 看。 图 B.3.4 荷载点 P1 振动速度频响曲线 条判断控制点有效振动速度是否满足振动速度控制要求。 B.3.5 以 SAP2000 为例，采用振型分解时程分析方法按下列步骤进行： 1 定义时程函数按机器工作转速定义两个时程函数： Sine1(7050r/min)：周期取 1/117.5，时间步数/周期取 8，周期数取 20 ，幅值取 1； Sine2(13600r/min)：周期取 1/226.7，时间步数/周期取 8，周期数取 20，幅值取 1； 本例采用时程分析法未进行扫频计算，若进行扫频计算还需按扫频频率定义相应的时程函数。 2 定义荷载模式，同稳态分析法。 3 定义荷载工况。 恒载工况：同稳态分析法； 模态工况：同稳态分析法； 时程工况采用模态法，按机器工作转速定义两个时程工况，分别为： 时程工况 TH1，荷载取 1Fvx、1Fvy、1Fvz，时程函数取 Sine1，时间步数取 160，时间步长取 0.001064； 时程工况 TH2，荷载取 2Fvx、2Fvy、2Fvz,，时程函数取 Sine2，时间步数取 160,时间步长取 0.0005515； 模态阻尼采用 0.0625。 4 荷载组合。 计算振动响应指标时，不同工作转速振动荷载的效应组合采用 ”SRSS ”组合。 5 运行分析及结果查看。 工况 TH1，荷载作用点 P1 的振动速度时程曲线 的 SRSS 组合 工况各节点的振动速度时程曲线可同样查看。 图 B.3.5 荷载点 P1 振动速度时程曲线 条判断控制点有效振动速度是否满足振动速度控制要求。 附录 C 压缩机基础施工要求 C.0.1 基础施工前，应将设计图纸与到货机器核对无误后方可施工。 C.0.2 大体积混凝土底板的施工应采取浇筑及温度控制措施并符合现行国家标准《大体积混凝土施 工标准》GB50496 的有关规定。施工前，施工单位应编制具体详细的施工方案，报甲方、监理、设计 单位进行专项论证，通过后方可施工。 C.0.3 压缩机基础应避免冬季施工，若必须冬季施工时，应按现行行业标准《建筑工程冬期施工规 程》JGJ/T 104 采取相应的有效措施。 C.0.4 压缩机基础施工时不宜留施工缝。若不可避免时，宜设置在底板与框架柱交接处并严格遵守 施工缝的构造、施工要求。 C.0.5 压缩机基础底板上的附属设备基础，如与底板分两次浇筑时应预留锚固钢筋。 C.0.6 在施工过程中应采取有效的固定措施以保证所有预埋件、地脚螺栓及套管的准确位置并无损 坏腐蚀。 C.0.7 浇筑混凝土时，应注意预埋件及梁柱节点附近混凝土必须振捣密实。 C.0.8 压缩机基础二次灌浆施工应符合下列要求： 1 二次灌浆施工环境温度高于 35℃或低于 5℃时，应采取相应的温度控制措施； 2 灌浆前应将混凝土表面凿毛，设备底板和混凝土基础表面及螺栓孔清理干净，不得有浮灰、油 污等杂质； 3 采用水泥基灌浆料灌浆前 24h 应对灌浆部位洒水，保证混凝土表面充分润湿，灌浆前 1h 应排除 灌浆部位的积水。采用环氧树脂灌浆料灌浆前应确保基础表面清洁、干燥、无油渍； 4 二次灌浆时，应从一侧灌浆直至从另一侧溢出为止，不得从相对两侧同时灌浆。灌浆应连续进 行，宜缩短灌浆时间； 5 在灌浆过程中严禁振捣，可采用灌浆助推器沿浆体流动方向的底部推动灌浆材料，严禁从灌浆 层的中、上部推动； 6 二次灌浆应严格按厂家要求及相关规范施工。 C.0.9 所有外露铁件表面，设备安装之后均应进行防腐表面防护。 C.0.10 压缩机基础的施工， 尚应遵守有关国家现行的施工验收规范。 本标准用词说明 1 为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下： 1）表示很严格，非这样做不可的： 正面词采用“必须 ”；反面词采用“严禁 ”。 2）表示严格，在正常情况下均应这样做的： 正面词采用“应 ”；反面词采用“不应 ”或“不得 ”。 3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的： 正面词采用“宜 ”或“可 ”；反面词采用“不宜 ”。 2 本标准中指定应按其他有关标准、规范执行时，写法为“应符合……的规定 ”或“应按 …… 执行 ”。 引用标准名录 《建筑地基基础设计规范》GB 50007 《混凝土结构设计规范》GB 50010 《建筑抗震设计规范》GB 50011 《岩土工程勘察规范》GB 50021 《动力机器基础设计标准》GB 50040 《工业建筑防腐蚀设计标准》GB/T 50046 《地基动力特性测试规范》GB/T 50269 《混凝土结构耐久性设计标准》GB/T 50476 《大体积混凝土施工标准》GB 50496 《工程勘察通用规范》GB 55017 《建筑工程冬期施工规程》JGJ/T 104 中华人民共和国行业标准 离心式压缩机基础设计标准 HG/T 20555―2023 条文说明 修订说明 《离心式压缩机基础设计标准》HG/T 20555-2023,经工业和信息化部 202x 年 x 月 x 日以 xxx 号公 告批准、发布。 本标准修订过程中，编制组进行了广泛的调查研究，总结了我国工程建设的实践经验；依据现行 《动力机器基础设计标准》GB50040-2020 的基本精神，进行了深入分析研究，本着方便设计人员遵守 和使用的原则，进行了取舍和修改；本标准的编制参考了国外先进技术法规、技术标准和有关动力基 础的出版刊物；同时吸取了国内其他行业的先进经验和工程振动界出版刊物的精华。 为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本规范时能正确理解和执行条文规定， 《离心式压缩机基础设计标准》编制组按章、节、条顺序编制了本标准的条文说明，对条文规定的目 的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是，本条文说明不具备与标准正文同等的法律 效力，仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。 本标准历次版本发布情况为： - HG/T 20555-93 首次发布 - HG/T 20555-2006 第一次修订 本次为第二次修订。 目 次 1 总 则 39 2 术语和符号 39 2.1 术 语 39 2.2 符 号 39 3 基本规定 39 3.1 一般规定 40 3.2 设计原则 40 3.3 结构动力分析 41 4 设计原始资料 43 4.1 压缩机基础技术资料 43 4.2 工程地质技术资料 错误！未定义书签。 5 正常使用极限状态计算 44 5.1 一般规定 44 5.2 振动响应计算 44 5.3 地基和桩基承载力计算 46 6 承载能力极限状态计算 47 6.1 一般规定 47 6.2 荷载及荷载效应组合 47 6.3 承载力计算 48 7 构造要求 48 7.1 一般要求 49 7.2 构造尺寸要求 49 7.3 配筋要求 50 附录 A 多自由度有限元动力分析模型 51 附录 B 离心式压缩机基础动力分析方法 52 B.1 稳态频域分析方法 52 B.2 振型分解时程分析方法 52 1 总 则 离心式压缩机广泛应用于化工、石化、冶金、纺织等工业部门。 本章阐述了制定离心式压缩机基础（以下简称压缩机基础）设计标准的目的、适用范围和依据。 本标准主要是通过总结分析化工行业和部分石化行业几十年以来，对上百台高转速压缩机基础的 测振分析结果， 以及对浙江镇海炼油厂化肥装置的压缩机厂房多台压缩机基础进行全过程（从基础、 机器安装、管道连接的自振测试和开、停车的振动反应）的测振分析，尤其是国内引进大型合成氨和 乙烯等装置压缩机基础的设计、施工和稳定运行成功经验，同时吸取了国内外成熟的理论编制。 本标准制订了基础结构选型原则、各项构造措施的具体规定，对于需要作动力分析的压缩机基础， 本标准给出了采用空间多自由度有限元分析的计算模型和分析方法， 以供设计使用。 本标准主要针对离心式压缩机框架式基础的设计，对于与此类似的鼓风机基础也可参照应用，但 本标准不适用于离心式压缩机联合基础的设计。 原规定的适用范围为工作转速大于 3000r/min 的离心式压缩机基础。这个适用范围主要取决于两 个因素：振动荷载的适用范围和地基刚度的影响。根据《建筑振动荷载标准》GB/T 51228-2017 第 4.2 节，旋转式压缩机振动荷载的适用范围已经不再限于大于 3000r/min 的机器。关于地基刚度的影响， 机器转速低于 3000r/min 时，不能忽略地基的弹性对框架式压缩机基础振动的影响。采用有限元分析 可以建立相应的地基模型，考虑地基弹性的影响。因此，本次修订取消了这个限制并增加了考虑地基 刚度的条款，扩大了标准的适用范围。 2 术语和符号 2.1 术 语 2.1.1 透平式压缩机根据转子叶片型式分为离心式和轴流式。离心式机器根据气体出口压力分为压缩 机、鼓风机、通风机。离心式压缩机根据结构型式分为单缸（又分单级、多级）和多缸。 2.1.2 压缩机组主要由驱动机（又称原动机，包括电动机、汽轮机、内燃机、蒸汽机等）带动压缩机 旋转构成。当原动机和压缩机转速不同或压缩机各缸转子转速不同时，需要在它们之间设置变速机（箱）。 近来工程设计中压缩机组还带有发电机、膨胀机或鼓风机。 上述机器周边均设置二层平台（即操作层）。其他辅助设备如进出管线、润滑油系统、冷却系统 一般布置在底层或底层与操作层之间。 2.1.9 速度均方根值的引入有利于与仪器实测值进行比较。有些压缩机厂家提供速度均方根值即“速 度有效值 ”的容许值[vrms]的要求。 2.1.15 简谐振动荷载作用下复刚度形式的强迫振动微分方程为 : [M]{ +(1+ir)[K]{u}={F}eiωt。方程中 复数项的实部[K]{u}表示弹性力，虚部 ir[K]{u}表示滞变阻尼力，r 为滞变阻尼系数，虚数单位 i 表示 阻尼力与速度相位相同。 2.2 符 号 与《工程振动术语和符号标准》GB/T51306-2018 协调，修改有关符号。 3 基本规定 3.1 一般规定 3.1.2 由于辅助设备安放于楼层与底层之间，故离心式压缩机基础一般设计成独立的空间框架结构， 它占地面积少，构件尺寸经济、安全，利于设备管道的安装、操作和检修。 在计算时可简化为嵌固于底板上的框架； 由顶板（横梁、纵梁）及柱、底板组成空间结构体系， 基础各构件受力简单明确，故目前大多数设计采用空间框架的动力计算程序。这种结构形式可通过改 变构件的截面尺寸，主要是柱截面尺寸，调整基础的自频来得到良好的动力特性。 3.1.3 根据工程实践，压缩机框架式基础均采用现浇钢筋混凝土结构，具有整体性、耐久性好的优点， 施工速度快、质量好。 本条结合国家现行规范，提高结构安全可靠度及耐久性，将压缩机基础混凝土强度等级提高，同 时与《混凝土结构设计规范》GB 50010 协调，增加了钢筋 HRB500 的使用。 3.1.4 本条强调压缩机基础的设计应根据地基土的物理特性，确定地基方案时，力求避免基础产生有 害的沉降和倾斜。因机器的主轴为多点支承在轴承上，对基础的沉降和偏沉比较敏感，与机器连接的 高压管件由此将产生附加应力。基础的沉降和偏沉值一般不易得到精确的计算结果，因此在设计时应 认线 本条要求机组总重心与压缩机基础底板的形心或桩的重心位于同一条铅垂线上，并给出了相应 的偏心距限值。偏心距限制的主要目的是简化振动计算模型。偏心距限制在 5%以内，可以忽略偏心 距对振动的影响，近似地认为质心与刚心重合，这样减少了基础的耦合振型。对于采用传统解析法进 行动力分析的块式刚体基础模型，避免了求解更多的耦合振动方程，使得计算变得简单、方便。框架 式动力基础的动力分析采用考虑地基弹性和阻尼的多自由度有限元计算模型，可以得到偏心作用引起 的振动响应。 3.1.6 基础设置观测点将为生产过程中基础的工作状况提供原始记录，并能及早发现压缩机基础的沉 降和倾斜，有效地减少由于压缩机基础的沉降和倾斜造成的次生灾害。 3.1.8 当厂房内同时布置有活塞式压缩机和离心式压缩机时，据实测表明，活塞式压缩机的振动对离 心式压缩机的影响较大，可使其振动幅值增大（此处以振动速度叠加较为合理）。因此在设备布置时 宜相互远离，使振动的相互影响最小。 根据已有实测资料，在离心式压缩机基础 4 倍边长范围内，尤其在软弱地基上，该类相邻机器的 影响要予以酌情考虑。 3.1.10 本条明确了与压缩机连接而产生较大振动的管道支座设置问题。因为离心式压缩机基础的沉降 和倾斜、振动，都将对与其连接的管道产生不利影响。 3.1.11 压缩机基础一般应与建筑物基础分离，其原因之一是考虑到动力基础的振动能量经常不断地影 响厂房基础及厂房结构，使厂房结构产生附加应力，降低厂房结构的安全储备。其二是压缩机基础与 厂房基础的荷载相差悬殊，从而产生不均匀沉降而相互影响。其三是为使压缩机基础受力明确。为此， 一般情况下应使机器基础与建筑物基础及地坪分开，国外有关规范及我国《动力机器基础设计标准》 GB 50040 都是如此规定的。 3.1.12 本条旨在减少压缩机振动对厂房结构和仪表的影响。 3.1.14 本次修订对离心式压缩机基础的抗震计算进行了专题研究，确定了在设防地震作用下，压缩机 基础保持弹性状态的抗震设计原则。 3.2 设计原则 3.2.2 根据《建筑工程容许振动标准》GB50868-2013 ，增加了基础容许振动速度均方根值，并补充隔 振基础的容许振动值。 3.2.5 传统的离心式压缩机一般布置在 6-9 米标高，近年来，压缩机设备的标高有增高的趋势，框架 式压缩机基础的高度已经超过 10 米。随着高度的增加，框架式压缩机基础的构件尺寸及占用的空间也 增加，导致基础与厂房结构冲突的增加，传统的压缩机基础与厂房结构脱开的做法面临着挑战，可能 不得不将两个结构联合处理。这种情况下，隔振设计是一个切实可行的解决方案， 电力行业已有高位 汽轮发电机基础与厂房结构相连的隔振设计先例。 改扩建工程需要更换新型设备，既有的框架式压缩机基础不能满足新设备的动力要求时，隔振改造 是一项经济有效的技术措施。 因离心式压缩机的振动控制要求较严格，框架式压缩机基础设计一般由刚度控制，构件截面尺寸 过大，与普通框架结构相比侧向刚度更大，这类质量重、刚度大的重型结构在地震中必然会产生更大 的地震作用，抗震十分不利，在高烈度区尤为显著。因此，在高烈度区压缩机基础抗震设计有困难的 情况下，采用隔振设计既可以控制结构的振动响应，也可以减小构件截面尺寸，改善结构的抗震性能， 起到隔振和减震的双重作用。 3.2.6 与针对水平地震动的建筑隔震不同，压缩机基础在竖向和水平方向同时作用着振动荷载，钢制 圆柱螺旋弹簧隔振器在水平和竖向都有很好的隔振效果。 3.3 结构动力分析 以前，框架式压缩机基础动力分析习惯采用专门的计算软件如 TLJCAD ，FMCAD 等。近年来， 随着通用有限元软件在各设计单位的普及和应用，越来越多的设计单位采用 SAP2000 、STAADPro 等 有限元软件进行动力基础分析，有限元软件与专门的动力基础计算软件相比，具有适用范围广，功能 强，升级维护及时等优点。为适应这种趋势，更好地指导动力基础计算分析，调整了原规定部分动力 分析相关内容，增设了“结构动力分析 ”一节，增加若干动力基础计算模型和分析方法条款。 3.3.1 框架式压缩机基础本身属于空间多自由度结构体系。过去，受计算手段的限制，框架式压缩机 基础不得不采用简化的杆系单元计算模型。现今，结构有限元软件已经相当普及，故规定框架式压缩 机基础采用多自由度弹性有限元计算模型。 3.3.5 基础固有振动分析一般采用振型分解法求解振动微分方程，来获得结构的振型和固有频率。振 型数量取决于两个因素。一是计算精度的要求，各振型对动力响应的贡献大小直接影响计算精度。对 于地震动加速度荷载，通常要求振型质量参与系数达到 95%左右，但质量参与系数对机器振动荷载的 时程分析无参考意义；二是计算敏感性的要求，振型应覆盖足够的频率范围，使得结构的最高固有频 率不低于机器频率的 1.25 倍。 有限元软件进行强迫振动分析的方法有两种:频域法和时域法。 稳态分析是一种常用的频域分析方法。框架式基础具有较多的振型和固有频率，稳态分析可以计 算指定频率范围内多个频率振动荷载的响应，易于获得振动频率与结构固有频率产生共振时的振动响 应，因此，框架式压缩机基础动力分析建议优先采用稳态频域分析方法。稳态分析的特点是可以指定 频率范围及频率数量，进行多频率响应分析。为了最大程度地找出结构与机器共振的可能性，通常在 机器振动频率附近范围内进行扫频计算，扫频计算采用频域分析会较为方便。如果频率范围取 0-1.25 倍工作转速，并取基础的振型频率和工作转速作为附加频率点，这样不仅涵盖扫频范围，还可以模拟 机器从开车到工作转速的加速过程，捕捉在加速过程中结构频率与机器频率的共振行为。 采用振型分解时程分析（时域法）进行强迫振动分析时，受初始条件的影响，时程分析结果将会 包含结构的瞬态响应。有的软件在时程分析方法中提供了处理周期性荷载的功能，程序可以自动调节 振动初始阶段的响应，使之等于结束时的数值，得到一个稳态响应结果。如果软件没有这种功能，需 用户人工判断确定稳态振动峰值。另外，为了获得结构的稳态响应，时程分析需要设置足够长的时域 范围和足够短的时间步长。对于扫频计算,由于需要定义大量的时程工况，时域法不如频域法方便。 由于结构动力计算模型和计算参数很难和实际结构完全相符，结构实际的固有频率与计算结果存 在偏差。为找出结构共振的可能性，应在机器振动频率附近范围内进行扫频计算。关于共振区的范围， 国内外规范的取值有所差别。总体范围在机器频率的 0.7-1.3 倍之间，本标准取值综合考虑了框架式基 础结构形式的特点、振型分析所需的精度要求和有限元模型单元精度较高等因素。 3.3.7 针对不同的动力分析方法，应选取相应的阻尼形式和阻尼参数。采用频域分析一般采用滞变阻 尼。根据滞变阻尼理论，r=2ζω/ωn ，共振状态下频率比ω/ωn 等于 1 时, 滞变阻尼系数 r 为黏性阻尼比ζ 的 2 倍。 影响阻尼比的因素很多，包括结构的材料、频率以及应力水平等。关于混凝土材料阻尼比取值的 问题，国内外标准有很大的差异。德国 DIN40249(1988)和 美国 ACI351.3R-18 均取 0.02；ASCE Manuals and Reports on Engineering Practice No.136“Concrete Foundations for Turbine Generators Analysis,Design and Construction ”中建议操作荷载工况取 0.02，事故荷载工况或构件的应力水平超过 50%的极限承载 力时取 0.07；《建筑抗震设计规范》GB50010-2010 规定一般钢筋混凝土结构取 0.05 。国内一些资料显 示，混凝土汽轮机基础阻尼比的实测结果为 0.02； 《动力机器基础设计标准》GB50040-2020 附录 B 规定 : “ 结构阻尼比可根据振动扰力取 0.02-0.0625， 当振动扰力值小于转子平衡等级 G6.3(即 emωo=6.3mm/s)对应荷载时，阻尼比宜取小值。 ” 在一些结构动力学文献中也提供了结构阻尼比的测 量数据和建议：从定性分析判断，结构的振型阻尼比随振幅的不同而变化，随着振动强度的增大，固 有频率变小,振型阻尼比变大。微振时，阻尼比较小，为 1%-2%；微、小振（震）时，阻尼比达 3%； 小、中振（震）时，阻尼比可达 2-7% 。以定量结果建议，对于工作应力小于 1/2 屈服点，且质量好的 钢筋混凝土结构,阻尼比推荐值为 2-3%。离心式压缩机基础机器产生的振动响应幅度处于微、小振动 量级，其受力状态一般处于低应力水平。综合考虑提出本条黏性阻尼比的取值建议。关于平衡品质级 别，根据《机械振动 恒态（刚性）转子平衡品质要求 第一部分 :规范与平衡允差的检验》 （GB/T 9239.1-2006）压缩机、蒸汽轮机以及高转速电机为 G2.5，透平增压机、变速齿轮为 G6.3。 混凝土的弹性模量在动力计算时不考虑动态的影响，按混凝土强度等级查有关钢筋混凝土的规定 确定，因弹性模量对结构固有频率影响较小。 3.3.8 针对取消机器工作转速大于 3000r/min 的限制，相应地增加考虑地基弹性的规定。地基的弹性对 框架式基础的振动有一定的影响，其影响是降低了基础的固有频率。对低频机器基础（例如转速在 1000r/min 及以下）影响较大，对高频机器基础影响较小。有些文献指出：机器转速高于 1500r/min 时， 基础的固有频率计算可不考虑地基弹性的影响；机器转速低于 500r/min 时，基础的固有频率只需考虑 地基弹性而不必考虑结构的弹性；机器转速在 500-1500r/min 之间时，需要同时考虑结构和地基的弹性。 4 设计原始资料 4.1 压缩机基础技术资料 4.1.1 本条文的核心是明确设计压缩机基础时，需要由压缩机制造厂提供有关压缩机性能的技术数据 和资料（包括基础图纸），这是设计压缩机基础的基本依据。 设计人员得到压缩机组条件时，首先要判断条件的完整性和正确性,并与制造厂或工艺专业密切配 合解决有关问题。 机器的名称和转速：压缩机组由数台机器组成，一般布置在一根轴线上。分析原动机是电机还是 蒸汽机、汽轮机。若是电机，则转速一般为 1500r/min 或 3000r/min ，带动高转速的压缩机时，一定要 在两者之间配置变速箱，此时变速箱两侧的机器分别布置在两根轴线上。 厂家一般会提供各台机器的总重（包括底座），还会提供基础平面上相关作用点的静载值。设计 人要校核相应各作用点静载之和与该台机器自重是否一致。 厂家应提供各台机器的总振动荷载（或振动荷载公式）和基础平台上相关作用点的振动荷载值。 设计人要校核相应各作用点振动荷载之和与该台机器总振动荷载是否一致。也可用本标准 5.2.3 条校核 外商所提的振动荷载数值、方向、作用点是否合理。 厂家提出容许振动要求可能是“容许振动速度 ”，也可能是“容许振幅 ”，国际通行对该类频率 的振动以“振动速度 ”控制。我国标准采用 5mm/s，相应的容许振幅见图 5.2.6。 若厂家提出的容许振幅或容许速度过严（与图 5.2.6 比较），设计难予达到时（应事先通过试算判断制 造厂提供数据可否满足容许振动要求）,可与厂家协商，并以国际上较严格的德国标准 DIN([v]=4mm/s) 进行讨论。 振幅与速度的换算公式为: [u ] = = 0. 1根 n = 051n (μm) 由上式可见，容许振幅[u]与转速 n 成反比，（见图 5.2.6）当转速越高时，容许振幅越小（容许 速度不变）。若压缩机组有两个以上转速，n 应以“当量转速 ”（在两个转速之间）代入，在设计计 算前可酌情以两种转速进行分析。 4.1.2 本条文列出了应由工艺专业提供的设计资料。当确定压缩机基础尺寸及埋深时，需要考虑临近 厂房及构筑物的基础尺寸和埋深，尽可能将压缩机基础和厂房基础放置于同一标高上， 以方便施工， 并可使压缩机基础的振动尽可能少地传递给厂房基础。否则，必须考虑施工顺序，如挖较深的基槽时， 放坡不至于影响浅基础的地基。 设计压缩机基础时还要考虑附近各种地沟的布置和尺寸、热力管道、操作平台的布置、二次灌浆 层的要求等。 在设计压缩机基础时，需要考虑由于压缩机基础振动向周围传递，对临近的设备、仪器造成危及 生产的影响。因此需要从总图布置、设备布置及基础设计方面考虑，采取相应措施，力求最大限度地 减少或消除这种潜在的有害振动影响。同时还应查明该压缩机基础附近有无其它振动设备的情况， 以 便综合考虑对该基础的振动影响，尤其注意活塞式压缩机对该基础的振动影响。 4.2 工程地质技术资料 增加考虑地基弹性时，有关地基动力参数的规定。 5 正常使用极限状态计算 本章重点说明压缩机基础动力计算的基本观点。动力计算的指导思想是在满足本标准各项构造要 求的前提下，给出不做动力计算的界限；同时提供了

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