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　　备案号：xxxxx-202x 中华人民共和国行业标准 HG/T20555 离心式压缩机基础设计标准 Standardfor design of centrifugal compressor foundation （报批稿） 202x– xx–xx 发布 202x– xx–xx 实施 中华人民共和国工业和信息化部 发布 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 1Generalprovisions6 2Terms and symbols7 2.1Terms7 2.2 Symbols7 3Basicrequirements9 3.1General9 3.2Designprinciples10 3.3 Structuraldynamic analysis10 4 Originalinformation fordesign12 4.1Technicalinformation ofcompressorfoundation 12 4.2 Geotechnicalinformation12 5Calculation of Serviceabilitylimit states14 5.1General14 5.2Calculationofvibrationresponse14 5.3Checkingofbearing capacityof subsoilandpilings 15 6Ultimate limit statesdesign 17 6.1General17 6.2Load andcombinationofloadeffects17 6.3Calculationof strength19 7Detailingrequirements .21 7.1General21 7.2Detailingrequirements21 7.3Reinforcementrequirements21 AppendixAMulti degree offreedommodel forfiniteelementdynamic analysis23 AppendixB Dynamic analysismethod forcentrifugal compressorfoundation24 B.1Frequency-domain steady-stateanalysis24 B.2Mode-superpositiontime-history analysis24 B.3Dynamic analysis exampleofcentrifugal compressorfoundation25 Appendix C Constructionrequirements forcompressor foundation32 Explanation ofwording inthis standard33 List ofquoted standards34 Addition：Explanation ofprovisions35 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 foundationgroup 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 ofthevelocity 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 staticload 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 dampingratio 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 shortcircuittorque 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： F ——机器的振动荷载(kN)； v F ——机器的横向振动荷载(kN)； vx F ——机器的纵向振动荷载(kN)； vy F ——机器的竖向振动荷载(kN)； vz F ——同步电动机的短路力(kN)； o F —— 凝汽器真空吸力(kN)； a M ——同步电动机的短路力矩(kN ·m)； o N ——横向等效静力荷载(kN)； x N ——纵向等效静力荷载(kN)； y N ——竖向等效静力荷载(kN)； z n——机器的工作转速(r/min)； P ——电动机的功率(kW)； p ——相应于荷载效应标准组合时，基础底面处平均静压力值(kPa)； k Q —— 相应于荷载效应标准组合时，基桩的平均竖向力(kN)； k S ——永久荷载标准值的荷载效应； Gk S ——可变荷载标准值的荷载效应； Qk S ——振动荷载标准值的荷载效应； vk S ——等效静力荷载的荷载效应； N k SAST——偶然荷载标准值的效应； S ——重力荷载代表值的效应； GE S ——多遇地震作用标准值的效应； Ek S* ——设防烈度地震作用标准值的效应； Ek 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)； W ——机器转子的自重(kN)； g W ——机组参振总重(kN)； s ω——机器的转动圆频率(rad/s)。 2.2.2 材料性能及抗力： f ——修正后的地基承载力特征值(kPa)； a R—— 基桩竖向承载力特征值(kN)； R ——构件承载力设计值； d R ——构件承载力标准值； k 2.2.3 计算指标及计算系数： [v]——基础的容许振动速度(mm/s)； [v ]——基础的容许速度均方根值(mm/s)； rms α ——地基承载力的动力折减系数；f α ——桩基承载力的动力折减系数； p α—— 地基土的工作条件系数； s β ——振动荷载系数； v γ ——永久荷载分项系数； G γ ——重力荷载分项系数 GE γ ——可变荷载分项系数； Q γv ——振动荷载或等效静力荷载分项系数； γ ——地震作用分项系数； E γ ——承载力抗震调整系数； RE μ——动力系数；

　　——振动荷载的组合值系数。 v 2.2.4 几何参数： 2 A—— 凝汽器与汽轮机接口处的横截面面积(m )； 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/T50269 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 6.  5.2.1-1） W W n s g 式中：W——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； s n——基组工作转速(r/min)； W——机器转子的自重(kN)。 g 2）基组各部分机器转速不同时： m 2.6    （5.2.1-2） W  W n s gi i i1 式中：n——基组某一机器转子的工作转速(r/min)i ； W ——基组某一机器的转子自重(kN)。 gi 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： 1.5 5.2.3-1） Fvz Fvx Fv Wgn /644000 （ F 0.5F （5.2.3-2） vy v 式中：F ——机器的竖向振动荷载(kN)； vz F ——机器的横向振动荷载(kN)； vx F ——机器的纵向振动荷载(kN)； vy F ——机器的振动荷载(kN)。 v 2 当压缩机由电动机驱动时，纵向振动荷载F 可按式 （5.2.3-2）计算，竖向及横向振动荷载可按 vy 下列公式确定： F F F W eω2/g （ vz vx v 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v ： rms m v v2max （5.2.4-1） i, i 1 m v v2rms （5.2.4-2） rms i, i 1 v i,max v （5.2.4-3） i,rms 2 式中：vi,max——转速为n 的振动荷载作用下的振动速度峰值(mm/s)；i 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v 不应 rms 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： p   f （5.3.1） k f s a 式中：p ——相应于荷载效应标准组合时，基础底面处平均静压力值(kPa)； k α——地基承载力的动力折减系数，取α 0.8f f ； α ，其他类 α ——地基土的工作条件系数。对于细砂、粉砂和液限指数I 0.75 粉土，可取 0.7 s L s 土，可取α 0.9； s f ——修正后的地基承载力特征值(kPa)。 a 5.3.2 压缩机基础的桩基承载力应符合下式要求： Q  R （5.3.2） k p 式中：Q ——相应于荷载效应标准组合时，基桩的平均竖向力(kN)； k α ——桩基的动力折减系数，摩擦型桩可取α 0.8，端承型桩可取α 1.0； p p p 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 2 2 安装活荷载宜取10kN/m ，荷载分项系数取1.4；操作活荷载宜取4kN/m ，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 器线） a 式中：F —— 凝汽器线 A—凝汽器与汽轮机接口处的横截面面积(m )。 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。 70P M （6.2.2-2） o n M F  o  （6.2.2-3） o B 式中：M ——同步电动机的短路力矩(kN ·m)； o 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) 1-1剖面图 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： N =Wn/600 （6.2.3） z g 式中：N —— 竖向等效静力荷载(kN)，当按公式 （6.2.3）求得的N 值大于该处机器自重时，则按 z z 机器自重取值。 2）横向、纵向等效静力荷载Nx、N 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 y 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： m n S  S   S k   Sv,k （6.2.4-1） d Gj Gj ,k Q Qi,i v v j 1 i 1 m n 或 S  S  S  S ,k （6.2.4-2） d G G ,j j k Qi Q ,ki v N j 1 i 1 式中：γGj——第j 个永久荷载分项系数； S ——第j 个永久荷载标准值的荷载效应； Gj k γQi ——第i个可变荷载分项系数； S ——第i个可变荷载标准值的荷载效应； Qik γ ——振动荷载或等效静力荷载分项系数； v β ——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 v 4x2=8.0； S ——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 vk 作转速工况平方和的平方根效应的组合值。 S ——等效静力荷载的荷载效应。 N k 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： m n S S S S   S ,k （6.2.4-3） d G ,j k Qi,k AST v v v j 1 i 1 m n （ 或Sd SGj ,k  SQi,k SAST  S 6.2.4-4） v N , k j 1 i 1 式中：SAST——偶然荷载标准值的效应；

　　——振动荷载的组合值系数。 v 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：    （6.2.4-5） S S  S    S d GE GE E Ek v v v v,k Sd  S  S   S （6.2.4-6） GE GE E Ek v v N,k 式中： S ——重力荷载代表值的效应； GE 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：  S  S*  R / （6.3.3-1） GE GE E Ek d RE 式中：S* —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； Ek R —构件承载力设计值； d γ —承载力抗震调整系数，取0.85。 RE 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： S  S *  R （6.3.3-2） GE Ek k 式中：R —构件承载力标准值，按材料标准值计算。 k 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：          it (B.1.1） M u(t)  1ir ( ) K u t F e v 式中：[M]——质量矩阵； [K]——刚度矩阵； i——虚数单位； r——滞变阻尼系数； u(t)——加速度向量； u t ——位移向量； ( )   it ——机器振动荷载向量； F e v 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F 和水平振动荷载F 、F ,。取F 与F 的相位角相同，它们与 vz vx vy vx vy 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 u t C u t K u t F sin t v 式中：[M]——质量矩阵； [K]——刚度矩阵； [C]——阻尼矩阵；  ——加速度向量； u(t) ( )——速度向量； u t u(t)——位移向量；   ——机器振动荷载向量； F sin t v ( ) 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F 和水平振动荷载F 、F ,。取F 与F 的到达时间相同，它们 vz vx vy vx vy 的到达时间与F 相差T/4，T 为振动荷载的周期； vz 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 压缩机 项目 汽轮机 变速机 低压段 高压段 机器型号 EK 1100 ZMCL607 ABCL306/a — 180.00 104.00 设备总重 234.00 6.00 （包括共用底座） （包括共用底座） 转子重（kN） 22.00 13.50 1.40 4.00 功率（kW） 10630 8360 — 工作转速 7050 7050 7050 13600 r/min） （ 13600 最大连续转速 7650 7650 7650 14600 （ 14600 r/min） 第一临界转速 9500 4200 8000 — r/min （ ） 第二临界转速 — 9200 17500 — r/min （ ） 注：为简化，未考虑管线kN/cm ，最大排出压力1610kN/cm 。 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 荷载值（kN） 荷载值（kN） 作用点 作用点 设备重量 振动荷载Fv 设备重量 振动荷载Fv 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 — 重200.00） （空 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； v v 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）。 7 2 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E =3.0x10 kN/m 。 c 图B.3.1-2 顶板平面图 图B.3.1-3 底板平面图 图B.3.1-4Ⅰ-Ⅰ剖面图 图B.3.1-5Ⅱ-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）： F =8.2+5.8x2+3.1x4+0.9x2+0.85x4+2.4x2=42.220 （kN） v 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) f 2 ，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2F 、2F 、2F 。 vx vy vz 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： 2 稳态工况SS1，荷载取 1F 、1F 、1Fv

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