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　　PAGE PAGE 20 中华人民共和国行业标准 离心式压缩机基础设计规定 HG 20555-93 主编单位：吉林化学工业公司设计院 批准部门：化 学 工 业 部 实施日期：二零零四年十月一日 化工部工程建设标准编辑中心 2004 北 京  化学工业部文件 化建发（1994）250号 关于颁发《活塞式压缩机基础设计规定》 等六项化工行业标准的通知 各省、自治区、直辖市、计划单列市化工厅（局、公司），各有关设计单位： 由部建筑设计技术中心站组织有关设计院制定的《活塞式压缩机基础设计规定》等六项建筑设计标准，业经审查，现批准为化工行业标准（编号详见附表）。自一九九四年十月一日起施行。 该六项标准由部建筑设计技术中心站负责管理；由部工程建设标准编辑中心负责出版、发行。 化 学 工 业 部 一九九四年四月十二日 附表：建筑设计六项化工行业标准的编号 序号 标准名称 主编单位 标准编号 1 活塞式压缩机基 化工部第四设计院 HG20554-93 础设计规定 2 离心式压缩机基 中石油设计有限公司 HG20555-93 础设计规定 东北分公司 3 钢筋混凝土桁架 上海医药设计院 HG21552-93 式管架通用图 4 钢铺板通用图 中国寰球化学工程公 HG21553-93 司 5 化工厂控制室建 中石化兰州石油化工 HG20556-93 筑设计规定 设计院 6 砌体结构设计计 中国寰球化学工程公 HG21555-93 算书格式规定 司  目 次 TOC \o 1-2 \h \z HYPERLINK \l _To1 总 则 PAGEREF _To\h 5 HYPERLINK \l _To2 术语、符号 PAGEREF _To\h 5 HYPERLINK \l _To3 基本规定 PAGEREF _To\h 7 HYPERLINK \l _To3.1 一般规定 PAGEREF _To\h 7 HYPERLINK \l _To3.2 设计原则 PAGEREF _To\h 8 HYPERLINK \l _To4 设计原始资料 PAGEREF _To\h 9 HYPERLINK \l _To4.1 压缩机组技术资料 PAGEREF _To\h 9 HYPERLINK \l _To4.2 设计技术要求 PAGEREF _To\h 9 HYPERLINK \l _To4.3 工程地质技术资料 PAGEREF _To\h 9 HYPERLINK \l _To5 构造要求 PAGEREF _To\h 10 HYPERLINK \l _To5.1 一般要求 PAGEREF _To\h 10 HYPERLINK \l _To5.2 构造要求 PAGEREF _To\h 10 HYPERLINK \l _To5.3 配筋要求 PAGEREF _To\h 10 HYPERLINK \l _To6 振动计算 PAGEREF _To\h 11 HYPERLINK \l _To7 强度验算 PAGEREF _To\h 14 HYPERLINK \l _To7.1 一般规定 PAGEREF _To\h 14 HYPERLINK \l _To7.2 荷载及荷载组合 PAGEREF _To\h 14 HYPERLINK \l _To7.3 强度验算 PAGEREF _To\h 16 HYPERLINK \l _To附录A 多自由度体系计算 PAGEREF _To\h 17 HYPERLINK \l _To附录B 离心式压缩机基础设计实例 PAGEREF _To\h 21 HYPERLINK \l _To附录C 压缩机基础施工一般要求 PAGEREF _To\h 29 HYPERLINK \l _To附录D 本规定用词说明 PAGEREF _To\h 29 HYPERLINK \l _To条文说明 PAGEREF _To\h 31 1 总 则 1.0.1 为了在离心式压缩机刚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，特制定本规定。 1.0.2 本规定适用于工作转速n大于3000r/min的离心式压缩机刚架式基础（以下简称压缩机基础）的设计。工作条件及结构形式与之类似的机器基础的设计亦可参照使用。 1.0.3 压缩机基础的设计，应综合考虑工程地质条件、机器布置和动力特性，以及生产和工艺对压缩机基础的技术要求，精心设计，保证结构强度，使振动限制在允许范围内，同时应避免产生不允许的沉降和倾斜。 1.0.4 本规定是根据国标《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）规定的基本原则制订的。符号、计量单位和基本术语符合国标《建筑结构设计术语和符号标准》（GB/T50083-2001）的规定。 1.0.5 按本规定设计时，尚应遵守国标《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）等与之有关的规范和标准。 术语、符号 2.1 术语 2.1.1 基组 foundation set 动力机器基础和基础上的机器、附属设备、填土的总称。 2.1.2 压缩机组 compressor set 驱动机（电机、汽轮机）、变速箱和压缩机的总称。 2.1.3 工作转速 work rotate speed 压缩机、驱动机等机轴正常运行时的转速。 2.1.4 临界转速 critical rotate speed 压缩机、驱动机等机轴临界状态下的转速。 2.1.5 扰力值 value of disturbance force 压缩机、驱动机运行时产生的不平衡力。 2.1.6 振幅 amplitude 压缩机、驱动机运行时，在基础上引起的振动变位。 2.1.7 振动速度 vibration speed 压缩机、驱动机运行时，在基础上引起的振动速度。 2.1.8 刚架式基础 rigid frame type foundation 由厚底版、柱及厚顶板组成的基础。 2.2 符号 2.2.1 作用及作用响应： —— 机器的工作转速，r/min； —— 机器的计算扰力，kN； —— 机器的竖向计算扰力，kN； —— 机器横向计算扰力，kN； —— 机器的纵向计算扰力，kN； —— 机器转子的自重，kN； —— 基组上部参振部分的自重，kN； —— 基组下部固定部分自重，kN； —— 基础顶面控制点的振动速度峰值，mm/s； —— 基础顶面控制点的速度均方根值，mm/s； —— 竖向当量静力荷载，kN； —— 横向当量静力荷载，kN； —— 纵向当量静力荷载，kN； —— 电动机的功率，kW； —— 电动机的短路力矩，kN·m； —— 电动机的短路力，kN； 2.2.2 计算指标： —— 修正后的地基承载力特征值， kN/m2 ； —— 地基承载力特征值，kN/m2 ； —— 相应于荷载效应标准组合时，基础底面处平均静压力值，kN/m2 ； —— 地基承载力的动力折减系数； —— 动力系数。 [] —— 基础顶面的允许振动速度，mm/s； []—— 基础顶面的允许速度均方根值，mm/s； 2.2.3 几何参数： Lx —— 基础底版X方向边长，m； Ly —— 基础底版Y方向边长，m； Xo —— 基组总重心X方向坐标，m； Yo —— 基组总重心Y方向坐标，m； 3 基本规定 3.1 一般规定 3.1.1 压缩机基础宜设计成由底板、柱、顶板（或纵、横梁）构成的钢筋混凝土空间刚架式结构。顶板应有足够的质量和刚度，在满足强度和稳定性的前提下，宜尽量减小柱截面尺寸以提高柱的柔度。底板的尺寸应根据构造要求和地基土的性质确定，须保证具有足够的刚度。 3.1.2 压缩机基础宜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等级不得低于基础材料强度等级。钢筋应采用HPB235、HRB335级热轧钢筋，不得使用冷加工钢筋。 3.1.3 压缩机基础宜设置在均匀的中、低压缩性的地基土上。当地基下卧层有较厚的软土层（如淤泥、淤泥质土、填土及其它高压缩性土等）或湿陷性黄土、膨胀土等以及有溶洞、古墓等不良地质现象时，应对地基采取有效的处理措施。 3.1.4 基组（包括压缩机基础及基础上的机器、管道、附属设备及填土等）的总重心与压缩机基础底面的形心力求位于同一条铅垂线上，当偏心不可避免时，其纵向和横向的偏心距不应超过相应方向底板边长的3%。 计算基组总重心时，仅计算永久荷载，可不考虑荷载分项系数。 3.1.5 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面上各设一个观测点；如压缩机基础较长时，可在纵向中间柱子上增设1～2个观测点。 3.1.6 压缩机基础的沉降观测应在工程设计说明中明确，按以下几个阶段进行，并做观测记录。 （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）试动转期间，每半个月到一个月观测一次； （4）投产运行后，每半年观测一次； 在生产过程中，如发现问题应随时观测。 3.1.7 当厂房内设有活塞式压缩机或其它低频振动的机器与离心式压缩机同时工作时，在机器的布置上，需考虑到活塞式压缩机基础或其它低频机器基础振动对离心式压缩机基础的不利影响。 3.1.8 如压缩机基础的振动，对邻近的工作人员、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。 3.1.9 与压缩机连接的管道，如其振动较大时，不应刚性固定在压缩机基础和建筑物上，应采用弹簧支座或吊架等减振措施。 3.1.10 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。若必须将压缩机基础与构筑物或建筑物基础相连时，须经过周密设计，确认压缩机基础的振动对构筑物或建筑物无不利影响时，方可相连。 3.1.11 压缩机基础与厂房操作平台应脱开，若压缩机两侧的钢操作平台的梁或铺板必须支撑在压缩机基础上时，则梁与压缩机基础的连接，沿梁的纵向应设计成可滑动的，铺板应自由地搁置在压缩机基础上。 3.1.12 建造在抗震设防烈度等于或小于8度地震区的压缩机基础，可不计算地震的作用，但应符合本规定中5.3.7的构造要求。 3.2 设计原则 3.2.1 根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求，压缩机基础一般进行下列计算。如满足构造要求时，可不进行某些计算。 （1）承载力计算：包括刚架承载力验算和地基承载力计算。 （2）变形计算：仅计算地基的沉降变形。 （3）振动计算。 3.2.2 压缩机基础承载力验算按第7章的规定，此时结构的安全等级为一级，结构构件的重要性系数取1.1。 3.2.3 压缩机基础的地基沉降变形按现行《建筑地基基础设计规范》的规定计算，沉降允许值为60mm，压缩机轴方向的倾斜允许值为1/1000（有特殊要求时例外）。 当地基土均匀且基础底面平均静压力标准值小于地基承载力特征值的一半时，可不进行沉降计算。 3.2.4 压缩机基础的振动计算按本规定第6章的规定，压缩机基础顶面控制点处的振动速度峰值不得超过5mm/s（有特殊要求时例外）。  4 设计原始资料 4.1 压缩机组技术资料 4.1.1 压缩机组（包括驱动机、变速箱和压缩机；驱动机分电机和汽轮机两类）名称、型号、容量、功率、外轮廓尺寸、机座形状、尺寸及固定方式等。 4.1.2 压缩机组各机器的工作转速，最大连续工作转速及轴系的第一、第二临界转速。 4.1.3 压缩机组自重及其作用点。 4.1.4 附属设备和主要管道（包括保温层）的自重、作用点及固定方式。 4.1.5 压缩机组各转动部件的自重、作用点及固定方式。 4.1.6 压缩机组各转动部件在正常工作状态下产生的扰力值、作用点以及与之相对应的扰频。 4.1.7 同步电机的短路力矩及其作用点。 4.1.8 凝汽器的线 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。 4.1.10 二次灌浆层的厚度、范围及材料等。 4.1.11 对压缩机基础振动、沉降及倾斜的特殊要求。 注：本节资料均应由机器制造厂提供。 4.2 设计技术要求 4.2.1 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。 4.2.2 主要热力管道的布置及管道保温层表面温度。 4.2.3 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。 4.2.4 压缩机基础上各部位的安装荷载及操作荷载。 4.2.5 压缩机基础附近的建筑物或构筑物基础图及各种地沟（包括电缆沟、工艺管沟、给排水管沟、暖通管沟等）的布置和尺寸。 4.2.6 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。 4.2.7 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。 4.2.8 压缩机组及其附属设备的安装检修对压缩机基础的要求。 4.3 工程地质技术资料 4.3.1 按照现行《岩土工程勘察规范》要求编制的工程地质勘察报告。 4.3.2 对建筑场地的不良工程地质构造的分析判断及处理方案。 4.3.3 地下水位和水位变化规律、水质化学分析报告及其对混凝土的侵蚀性。 4.3.4 关于地基土冻胀性、湿陷性、膨胀性的资料。 4.3.5 当必须采用桩基时，应提供桩基设计的桩端阻力特征植及侧阻力特征植。 5 构造要求 5.1 一般要求 5.1.1 压缩机基础下半部的自重（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），应大于基础上部自重（包括柱自重之半和顶板自重）及安装在顶板上的机组自重（包括管道自重）的总和。 5.1.2 作用在顶板上的各种荷载宜尽量布置在顶板中的暗梁（或纵、横刚架梁）的中心线 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4倍，螺栓底距顶板下表面不应小于50mm。 预留螺栓孔边缘距压缩机基础构件边缘的距离及孔底混凝土净厚度均不应小于100mm。 5.1.4 压缩机基础各构件的受力钢筋其混凝土保护层厚度应符合下列要求： 顶板：≥25mm； 刚架纵、横梁、柱：≥35mm； 底板：≥50mm；无垫层时底板底面≥70mm。 5.1.5 压缩机基础顶面的二次灌浆层应采用无收缩细石混凝土或无收缩砂浆。关于二次灌浆层的施工要求见附录C。 5.2 构造要求 5.2.1 压缩机基础底板宜设计成矩形，其厚度不应小于柱截面的高度，也不宜小于800mm，且不应小于压缩机基础顶板厚度；一般取底板长度的1/12～1/15。 5.2.2 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1/10～1/12，并不得小于450mm×450mm。 5.2.3 顶板厚度不宜小于其净跨度的1/4，且不得小于800mm，一般取800～1000mm。 5.2.4 压缩机基础顶板由梁区和板区构成，纵、横向刚架梁与柱的连接按刚性设计，柱应嵌固于底板中，其连接构造必须符合固定端的要求。 5.3 配筋要求 5.3.1 沿底板周边配置钢筋网，钢筋直径为14～16mm（若为桩基并以底板为承台时，钢筋直径采用16～20mm），间距为200～250mm。上下两层钢筋网之间以直径为14～16mm的竖向架立筋连接，间距为600～750mm。 5.3.2 柱纵向钢筋按计算确定，并沿截面对称布置，直径为18～25mm，间距不大于200mm。箍筋直径为10～12mm，宜采用复合钢箍。 柱纵向钢筋的总配筋率宜按下列范围：0.8%～1.2% 选用。 5.3.3 顶板的板区应在板顶及板底配置钢筋网，直径为14～18mm，间距200～250mm。刚架梁的受力纵筋经计算确定，应在梁截面上、下对称配置，梁底部（或顶部）配筋率一般取0.4%～0.8%，且不小于5Φ25。 5.3.4 沿顶板侧边应配置构造钢筋，钢筋直径为14～18mm，竖向间距为200～250mm。 5.3.5 在顶板或底板上开孔（或开沟槽）时，若孔或槽的直径或边长大于300mm，应沿孔或槽周边配置直径为14～16mm，间距为200～250mm的加强筋。 5.3.6 为确保板上螺栓孔或螺栓套管位置的准确性，顶板及刚架梁纵筋位置应力求避开螺栓孔或螺栓套管。 5.3.7 建造在抗震设防烈度为8度及8度以下地震区的压缩机基础，其配筋应符合下列构造要求： （1）柱纵筋与底板伸出钢筋的连接应焊接。 （2）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；当有刚性地面时，尚应取刚性地面上下各500mm。箍筋直径为10～12mm，加密区间距不大于100mm，肢距不大于200mm，加密区体积配箍筋率不小于0.8%。 （3）刚架梁箍筋应全长加密，箍筋直径不小于8mm，加密区间距不超过100mm，肢距不大于200mm。 6 振动计算 6.0.1 当符合下列三个条件时，基础可不作动力计算： （1）压缩机组的总扰力值不大于15kN，且基础符合本规定第5.2节的构造要求； （2）基组参振部分的总重（包括机器自重、管道自重、顶板自重及柱自重之半）与机器转子的自重满足下式要求： 2.6＞ （6.0.1-1） 式中：——基组工作转速，r/min； ——机器转子的自重，kN。 若基组各部分机器转速不同时，与应满足下式要求： 2.6＞ （6.0.1-2） 式中：——基组某一机器转子的工作转速，r/min； ——基组某一机器转速的转子自重，kN。 （3）设备及生产对基础振动限值无特殊要求。 6.0.2 当不符合本规定第6.0.1条的要求时，宜采用简化法进行基础的动力计算。 若机器制造厂或工艺系统专业提出特殊要求或设计认为有必要时，可采用空间多自由度计算模型进行动力分析。此时不考虑地基的弹性，混凝土结构的阻尼系数取0.125，阻尼比取0.0625，弹性模量取静弹性模量，并取工作转速±20%范围进行扫频计算。 空间多自由度体系计算模型见附录A。 6.0.3 机器扰力值及其作用位置应由机器制造厂提供。若制造厂不能提供扰力数据，在机器正常工作转速状态时，竖向和横向扰力值可按下式确定： ===0.25 kN （6.0.3-1） 纵向扰力为（6.0.3-1）式计算值之半。 式中：——机器转子的自重，kN； 扰力作用点的位置根据机器转子的自重分布状况确定。 当压缩机由电动机驱动时，电动机产生的竖向及横向扰力值可按下式确定： 当=3000r/min时： ===0.2 kN （6.0.3-2） 当=1500r/min时： ===0.16 kN （6.0.3-3） 纵向扰力为（6.0.3-2）和（6.0.3-3）式计算值之半。 当离心式压缩机与驱动机之间有变速箱时，计算应计入与变速机内相同转速的齿轮自重。 6.0.4 基础的振动限值用振动速度或振动有效速度确定。 6.0.5 采用简化法作基础的动力计算时，基础顶面的振动位移幅值和速度幅值按下式计算： 1.2×107 （6.0.5-1） 1.3×106 （6.0.5-2） 式中： —— 在作用下，基础顶面的振动线位移幅值，mm； —— 工作转速为的机器的计算扰力，kN； —— 作用下基础顶面的振动速度幅值，mm/s； —— 机器的工作转速，r/min； —— 基组上部参振部分的自重，kN。 6.0.6 当基础承受不同转速的m组扰力作用时，应分别按（6.0.5-2）式求出各扰力作用下的振动速度幅值，按下式求出总振动速度峰值： （6.0.6） 式中： —— 转速为的扰力作用下的振动速度幅值，mm/s。 6.0.7 基础的振动计算只在机器正常工作转速状态下进行，不考虑开、停车过程中的瞬时振动。 6.0.8 基础顶面控制点处的振动速度峰值应不大于5mm/s，或速度均方根值应不大于3.5mm/s。 （6.0.8） 允许振动线 一般规定 7.1.1 压缩机基础的承载力计算包括以下两项内容： （1）刚架承载力计算； （2）地基承载力计算。 7.1.2 压缩机基础满足本规定第5章要求且同时符合下列条件时，可不进行刚架承载力计算： （1）顶板或刚架梁的净跨不大于4.0m； （2）作用在每榀横向刚架上的机器自重不超过150kN； （3）柱截面尺寸等于或大于600mm×600mm； （4）柱纵向钢筋总配筋率不小于1%； （5）混凝土强度等级为C30。 7.1.3 验算刚架承载力时，刚架内力分析按弹性阶段进行，并按现行《混凝土结构设计规范》进行承载力计算，不考虑疲劳的影响。 7.1.4 验算刚架承载力时，宜分别按使用阶段及安装阶段进行。 7.2 荷载及荷载组合 7.2.1 验算刚架承载力时，应根据下列荷载设计值计算： （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，操作荷载或安装荷载、管道推力、凝汽器线）偶然荷载：同步电机的短路力矩。 7.2.2 在7.2.1条所列荷载中，除压缩机基础自重、回填土自重、操作平台自重及地震作用外，均应由机器制造厂家提供。如无上述资料时，荷载标准值及分项系数按下列规定计算和选用： （1）永久荷载按实际情况计算，荷载分项系数为1.2。 （2）安装荷载宜取10kN/m2；操作荷载宜取2kN/m2，荷载分项系数为1.4。 （3）凝汽器线） 式中：——凝汽器与汽轮机接口处的截面面积，m2。 荷载分项系数为1.4。若凝汽器与汽轮机为刚性连接时，线条计算，荷载分项系数为1.0。 （5）同步电动机的短路力矩： kN·m （7.2.3-2） 式中：——电动机的功率，kW； ——电动机的工作转速，r/min。 作用在基础上的短路力： kN （7.2.3-3） 式中：——电动机短路力作用点之间的距离，见图7.2.3； ——动力系数，取2。 荷载分项系数取1.0。 a.顶板平面图 b.1-1 图7.2.3 短路力示意图 7.2.3 当计算压缩机基础承载力时，当量静力荷载按正负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。 （1）竖向当量静力荷载： kN （7.2.4） 当按公式（7.2.4）求得的值大于该处机器自重时，则按此处的机器自重取值。 （2）横向、纵向当量静力荷载、分别取竖向当量静力荷载值的1/4、1/8，按集中荷载作用在横梁、纵梁轴线上。 若机器的转速不同时，应按不同转速的转子的自重分别计算当量静力荷载。 （3）基础构件不承受机器转子自重者，其竖向和横向当量静力荷载值取构件自重的50%，纵向当量静力荷载值取构件自重的25%。 7.2.4 荷载组合 （1）基本组合：由永久荷载与当量静力荷载、可变荷载组合，各向的当量荷载只考虑单向作用。 （2）偶然组合：由永久荷载、可变荷载、当量静力荷载的1/4与偶然荷载（电机短路力矩）组合。 7.2.5 验算地基承载力时，只考虑使用阶段下标准荷载的基本组合。 7.3 承载力计算 7.3.1 进行压缩机基础的刚架承载力计算时，计算简图可按下列规定确定： （1）柱和顶板横梁按横向平面刚架计算，当量静力荷载考虑竖向和横向的作用。 （2）柱和顶板纵梁按纵向平面刚架进行计算，当量静力荷载考虑竖向和纵向的作用。 7.3.2 压缩机基础的地基承载力应符合下式要求： ≤ kN/m2 （7.3.2） 式中：——修正后的地基承载力特征值，kN/m2； ——相应于荷载效应标准组合时，基础底面处平均静压力值，kN/m2； ——地基承载力的动力折减系数，取=0.8。 附录A 多自由度体系计算 A.0.1 空间多自由度体系的力学模型见图A.0.1。 图A.0.1 力学模型 A.0.2 力学模型中质点的布置原则： （1）设置在扰力作用点处； （2）设置在柱子与横梁、纵梁节点处； （3）设置在横梁中点，亦可按荷载实际分布情况设置； （4）纵梁上的质点可根据纵梁跨度、荷载分布等因素确定，但每跨不得少于一个质点（不包括柱顶质点）。 A.0.3 计算各质点重力时应考虑下列荷载：基础顶板重、机器（包括管道）重、平台重以及柱1/2高度的重量。 （1）板顶质点重力的确定：以柱内边为准将顶板按45°角分成若干块，如图A.0.3-1所示。将每块面积的重力分别集中到邻近的纵、横梁上，则每点分配的板重即为图中相应的阴影面积。 图A.0.3-1 （2）设备折算重力的确定：如图A.0.3-2中设备重力的分配，可根据重力与纵、横梁的距离成反比的原则，例如：A点所分配的重力为： （A.0.3） 式中： 图A.0.3-2 A.0.4 杆件计算长度的确定： （1）横向刚架的计算跨度和计算高度，一般取，。 当刚架角部加腋时，可按下列各式计算： （A.0.4-1） （A.0.4-2） 式中：——横向刚架两柱中心线间距离； ——底板顶面到横梁中心线； ——无量纲系数，见图A.0.4-2。 图A.0.4-1 图A.0.4-2 （2）各榀横向刚架的计算跨度和计算高度不等时，可分别取其平均值作为计算值。 （3）纵向刚架的计算跨度为相邻两榀横向刚架中心线 当顶板无开孔时，在计算纵、横梁的截面惯性矩时，应考虑板的刚度影响。梁宽可计入相应板净跨的1/4。当板有开孔时，应按实际截面计算；若其值大于无开孔板时，则应按无开孔考虑。 A.0.6 基础的振动方程为： 式中： ——质量矩阵； ——刚度矩阵； ——虚数单位； ——阻尼系数，取0.125； ——质点的加速度向量； ——质点的位移向量； ——机器的扰力向量。 A.0.7 空间多自由度体系计算程序： 推荐使用中国成达化学工程公司（化工部第八设计院）与重庆建筑大学建工学院联合开发的“空间构架式动力机器基础结构动静力计算与施工图绘制软件”。 附录B 离心式压缩机基础设计实例 B.1 简化法进行基础动力计算 B.1.1 设计原始资料 （1）压缩机组技术参数见表B.1.1。 机组技术参数表 表B.1.1 机器名称 项 目 汽 轮 机 压 缩 机 变 速 机 低压段 高压段 机器型号 EK1100 ZMCL607 ABCL306/a - 设备总重，kN 190.00 (包括共用底座) 180.00 10.350 (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）设备荷重分布位置见图B.1.1-1及表B.1.1-2。 表B.1.1-2中静力荷载系摘自机器制造厂提供的设计条件，扰力按公式（6.0.3-1）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。 荷 载 表 B.1.1-2 作用点 荷载值，kN 作用点 荷载值，kN 静力 扰力 静力 扰力 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.1.1-2中P1～P7为n=7050r/min产生的扰力值，P8～P13为n=13600r/min产生的扰力值； ②表中*扰力0.9kN及2.4kN系分别由变速机的低转速齿轮和高转速齿轮产生的扰力值。 （3）基础形式及截面尺寸。 采用刚架式基础，按本规定构造要求取顶板厚1000m（偏小），底板厚1200mm；柱子截面700mm×900mm、900mm×900mm及700mm×500mm，见图B.1.1-2～B.1.1-5。 图B.1.1-1 荷载分布图 图B.1.1-2 顶板平面图 图B.1.1-3 底板平面图 图B.1.1-4 Ⅰ-Ⅰ 图B.1.1-4 Ⅱ-Ⅱ （4）材料：混凝土强度等级为C25，钢筋为Ⅱ级钢；钢筋混凝土弹性模量 （5）地基承载力特征值： kN/m2 B.1.2 基组对中和地基承载力计算 （1）基组总重心计算： （略） （略） （2）基组总重心与基础底板形心在X、Y轴方向的偏心距： ＜3% （略） ＜3% （略） 式中：、——基组总重心对X、Y轴的座标； 、——基础底板形心对X、Y轴的座标； 、——基组各构件重心（或各质点）对X、Y轴的座标； ——基组各构件（或各质点）的重力（指永久荷载），kN； ——基础底板X向边长，m； ——基础底板Y向边长，m； （3）地基承载力计算： （略） 使＜ 式中： —— 基础底板面积； —— 永久荷载与可变荷载总和； —— 修正后的地基承载力特征值，kPa。 B.1.3 基础的动力计算 （1）按6.0.1条判断是否需要进行动力计算。 总扰力（见表B.1.1-2）： =42.2＞15 kN 不满足6.0.1条的要求，需要进行基础的动力计算。 （2）不同扰频的扰力计算： 当作用时： kN 当作用时： kN （3）基础顶面的振动位移和速度幅值： 按公式（6.0.5）计算。 当作用时： mm mm/s 当作用时： mm mm/s （4）按公式（6.0.6）进行速度迭加，求基础顶面控制点振动速度峰值： ＜5.0 mm/s 该基础满足振动速度的控制要求。 B.1.4 承载力计算 （1）按7.1.2条判断是否需要进行承载力计算。 顶板最大净跨（6.62-0.9）=5.72m＞4.0m，不满足7.1.2条第（1）款的要求，需要进行承载力计算。 （2）按本规定的7.1、7.2和7.3节进行荷载组合和承载力计算（略）。 B.2 空间多自由度体系进行基础动力计算 B.2.1 设计原始资料和基础对中、地基承载力计算同B.1.1、B.1.2。 B.2.2 按6.0.1条判断是否需要进行动力计算： 扰力=42.2＞15 kN 需进行基础的动力计算，采用空间多自由度体系验算。 B.2.3 按空间多自由度体系进行基础的动力计算： （1）计算简图（力学模型）如图B.2.3-1所示。 图B.2.3-1 计算简图 （2）横向刚架K-1、K-3的结构简图及计算简图见图B.2.3-2。 （a）横向刚架简图 （b）计算简图 图B.2.3-2 （3）横向刚架计算跨度和计算高度h计算见表B.2.3-1。 当横向刚架的计算跨度和计算高度不等时，可分别取其平均值作为计算值。 横向刚架构件计算表 刚架号 参 数 K-1 K-2 K-3 刚架柱： 6.06 6.06 6.06 刚架梁： 3.20 3.20 3.20 1.89 1.89 1.89 柱截面尺寸，m 0.90×0.70 0.90×0.90 0.50×0.70 梁截面尺寸，m 0.90×1.00 0.90×1.00 0.50×1.00 0.65 0.85 0.65 0.80 0.80 0.80 0.20 0.27 0.20 0.11 0.10 0.11 m 6.06-0.1×0.8=5.98 6.06-0.08×0.8=6.00 5.98 m 3.2-2×0.1×0.65=3.07 3.0-2×0.08×0.75=3.08 3.07 平均值： (5.89+6.0+5.98)/3=6.00 平均值： (3.07+3.08+3.07)/3=3.00 （4）质点布置见图B.2.3-1，集中质点重力见表B.2.3-2。 集中质点重力 （kN） 表B.2.3-2 质点号 质点重力 质点号 质点重力 质点号 质点重力 质点号 质点重力 7 117.2 12 120.0 17 136.2 22 89.7 8 146.3 13 120.0 18 55.0 23 71.3 9 117.2 14 140.0 19 55.0 24 89.7 10 148.0 15 87.2 20 55.0 - - 11 114.0 16 87.2 21 55.0 - - （5）在工作转速时不同扰频的扰力值见表B.2.3-3。 扰 力 幅 值 表B.2.3-3 作用点 8 10 11 12 13 15 16 18 19 20 21 扰 频 r/min 扰力 kN 8.2 5.8 5.8 3.1 3.1 3.1 0.9 3.1 0.9 - - - - 7050 - - - - - 2.4 2.4 0.85 0.85 0.85 0.85 13600 扰力值按公式（6.0.3-1）计算，并近似分配到各个作用点上。 （6）填写上机数据表及上机计算。 （7）计算结果输出： 在机器工作转速±20%范围内的基础各质点三个方向（X、Y、Z）的振动位移幅值和速度幅值；基础的自振频率和振型。 （8）计算基础顶面振动速度峰值，判断V≤5.0mm/s即满足动力计算要求。 B.2.4 强度计算同B.1.4。 附录C 压缩机基础施工一般要求 C.0.1 基础施工前，应核对到货机器的图纸。与设计图纸相符合时，方可施工。 C.0.2 压缩机基础施工时不宜留施工缝。若不可避免时，应设置在底板与柱子交接处。 C.0.3 压缩机基础应避免冬季施工，若必须冬季施工时，应采取有效措施，混凝土的强度等级应提高一级，且不得掺和氯盐。 C.0.4 压缩机基础底板上的附属设备基础，如与底板两次浇灌时应预留锚固钢筋。 C.0.5 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（或套管）的准确位置。 C.0.6 浇捣混凝土时，应注意预埋件及梁柱节点附近混凝土必须振捣密实。 C.0.7 在施工过程中必须认真填写施工记录，并按规定留混凝土试块。 C.0.8 压缩机基础的施工缝及二次灌浆施工要求： （1）二次灌浆层的混凝土或快硬水泥砂浆必须与压缩机基础粘结牢固。 （2）灌浆前必须将混凝土表面凿毛，并将其松动的混凝土及其附着物铲除，冲刷干净。 （3）灌浆前两天及灌浆前对灌浆部位洒水，灌浆时应排除灌浆部位的积水。 （4）灌浆前先浇一层水泥浆（水泥标号≥425#），灌浇混凝土宜自一端开始逐浇逐震捣密实，以免形成气泡。 （5）浇水自然养护保持湿润，温度以20℃为宜。 C.0.9 压缩机基础的施工，须遵守有关国家现行的施工验收规范。 附录D 本规定用词说明 D.0.1 执行本规定条文时，对于要求严格程度的说明如下： D.0.1.1 表示很严格，非这样做不可的用词： 正面词采用“必须”； 反面词采用“严禁”。 D.0.1.2 表示严格，在正常情况下应这样做的用词： 正面词采用“应”； 反面词采用“不应”或“不得”。 D.0.1.3 表示允许稍有选择，在条件许可时，首先应这样做的词： 正面词采用“宜”或“可”； 反面词采用“不宜”。 D.0.2 条文中指明应按其它有关标准和规范执行的写法为“应按……执行”或“应符合……要求或规定”。 附加说明 本规定提出单位、主编单位和主要起草人 提出单位：化工部建筑设计技术中心站 主编单位：吉林化学工业公司设计院 参编单位：福建省石油化工设计院 主要起草人：戴文斌、范业大、李静波 审 定 人：张大德、陈加叶 离心式压缩机基础设计规定 HG 20555-93 条 文 说 明 1 总 则 本规定阐述了制订离心式压缩机基础（以下简称压缩机基础）设计规定的目的、基本原则和依据。本规定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，特别是近二十余年以来引进大量装置（其中包括大型化肥厂和乙烯联合装置）的设计、施工和生产实践的成功经验，着重通过对154台压缩机基础的测振分析和大量的普测分析，以及对浙江镇海炼油厂化肥装置的压缩机厂房内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，同时汲取了国内外成熟的理论与经验而编制的。 关于这类机器基础的设计，目前国家尚无相应的规范、标准可资遵循。国标《动力机器基础设计规范》（GBJ40-79）正在修订，其中关于n＞3000r/min的离心式压缩机基础的规定已列入其中的第6章中。 本规定以设计实用为宗旨，将多年来设计、科研和生产实践的成果用“简捷实用、深入浅出”的方式提供给工程设计人员。本规定制订了基础结构选型原则、各项构造措施的具体规定，提出一般不需要作动力计算，采用简化计算方法即可满足基础的振动控制限制。对于少数需要作精确分析的压缩机基础，本规定给出了采用空间多自由度的计算模型和方法，以供设计使用。 1.0.2 本规定主要针对工作转速大于3000r/min的离心式压缩机基础的设计，对于与此类似的汽轮鼓风机亦可参照应用，但本规定不适用于下列基础的设计： （1）高转速压缩机的块体式和墙式基础； （2）工作转速等于或低于3000r/min的离心式压缩机基础； （3）螺杆式压缩机及滑片式压缩机基础； （4）钢结构基础。 当高转速压缩机基础为块式或墙式基础时，机器扰力按本规定确定，基础构造及动力计算应遵照《活塞式压缩机基础设计规定》。 3 基本规定 3.1.3 本条强调压缩机基础的设计应根据地基土的性质合理确定地基方案和基础形式，力求避免基础产生有害的沉降和偏沉，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，因此在设计时应认真研究确定地基处理方案。 3.1.4 本条要求基组总重心与压缩机基础底面的形心位于同一竖直线上，当偏心不可避免时不得大于相应边长的3%，这有助于防止基础偏沉。 3.1.5 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，使工厂管理部门形成制度，定期观测并积累资料，在工程设计中设计者宜按具体情况加以说明。 3.1.7 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（此处以速度叠加较为合理），因此在设备布置方面宜远离或使其振动影响最小（严格控制活塞式机器基础的振动幅值）。关于活塞式压缩机与离心式压缩机之间的相互影响及其相互距离的关系，目前仅限于定性认识，有关定量指标尚需通过大量实测资料分析确定。 3.1.9 本条明确了与压缩机连接而产生较大振动的管道设置问题。因为与压缩机连接的管道将产生较大的振动，应设置弹性支座或吊架，目的为减少其振动，亦可以减少基础不均匀沉降对管道的影响。如某厂因与离心式压缩机基础连接的管道未设弹性支座，管道的振动较大，特别是焊在管道上的悬臂式支管振动更大，以致焊缝振断而发生了事故。为了减少管道的振动，并考虑压缩机基础与建筑物可能产生不均匀沉降而使管道被破坏，所以与机器基础连接而产生振动的管道，不应直接阁置在建筑物上，而应该采取弹簧支座或吊架等减振设施。 3.1.10 压缩机基础一般与建筑物基础、混凝土地坪分离，其原因之一是考虑到动力基础的振动能量经常不断地传递给厂房基础及厂房结构，从而使结构产生附加应力而降低其安全储备；其二是机器基础与建筑物基础的荷载相差悬殊，荷载性质不同，从而可能产生不均匀沉降而发生相互影响；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，对此国外有关规范及我国《动规》都是如此规定的。对于机器基础与厂房基础相连，前苏联《动力机器基础设计规范》（CHⅡΠ-19-79）中对这类基础有以下规定：“在机器厂房下为整体的共同基础底板，容许直接在该底板上建造构架式机器基础。”我国浙江镇海炼油厂的化肥厂的压缩机厂房即将多台构架式基础与厂心的基础设计在共同的底板上，自1978年投产以来使用情况良好。 3.1.11 本条旨在减少机器振动对厂房结构的影响。 3.1.12 本条明确建造在设防烈度等于或小于8度地区的压缩机基础，可不进行地震作用计算。 关于如何考虑地震荷载的问题，在国内，外规范和资料中阐述较少，仅前苏联《动力机器基础设计规范》CHⅡΠ-19-79第1.39条中规定：“当设计建造在地震区的动力机器基础时，大块式基础构件的强度计算，应不考虑地震作用。当计算在地震作用下的构架式和墙式基础时，在其荷载组合中不包括由机器产生的动力荷载。” 本规定为设计实用，将压缩机基础视为单自由度体系。设防烈度等于或小于8度地区一般情况下组合大于偶然组合，因此验算基础构件强度时基本上是由基本组合确定的，故可不考虑地震荷载的作用，这样规定给压缩机基础的设计带来很大方便。至于设防烈度为8度以上时，则应进行基本组合及偶然组合并取其最不利者进行强度计算。 虽不进行地震作用计算，但在构造方面应符合本规定指出的构造要求。 4 设计原始资料 4.1 压缩机组技术资料 本节中条文的核心是明确设计压缩机基础时，需由机器制造厂提供有关机器性能的技术数据和资料（包括图纸），这是设计压缩机基础的基本依据。 需要说明的是作用在基础上的扰力值，因为本规定的振动限值是采用速度值，因此计算基础的振动速度值需具有由机器作用到基础上的扰力。扰力值与机器转子转速、机器部件加工精度、转子的自重、初始偏心距、安装的精密度等关系极大，要充分明确这些因素的影响，以确定扰力值。这已不属土建专业的工作范围，但设计者需要具有识别设计参数真伪的能力，这就要求设计者同机器制造厂和工艺系统专业密切配合，以得到成功的设计。 4.2 设计技术要求 本节中的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，需考虑邻近厂房及构筑物的基础尺寸和埋深，尽可能将机器基础和厂房基础置于同一标高上，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，必须考虑施工程序的可能，如挖较深的基槽时，放坡不致影响浅基础的地基。 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，需考虑由于基础振动向周围传递将对邻近的那些对振动比较敏感的设备、仪器造成危及生产的影响。因为，虽然机器基础本身的设计是成功的，如若影响附近的设备、仪器的正常使用而危及生产亦不妥当，因此要从总图布置、设备布置及基础设计方面采取措施或采取减振措施等，力求最大限度地减小或消除这种潜在的有害的振动影响。同是还应查明基础附近有无其它振动基础的情况，以便综合考虑对该基础的振动影响，特别要注意活塞式压缩机对该基础的振动影响。 5 构造要求 大量的设计实践表明，压缩机基础结构的各部件的合理构造是设计成功的基本前题，是保证压缩机基础正常工作的必要条件。 5.1 一般要求 5.1.1 本条根据国外资料和国内大量成功的设计经验总结，要求基组下部固定部分（即柱高1/2以下）的总重应大于基组上部参振部分（即柱高1/2以上）的总重，这既是结构稳定性的需要，也是动力计算前题的要求，因此基础底板的厚度应大于顶板的厚度。 5.1.2 本条要求在设计中尽量减少构件承受较大的偏心荷载，以改善构件在动力作用下的工作条件，并使计算模型的假设条件接近实际情况。 5.1.4 本条提出的钢筋混凝土保护层厚度，无论在施工或是抵抗一般化工大气腐蚀都是必需的。 当顶板和梁同高时，施工图中宜注出各层、各类钢筋保护层厚度，以利施工。 5.1.5 压缩机基础顶面的二次灌浆是指在机器就位并经垫片找平，校准地脚螺栓固定后，将基础顶面与机器底盘之间空隙（此预留空隙一般均大于50mm）用细石混凝土或无收缩砂浆浇灌，如果做块材面层，则应根据操作层的设计标高确定预留二次灌浆层的厚度。对二次灌浆的要求见附录C。 5.2 构造要求 5.2.1 基础底板厚度的定量规定目前在理论方面仍不够完备，国标《动规》对汽轮发电机基础的底板厚度规定为基础底板长度的1/15～1/20。随着发电机组的功率不断增加，基底板长度亦随之增长，目前已达30～40m。德国规范DIN4024对此类机器基础的底板厚度规定就不少于其底板长度的1/10。多年来化工部门设计的压缩机基础的底板长度一般为6～12m，超过15m者较少，根据大量工程实例统计分析，本规定提出基础底板的最小厚度取其底板长度的1/10～1/12，同时不宜小于800mm。本条规定将保证底板具有足够的刚度，以避免基础不均匀下沉并降低基础顶板的振动。 5.2.2 根据工程实例统计，柱截面尺寸相差较大，其中较小者为500mm×500mm，个别最小者为400mm×400mm。最大者为1200mm×1200mm，个别最大者为1800mm×1800mm。柱截面尺寸与柱子净高度之比差异很大，最小者为1/12.2，最大者为1/3.7。59个柱子截面尺寸与柱净高之比的统计，见表5-1： 柱截面尺寸与柱净高比值 表5-1 ＞1/4 1/4～1/6 1/6～1/8 1/8～1/10 ＜1/10 柱 子 数量（个） 8 （11） 11 （12） 18 （20） 15 （10） 7 （6） 注：①表中b为柱子截面沿基础纵向尺寸，h为沿基础横向尺寸； ②Ho为柱子净高尺寸。 本规定根据统计分析，为方便施工，给出柱截面尺寸的下限，即不小于柱净高的1/10，并不得小于450mm×450mm。 需要指出的是，条文中没有规定柱子截面的上限尺寸，考虑到这类机器的自重、转子重、转速等数值差异较大，给出柱截面上限尺寸没有实际意义。实践表明，柱子截面不宜太大，从强度或刚度要求均无必要，一般高转速离心式压缩机基础的顶面标高为4.5～6.5m，柱的荷载为100kN左右，较大的截面将造成材料的增加，从动力特性分析，对刚强的柱子未必有利。根据多年来大量设计实践和实例分析，在满足强度、刚度和稳定性要求的前提下，适当减少柱子的刚度，有利于减少基础上部的振动。大量的国外资料也证实这一事实，即对这类机器基础的设计宜使其“顶板刚、柱子柔”，使基础的自振频率（即基频），远低于机器工作转速（扰频）。在本规定中虽然对此没有明确列入条文，但设计者对此宜有充分认识。 5.2.3 本条规定的压缩机基础顶板的厚度，目前各国规范均无定量的规定。《动规》在汽轮机组基础中规定：“顶板应有足够的质量和刚度”。国外资料要求：“顶板要刚”。本规定根据收集到的成功的工程实例进行统计和分析后定为顶板厚度不宜小于其净跨长度的1/4，且不得小于800mm。考虑到这些工程实例的基础顶板厚度差别很大，一般情况离心式压缩机组的自重不大，转子的自重亦较轻，本规定给出顶板厚度一般取800～1000mm即可满足刚性顶板的要求。若个别机组自重及转子自重较大，特别是由电动机驱动的压缩机基础，应按实际情况可适当增加顶板的厚度。 从本规定公式（6.0.5-1）亦可看出，基础上部参振部分质量Ws愈大则基础顶部的动位移及速度幅值愈小。 总之，对于这类机器基础的底板、柱、顶板截面尺寸的确定要点，是应使其动力特性适应机器的工作转速（即扰频）。 5.2.4 本条根据大量工程实例，刚架式基础的纵、横梁的高度与板厚相同，形成暗梁（亦有梁的高度大于板厚的）。由于机器设备的需要，在板顶开设2～3个大型开孔，因此梁的位置和宽度取决于开孔的实际情况，无论是暗梁或明梁，与柱子均为刚性连接。 5.3 配筋要求 5.3.1 有关底板的配筋，除原捷克斯拉伐克《动规》规定不少于25kg/m3外，均无具体规定。根据我国大量的设计实例，取其中16台压缩机基础统计分析，底板的配筋率相差较大，为35kg/m3～74kg/m3。由于板厚不同，相同的配筋其含钢量则相差很大，因此本条文中不规定含钢量的限值，而是从工程实际全面考虑，规定出周边配置钢筋网的直径和间距。确定直径为Ф14～Ф16mm，间距为200～250mm。架立钢筋的直径取决于板的厚度，间距取决于钢筋网的间距（一般为钢筋网间距的3倍），本条规定为Ф14～Ф16mm，间距为600～750mm。 5.3.2 柱子配筋按强度计算确定，纵向钢筋沿柱截面周边对称配置。通过大量工程实例分析，有的设计柱子配筋太大，而配筋量的差别也很大，如相同型号机组，基础结构基本相同，但柱子配筋有的用Ф20、Ф22，有的用Ф28。这些基础虽然都在正常使用，但这表明了个别设计的盲目性。在现有的设计中，柱子断面的差别更大，有400mm×400mm、500mm×500mm、1200mm×1200mm等等。柱子的配筋率是随断面的改变而成正比例变化，简单规定一个总配筋率是不妥的。在大量工程实例分析的基础上，根据多年工程实践统计，按照《混凝土结构设计规范》和《建筑抗震设计规范》的构造要求，本条文给出了随柱子断面变化的纵向钢筋总配筋率的范围。 即： 当≤450mm×450mm时，一般为1.2%～2.0%； 当＞450mm×450mm时，一般为0.8%～1.6%。 从方便和保证施工质量考虑，应避免钢筋密度大，尤其在柱与纵、横向刚架梁交汇处，否则易造成施工困难。 5.3.3 顶板中的暗梁或明梁与柱子构成纵、横向刚架，梁中配筋经计算确定，由于扰力值及其方向是随机的，因此纵、横向刚架梁截面上下应对称配纵筋，并需具有可靠的锚固长度。纵钢筋的总配筋率一般取0.4%～1.0%。 5.3.4 根据国家现有的规范、标准和国外资料以及大量的工程实践，基础的表面温度均低于80℃，压缩机基础无需计算温度应力，本条是从构造要求给出的配筋量。 6 振动计算 本章重点说明压缩机基础动力计算的基本观点，是条文编制的主要依据。动力计算的指导思想是在满足本规定各项构造要求的前提下给出不做动力计算的界限或采用简化计算方法。同时对少数要求作精确计算者提供了空间多自由度体系的计算模型并推荐了计算程序。其结果可使工程设计中大量常用的机器基础省略了动力计算，或进行简化分析即可得到满意的设计。因此可大量地节省设计劳动。上述基本观点是基于三十余年来生产实践的积累。特别是近二十年来，化工部建筑设计技术中心站，对于自1974年以来大量引进的装置，先后会同化工、石油化工和冶金部门的设计、科研单位等30余位专家共同对压缩机基础的计算理论和方法作了深入分析和研究，包括：广泛收集国外有关标准规范；对15套大型化肥装置和3套乙烯及其深加工装置的压缩机基础进行了振动实测；调查了300台正常运转的压缩机基础；对其中154台进行了普测和系统分析，制订了供设计应用的《高转速压缩机基础设计暂行规定》（TC62A1-82）。为了更深入揭示这类基础的实际工作状态，从中找出规律，化工部第四设计院与冶金部建筑科学研究总院于1981～1984年共同对浙江镇海炼油厂的化肥装置4台压缩机基础进行了全过程分阶段系统测试，其中包括：①基础施工结束阶段；②机器就位尚未灌浆阶段；③基座灌浆阶段；④管道安装结束阶段；⑤开、停车及正常运转阶段。由此得到各阶段及全过程的动力特性，对其客观规律有了质的认识，通过实践提高了理论认识。 大量的实践和有说服力的理论分析为这类基础的简化计算提供了有力的科学依据。 建国以来，对这类基础的设计大致经历三个阶段：五十年代～七十年代不作动力计算，比较盲目强调构造；七十年代～九十年代由于计算机的发展，使提精确的空间多自由度分析成为可能，通过大量实测分析，推出了简化计算方法。九十年代以来，由于掌握这类机器基础的客观规律趋于成熟，对空间多自由度分析和简化法分析形成了比较完整的体系。设计人员为提高效率，多倾向于简化计算，希望规定不作动力计算的界限。 三十余年来对这类基础的计算经历了一个“从必然王国到自由王国”的过程。然而实践表明，目前无论何种计算方法尚未能真实地充分反映机器基础实际工作状态，因此计算往往成为设计者取得“法律依据”的目的。作为科研和学术的一个课题，这方面仍有待深入研讨。 6.0.1 （1）本条不作动力计算界限： ≤25kN是通过对大量运行良好机器的基础进行振动实测数据，统计分析得出。 （2）公式（6.0.1-1）是将扰力计算公式=0.25和基础振动允许值[A]≤5mm值代入（6.0.5-2）式导出： ≤5 ＞ 6.0.2 理论分析刚架式机器基础是一个无限自由度的空间结构，采用多自由度体系分析，从计算简图和理论研究观察比较接近基础的理想振动状态，但是由于存在着许多参数的不准确性、假设的差异性，使得理想的数学模型和精确运算结果最终仍未能反映实际，其参数和假设的差异主要表现在：扰力取值和荷载分布的任意性；忽略了机座、机壳和管道的刚度（实际上它们与基础共同整体工作）；强劲的顶板计算中未按深梁考虑；机器的主轴并非刚性，混凝土的动弹模与静弹模的差异；以及阻尼随频率变化等因素。同简化计算相比较，空间多自由度计算在理论方面能够比较逻辑地分析基础振动模式，目前国际上不少国家（美、日、俄、德等）明确要求采用单自由度简化分析，仅控制基础的基频（自振频率）或振动幅值。有的国家要求采用多自由度分析（如瑞士）。在涉外工程设计中，如机器制造厂或工艺专业有特殊要求，可采用空间多自由度体系分析，采用本规定推荐的计算程序。 6.0.3 公式，是来自美国石油学会标准API617-1967的规定。 由于本规定计算采用振幅法，计算位移和速度时需要有作用在基础上的扰力，而扰力值取决于机器制造的加工精度、动平衡水平、安装精度和初始偏心距等多种因素，因此计算确定准确的扰力值是非常困难的。由于各国的计算方法不同，其结果各异，计算振幅所用的扰力值并非真实数值，而是与经验和基础的计算模型有关的“计算扰力值”。 扰力是因转子主轴的偏心距（包括初始偏心距）产生的，其计算力如下： 式中：——机器的计算扰力，kN； ——转子的质量，kNs2/m； ——转子的质量中心旋转半径，m； ——转子的旋转角速度，rad/s, =0.105n； ——机器的工作转速，r/min。 按API617-1967，轴相对轴承的允许振动（双振幅）为：[A]=0.9/,转子轴颈的振幅为，将值代入上式则得： 据西安冶金建筑学院研究认为，上述公式的计算结果与实测值比较接近，上式已编入冶金部的《条例》中，故本规定仍推荐该式。 6.0.4、6.0.8 确定振动允许值的原则应是：振动不影响机器正常工作；不妨碍工作人员的操作和健康；不产生相对邻建（构）筑物结构的有害振动。对此，各个国家的标准差异较大。本规定基于我国多年来的实践结果，考虑到多年实际应用和习惯，并与国标《动规》一致，根据不同转速范围予以不同的限制物理量，对工作转速＞3000r/min者以速度和有效速度控制较为合理。 参考德国标准VDI2056对各种机器的振动标准为：“好”、“可用”、“尚许可”、“不允许”等，对离心式压缩机组有效速度定为3.5mm/s，属“可用”范围的上限，接近“好”的范围。 按冶金部《条例》规定，振动速度限值[V]=5mm/s是建立在19台高转速离心式机器基础（空分制氧装置）的实测结果，其中大多数振动速度小于5mm/s，仅有2台分别为V=6.76mm/s和5.37mm/s，占总数的10.5%，且机器工作状态均良好。根据原石油部北京炼油设计院设计的19台机组的测振报告，振动速度绝大多数小于5mm/s，仅3台分别为V=9.77mm/s、6.07mm/s和5.9mm/s，占总数15.7%，使用情况仍为“良好”状态范围。1984～1985年化工部建筑中心站组织国标《动规》第6章编制组对88台机组进行了普测分析，证明其中仅2台实测值大于6.3mm/s，占2.2%，使用情况良好，因此将振动限值定为5mm/s是合适的。 6.0.5 本条的简化公式系由化工部第四设计院冯文龙同志首先提出，该式建立在空间多自由度的理论分

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