UKD 62.218:624.04

POLSKI KOMITET

NORMALIZACJI,
MIAR I JAKOŚCI

P O L S K A N O R M A

PN-80

B-03040

Fundamenty i konstrukcje wsporcze

pod maszyny

Obliczenia i projektowanie

Zamiast:

PN-67/B-03040

Grupa katalogowa

0702

Machine foundations and supporting

structures. Calculation and design

Constructions de fondement et du

support pour les machines.

Principes de calcul

Ôóíäŕěĺíňő č ďîääĺñćčâŕŃůčĺ ęîíńňñóęöčč

ďîä ěŕřčíő. ðŕń÷ĺň č ďñîĺęňčñîâŕíčĺ

SPIS TREŚCI

1. WSTĘP

1.1. Przedmiot normy

1.2. Zakres stosowania normy

1.3. Określenia

1.4. ZałoŜenia do projektu fundamentów pod maszyny

2. DYNAMICZNE WŁAŚCIWOŚCI PODŁOśA GRUNTOWEGO

2.1. Właściwości spręŜyste podłoŜa gruntowego

2.2. Rozchodzenie się drgań w gruncie

2.3. NapręŜenia w gruncie przy obciąŜeniu fundamentami pod maszyny

2.4. Tłumienie drgań w gruncie

3. ZASADY WYZNACZANIA OBCIĄśEŃ DYNAMICZNYCH I DYNAMICZNA CHARAKTERYSTYKA MASZYN

3.1. Podział maszyn ze względu na ich działanie dynamiczne na fundament

3.2. Podział maszyn w zaleŜności od rodzaju ruchu mas

3.3. Podział maszyn w zaleŜności od prędkości ruchu

3.4. Podział maszyn w zaleŜności od wielkości obciąŜeń dynamicznych

3.5. Podział maszyn w zaleŜności od znaczenia gospodarczego

3.6. ObciąŜenia maszynami

3.7. ObciąŜenia o charakterze impulsu

4. ZASADY WYZNACZANIA DOPUSZCZALNYCH AMPLITUD DRGAŃ

4.1. Stan graniczny drgań

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 1

4.2. Wyznaczanie dopuszczalnych amplitud drgań wymuszonych

4.3. Ocena szkodliwości drgań w budynkach

4.4. Amplitudy drgań w miejscach przebywania obsługi maszyny

4.5. Dopuszczalne amplitudy drgań o róŜnych częstościach w miejscach przebywania ludzi

4.6. Dopuszczalne amplitudy drgań fundamentów na wibroizolacji

4.7. Dopuszczalne amplitudy drgań fundamentów pod agregaty złoŜone z maszyn o róŜnych częstościach drgań
wzbudzających

5. FUNDAMENTY POD MASZYNY POSADOWIONE NA PODŁOśU GRUNTOWYM (BEZ WIBROIZOLACJI)

5.1. Układy konstrukcyjne fundamentów pod maszyny

5.2. Ogólne wymagania projektowe

5.3. Materiały konstrukcyjne

5.4. Projektowanie fundamentów blokowych pod maszyny o działaniu nieudarowym posadowionych na podłoŜu
gruntowym (bez wibroizolacji)

5.5. Projektowanie fundamentów blokowych pod maszyny o działaniu udarowym

5.6. Projektowanie Ŝelbetowych fundamentów ramowych

6. WYMAGANIA DOTYCZĄCE USTAWIANIA MASZYN NA STROPACH BUDYNKÓW PRZEMYSŁOWYCH I NA

WOLNOSTOJĄCYCH POMOSTACH

6.1. Wymagania ogólne

6.2. Zakres i metody obliczeń stropu

6.3. Obliczanie częstości drgań własnych stropów

6.4. Obliczanie amplitud drgań wymuszonych stropów i wolnostojących pomostów

6.5. Wskazówki dodatkowe

7. WIBROIZOLACJA FUNDAMENTÓW POD MASZYNY

7.1. Rodzaje wibroizolacji i wymagania ogólne

7.2. Techniczne środki wibroizolacyjne

7.3. Układy konstrukcyjne fundamentów z zastosowaniem wibroizolacji pod maszyny nieudarowe

7.4. Układy konstrukcyjne z zastosowaniem wibroizolacji fundamentów pod młoty

ZAŁĄCZNIKI

INFORMACJE DODATKOWE

1. WSTĘP

1.1. Przedmiot normy. Przedmiotem normy są wymagania dotyczące obliczania i projektowania fundamentów i
konstrukcji wsporczych pod maszyny.

1.2. Zakres stosowania normy. Normę stosuje się przy projektowaniu fundamentów pod maszyny, posadowionych
bezpośrednio na gruncie lub na palach, przy projektowaniu stropów i wolnostojących pomostów obciąŜonych
maszynami oraz przy projektowaniu wibroizolacji maszyn i ich fundamentów, a takŜe wibroizolacji urządzeń wraŜliwych
na drgania.

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 2

Norma nie obejmuje wymagań dotyczących obliczania i projektowania budynków na obciąŜenia dynamiczne
przekazywane na nie bezpośrednio lub przez podłoŜe gruntowe.

Norma nie obejmuje specjalnych przypadków obciąŜeń dynamicznych, zdarzających się w budownictwie, jak np. wpływ
drgań na budowle od wbijanych w sąsiedztwie pali, wpływ wybuchów, a takŜe specjalnych przypadków posadowienia
fundamentów pod maszyny, jak np. w warunkach szkód górniczych.

Norma podaje ustalenia w zakresie potrzebnym do określenia sztywności podłoŜa.

Norma podaje wielkości obciąŜeń dynamicznych, które moŜna przyjmować do obliczeń, jeŜeli brak jest ściślejszych
danych charakteryzujących maszynę. Przy korzystaniu z normy naleŜy uwzględniać wymagania norm związanych w
zakresie ustaleń i wytycznych powołanych w niniejszej normie.

Norma zakłada, Ŝe fundament lub konstrukcja wsporcza są projektowane na stany eksploatacyjne maszyn w zakresie
stanu granicznego uŜytkowania oraz na stany przedremontowe (awaryjne) w zakresie stanu granicznego nośności.

1.3. Określenia

1.3.1. obciąŜenie dynamiczne (siły wzbudzające) - obciąŜenie zmienne w zakresie miejsca lub czasu, powstające
podczas pracy maszyny, pochodzące od niezrównowaŜonych sił bezwładności poruszających się elementów maszyny,
przekazywane na fundament.

1.3.2. obciąŜenie dynamiczne charakterystyczne – siły wzbudzające wytwarzane przez maszynę w stanie jej
normalnej eksploatacji, przyjmowane do sprawdzania stanu granicznego amplitud drgań.

1.3.3. obciąŜenie dynamiczne obliczeniowe – siły wzbudzające, zwiększone na skutek pogarszania stanu maszyny,
a otrzymywane przez pomnoŜenie obciąŜeń dynamicznych charakterystycznych przez współczynnik obciąŜenia,
przyjmowane do sprawdzania stanów granicznych nośności konstrukcji.

1.3.4. współczynnik dynamiczny – wielkość wyraŜająca stosunek amplitudy drgań wymuszonych elementu do ugięcia
tegoŜ elementu od statycznego działania amplitudy siły wzbudzającej.

1.3.5. wytrzymałość zmęczeniowa – (granica zmęczenia) materiału konstrukcji – wytrzymałość obliczeniowa
pomnoŜona przez współczynniki zmniejszające uwzględniające obniŜenie wytrzymałości materiału na skutek działania
obciąŜeń wielokrotnie zmiennych.

1.3.6. dynamiczne współczynniki podłoŜa gruntowego C

, C

– współczynniki charakteryzujące uogólnione

cechy spręŜyste gruntu i łączące napręŜenia w gruncie z wywołanymi przez nie odkształceniami spręŜystymi przy
obciąŜeniach dynamicznych.

1.3.7. dynamiczna sztywność podłoŜa K

, K

– wielkość wyraŜająca wartość sił lub momentów potrzebnych

do odpowiedniego odkształcenia podłoŜa pod całym fundamentem o jednostkę przy obciąŜeniu dynamicznym.

1.3.8. dopuszczalne amplitudy drgań wymuszonych A

dop

– wartości graniczne amplitud drgań, określone zgodnie z

niniejszą normą, uwzględniające zarówno wymagania dotyczące samej maszyny jak równieŜ wymagania dotyczące
ochrony otoczenia maszyny przed wpływem nadmiernych drgań.

1.3.9. krytyczne przyśpieszenie drgań gruntu – przyspieszenie drgań piaszczystego podłoŜa gruntowego
obciąŜonego statycznie cięŜarem fundamentu, przy którym zaczyna się proces zagęszczenia (zmniejszenia
porowatości). Jest ono określane doświadczalnie.

1.3.10. sztywność elementu konstrukcji K – wielkość wyraŜająca siłę potrzebną do odkształcenia (ugięcia)
konstrukcji o jednostkę.

1.3.11. środek sztywności wibroizolatorów – miejsce określone współrzędnymi

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 3

w których:

– sztywność pionowa pojedynczego wibroizolatora,

, y

– współrzędne w planie wibroizolatora i.

1.4. ZałoŜenia do projektu fundamentów pod maszyny. ZałoŜenia do wykonania projektu fundamentu pod maszynę
powinny zawierać:

a) techniczną charakterystykę maszyny, na którą składają się m.in.: nazwa, typ, producent, moc, liczba obrotów lub
uderzeń na minutę, masa oraz dane konieczne do określenia obciąŜeń dynamicznych,

b) rysunki dyspozycyjne fundamentu z zaznaczeniem wielkości, kierunku działania i miejsc przyłoŜenia obciąŜeń
statycznych i dynamicznych (w tym sił działających na śruby kotwiące); na rysunkach tych powinny być równieŜ podane
wymagania dotyczące elementów stalowych, które naleŜy obsadzić w betonie dla potrzeb montaŜu i eksploatacji
maszyny,

c) rysunki fundamentów, kanałów i obiektów przylegających do fundamentu,

d) ewentualne wymagania dotyczące amplitud drgań wymuszonych, sztywności i odkształcalności fundamentu.

Dodatkowe dane do załoŜeń. ZałoŜenia technologiczne wymienione wyŜej powinny być uzupełnione przez

e) dane geotechniczne o warunkach gruntowych i wodnych w podłoŜu fundamentu zgodnie z

PN-81/B-03020

f) dane o budynku, w którym maszyna ma być usytuowana, a w szczególności o wraŜliwości otoczenia maszyny na
wpływ drgań, (por. Załącznik 2),

g) dane o wraŜliwości na drgania dalszego otoczenia maszyny, jeŜeli zachodzi obawa szkodliwego wpływu na większą
odległość (np. fundamenty pod młoty), a zakład przemysłowy jest zlokalizowany na terenach zawierających obiekty
wraŜliwe na drgania (np. budynki mieszkalne lub uŜyteczności publicznej),

h) inne dane mogące mieć wpływ na projektowanie lub wykonanie fundamentu.

2. DYNAMICZNE WŁAŚCIWOŚCI PODŁOśA GRUNTOWEGO

2.1. Właściwości spręŜyste podłoŜa gruntowego

2.1.1. Grunty w stanie naturalnego zalegania

2.1.1.1. Dynamiczne współczynniki podłoŜa. SpręŜyste właściwości podłoŜa gruntowego są określane za pomocą
dynamicznych współczynników podłoŜa C

, C

(wg 1.3.6).

JeŜeli wartości tych współczynników nie zostały określone na podstawie specjalnych badań, to naleŜy je obliczać w
MPa/m wg wzorów (1), (2), (3) i (4).

Współczynnik spręŜystego równomiernego pionowego ugięcia C

(1)

Współczynnik spręŜystego nierównomiernego pionowego ugięcia C

(2)

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 4

Współczynnik spręŜystego równomiernego poziomego przesuwu C

(3)

Współczynnik spręŜystego nierównomiernego poziomego przesuwu C

(4)

w których:

– wartość przyjmowana z tabl. 1, MPa/m,

p – statyczny nacisk fundamentu na grunt od obciąŜeń charakterystycznych, na które składają się cięŜar własny
fundamentu, cięŜar własny maszyn i urządzeń spoczywających stale na fundamencie oraz cięŜar gruntu znajdującego
się na obrzeŜach fundamentu, MPa,

∆

– współczynnik korekcyjny, ∆ = 1 m

-1

F = a ⋅⋅⋅⋅ b – pole podstawy fundamentu, m

, gdzie b jest wymiarem boku podstawy prostopadłego do rozpatrywanej

płaszczyzny drgań, przy czym F ≤ 50 m

W wyjątkowych przypadkach, gdy podstawa fundamentu nie jest prostokątna, naleŜy w obliczeniach przyjąć zastępczy
prostokąt, o tym samym polu i tej samej długości fundamentu.

Dla fundamentów o polu podstawy F > 50 m

wartości współczynników C

naleŜy przyjmować z tabl. 1 i stosować

zaleŜności:

= 2C

, C

= 0,7C

, C

= 1,1C

Dla fundamentów pod młoty oraz pod precyzyjne obrabiarki naleŜące do I kategorii dynamicznej wartości
współczynników C

naleŜy zwiększyć trzykrotnie.

Tablica 1. Dynamiczne współczynniki podłoŜa dla gruntów w stanie naturalnego zalegania

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 5

Kategoria

gruntu

Charakterystyka

podłoŜa

Nazwa i charakterystyka gruntu wg

PN-86/B-02480

przy

nacisku na

grunt

p = 0,02

MPa

(fundamenty

o polu

podstawy

F ≤ 50 m

)

(fundamenty

o polu

podstawy

F > 50 m

)

MPa/m

bardzo małej
sztywności

piaski gliniaste, pyły, gliny i iły w stanie plastycznym ( I

= 0,4 ÷ 0,5)

małej sztywności

piaski gliniaste, pyły, gliny i iły plastyczne ( I

= 0,25 ÷

0,40)

8 ÷ 10

piaski pylaste, nawodnione (wskaźnik porowatości e >
0,80)

III

średniej
sztywności

piaski gliniaste, pyły, gliny i iły twardoplastyczne
(I

= 0 ÷ 0,25)

16 ÷ 20

piaski pylaste średniozagęszczone i zagęszczone ( e ≤
0,80)

piaski drobne, średnie i grube niezaleŜnie od ich
wilgotności i zagęszczenia

duŜej sztywności

gliny piaszczyste, gliny i iły półzwarte i zwarte
(I

< 0)

22 ÷ 30

55 ÷ 70

Ŝwiry i rumosze

2.1.1.2. Zasady posadowienia fundamentów pod maszyny na gruntach w stanie naturalnego zalegania.
Fundamenty pod maszyny powinny być posadowione na podłoŜu gruntowym, zbadanym zgodnie z wymaganiami
geotechniki zawartymi w

PN-81/B-03020

, w zakresie zaleŜnym od wielkości i rodzaju maszyny i fundamentu.

Zazwyczaj wystarczające są badania przeprowadzone dla budynku, w którym usytuowane będą fundamenty maszyn.
Jedynie dla fundamentów pod duŜe turbozespoły i pod cięŜkie młoty konieczne jest przeprowadzenie osobnych badań
– wg 2.1.1.4.

Nie naleŜy posadawiać fundamentów pod turbozespoły, młoty i maszyny wraŜliwe na nierównomierne osiadanie
fundamentu bezpośrednio na nawodnionych luźnych piaskach, ze względu na moŜliwość powstawania znacznych
osiadań.

W przypadku posadowiania fundamentów na podłoŜu zbudowanym z luźnych piasków, a szczególnie piasków
nawodnionych, naleŜy zachować ostroŜność, rozpatrując ewentualne moŜliwości zagęszczenia podłoŜa np. przez
powierzchniowe zagęszczenie dna wykopu lub stosowanie pali piaskowych czy Ŝwirowych.

JeŜeli podłoŜe gruntowe składa się z warstw gruntu o róŜnych właściwościach, a grubość warstwy, na której ma być
posadowiony fundament jest mniejsza niŜ 2,0 m, to współczynniki podłoŜa naleŜy przyjmować wg tabl. 1 odpowiednio
korygując ich wartości, w zaleŜności od sztywności warstw gruntu, zalegających do głębokości równej 2,0 m poniŜej
poziomu posadowienia fundamentu.

2.1.1.3. Słabe grunty nie nadające się do bezpośredniego posadowienia fundamentów pod maszyny. NaleŜą do

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 6

nich:

– silnie zwietrzałe grunty skaliste o module podatności E

mniejszym niŜ 15 MPa i skaliste nieodporne na działanie

wody,

– luźne piaski, dla których wielkość krytycznego przyspieszenia – wg 1.3.9 przy statycznym obciąŜeniu
eksploatacyjnym jest mniejsza niŜ 1 m/s

– grunty spoiste o wskaźniku porowatości:

dla piasków gliniastych e > 0,7,

dla glin e > 1,0,

dla iłów e > 1,1,

– grunty spoiste w stanie płynnym (J

> 0,50),

– miękkoplastyczne gliny i iły o module podatności E

mniejszym od 15 MPa,

– namuły i torfy.

Przy występowaniu wyŜej wymienionych gruntów naleŜy rozpatrzyć wzmocnienie podłoŜa wg 2.1.3 lub wymianę gruntu.

2.1.1.4. Badania gruntów dla fundamentów pod turbozespoły o mocy W ≥

≥

≥ 100 MW oraz pod cięŜkie młoty o

energii uderzenia U ≥

≥

≥ 200 kJ.

Do opracowania technicznego projektu fundamentu pod cięŜki młot lub turbozespół

duŜej mocy badania gruntu, na którym ma być posadowiony fundament powinny spełniać następujące wymagania:

a) głębokość rozpoznania podłoŜa gruntowego powinna wynosić nie mniej niŜ:

– 20 m poniŜej rzędnej posadowienia płyty dolnej fundamentu dla gruntów nieskalistych wg

PN-86/B-02480

– 30 m, jeŜeli poniŜej głębokości 20 m od rzędnej posadowienia płyty dolnej fundamentu zalegają grunty bardziej
ściśliwe niŜ zalegające wyŜej;

przy występowaniu w podłoŜu niezwietrzałych skał na głębokości nie większej niŜ 25 m od rzędnej posadowienia płyty
dolnej, otwory badawcze naleŜy zagłębić w skale co najmniej 2,0 m,

b) otwory badawcze powinny być rozmieszczane po obwodzie płyty dolnej i na osi podłuŜnej maszyny w liczbie:

– dla turbozespołu o mocy 100 ÷ 300 MW – 2 ÷ 4 sztuk,

– dla turbozespołu o mocy 300 ÷ 500 MW – 4 ÷ 8 sztuk,

– dla turbozespołu o mocy powyŜej 500 MW – 8 ÷ 10 sztuk,

– dla młotów o energii uderzenia U ≥ 200 kJ – 3 ÷ 5 sztuk;

c) badania gruntu powinny być przeprowadzone w pełnym zakresie wg wymagań geotechniki, ze szczególnym
uwzględnieniem badania czynników mających wpływ na ściśliwość i odkształcalność pod wpływem obciąŜeń
eksploatacyjnych; badania te i ocena stanu podłoŜa gruntowego powinny uwzględniać stany i wahania wszystkich
poziomów wód gruntowych w czasie budowy i w czasie eksploatacji.

Dla fundamentów pod turbozespoły dodatkowo, w miarę moŜliwości, zaleca się dla wszystkich gruntów niespoistych
zalegających do co najmniej 5,0 m poniŜej podeszwy płyty dolnej fundamentu , z wyjątkiem zagęszczonych Ŝwirów
pospółek, piasków grubych i średnich, określać doświadczalnie krytyczne przyspieszenie drgań, przy następujących
parametrach odpowiadających pracy turbozespołu:

– częstości drgań wzbudzających – 20 ÷ 50; 100 Hz.

– amplitudy drgań – 5 ÷ 10 µm,

– statyczny nacisk na grunt – 0,15; 0,20 MPa.

2.1.2. Grunty nasypowe

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 7

2.1.2.1. Posadowienie fundamentów pod maszyny na gruntach nasypowych jest dopuszczalne, jeŜeli nasypy nie
zawierają humusu, śmieci pochodzenia organicznego i innych domieszek wywołujących znaczne osiadanie.

Nasypowe podłoŜe gruntowe powinno być starannie zagęszczone zgodnie z

PN-68/B-06050

i spełniać wymagania wg

tabl. 2.

2.1.2.2. Posadowienie fundamentów maszyn nieudarowych o mocy mniejszej od 500 kW , o średnim nacisku na
grunt mniejszym od 0,07 MPa jest dopuszczalne na gruntach nasypowych bez sztucznego zagęszczenia, jeŜeli wiek
nasypu z gruntów piaszczystych wynosi nie mniej niŜ 2 lata, a nasypu z gruntów spoistych nie mniej niŜ 5 lat.

2.1.2.3. Dynamiczne współczynniki podłoŜa C dla gruntów nasypowych określać naleŜy wg 2.1.1.1, przy czym
wartości C

podane w tabl. 1 naleŜy mnoŜyć w przypadku nasypu z gruntów spoistych przez współczynnik 0,9.

2.1.2.4. Ograniczenie posadowienia fundamentów pod maszyny na gruntach nasypowych.

a) Nie naleŜy posadawiać bezpośrednio fundamentów na następujących rodzajach nasypów:

– nasypy zawierające znaczne (J

> 2%) ilości torfu, trocin, wiórów śmieci lub innych domieszek, stwarzających

podatną na osiadanie strukturę gruntu,

– nasypy zawierające płynne lub miękkoplastyczne grunty spoiste,

– nasypy, których wiek nie przekracza minimum podanego w tabl. 2.

Tablica 2. Charakterystyka podłoŜa z gruntów nasypowych

Lp.

Rodzaj nasypu

Grunt tworzący nasyp

Minimalny wiek

nasypu

lat

Graniczne

obliczeniowe

obciąŜenie

jednostkowe

gruntu

nasypowego

MPa

Nasypy
powstałe w
wyniku
wcześniejszego
plantowania
terenu

świr, tłuczeń ceglany lub kamienny, rumosz skalny,
piaski grube i średnie

bez ograniczeń

0,10

Piaski drobne, gruz budowlany bez domieszek
organicznych

0,08

Piaski pylaste

0,05

Grunty spoiste

Specjalnie
wykonywane
poduszki
nasypowe pod
fundamenty

świr, tłuczeń lub rumosz skalny, piaski grube i
średnie

bez ograniczeń

0,20

Piaski drobne

0,15

Grunty spoiste

0,10

Podane wartości obliczeniowych obciąŜeń gruntu dotyczą przypadku posadowienia fundamentu na głębokości do 1,0
m. Przy większej głębokości posadowienia moŜna je zwiększyć o 0,02 MPa na kaŜdy następny 1 metr zagłębienia.
Podane w tabl. 2 wartości obliczeniowego obciąŜenia gruntu uwzględniają wpływ dynamiczny; w związku z tym nie
wymagają stosowania współczynników wg 2.3 tabl. 5.

b) Nie naleŜy posadawiać na gruntach nasypowych:

– fundamentów pod młoty i inne maszyny o działaniu udarowym,

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 8

– fundamentów wysokich wg 5.1.1, w szczególności zaś fundamentów ramowych pod maszyny o duŜym znaczeniu
gospodarczym, jak np. turbozespoły energetyczne.

Ograniczenie wg poz. b) nie dotyczy specjalnie wykonanych poduszek nasypowych z piasków i Ŝwirów zagęszczonych
mechanicznie (pod nadzorem geotechnicznym), o zbadanym stopniu zagęszczenia I

≥ 0,55 lub wskaźniku

zagęszczenia I

≥ 0,97.

2.1.3. Posadowienie na palach

2.1.3.1. Stosowanie pali do posadowienia fundamentów pod maszyny powinno być ograniczone do następujących
przypadków:

a) występowania gruntów nasypowych nie spełniających warunków wg 2.1.2,

b) występowania gruntów naturalnych wymienionych w 2.1.1.3.

Poza tym stosowanie pali moŜe mieć miejsce, w przypadku gdy ze względu na grubość warstwy słabych gruntów i
wielkość oraz znaczenie maszyny nie wchodzi w rachubę wymiana gruntu określonego w 2.1.1.3.

Palowanie moŜe być stosowane równieŜ wtedy, gdy dzięki temu osiągnięte zostanie zmniejszenie amplitud drgań
wymuszonych fundamentu nieosiągalne przy posadowieniu bezpośrednim lub gdy dzięki niemu ograniczone zostaną
ostateczne (plastyczne) osiadania fundamentu wywołane działaniem obciąŜeń dynamicznych. W tym przypadku naleŜy
stosować pale wbijane.

2.1.3.2. Właściwości spręŜyste podłoŜa palowego określa współczynnik spręŜystego oporu C'.

Dla pala zawieszonego współczynnik C' określa się w MN/m wg wzoru

(5)

w którym:

– współczynnik zaleŜny od rodzaju gruntu i materiału pala przyjmowany wg tabl. 3, MPa/m,

u – obwód przekroju poprzecznego, m,

l – długość pala, m.

Tablica 3. Wartości współczynnika µ dla pali wbijanych

Rodzaj gruntu

Współczynnik µ, MPa/m

pale drewniane

pale Ŝelbetowe

Plastyczne grunty spoiste (I

> 0,30)

7,5

Nawodnione piaski drobne i pylaste

Piaski (z wyjątkiem nawodnionych drobnych i pylastych), półzwarte i
zwarte grunty spoiste, grunty lessowe o naturalnej wilgotności

Rozstaw osiowy pali (o średnicy do 0,55 m) pod fundamentem powinien wynosić 4,5 ÷ 5 średnic pala.

2.1.3.3. Współczynnik spręŜystego oporu C' dla pali słupowych określa się uwzględniając spręŜystość podłoŜa, na
którym opierają się pale oraz spręŜystość samych pali.

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 9

2.1.3.4. Nośność pali obciąŜonych dynamicznie naleŜy określać wg

PN-83/B-02482

2.1.3.5. PodłoŜe fundamentów pod maszyny posadowionych na palach wielkośrednicowych naleŜy traktować
jako nieodkształcalne.

2.1.4. Wzmocnienie podłoŜa gruntowego. W przypadku występowania w podłoŜu gruntowym luźnych piasków,
zaleca się stosowanie zagęszczających pali piaskowych lub innych metod wzmacniania gruntu. Rozstaw i długość pali
piaskowych naleŜy ustalać w zaleŜności od stanu podłoŜa tak, aby po ich wykonaniu uzyskać minimalne średnie
zagęszczenie podłoŜa potwierdzone badaniem

≥ 0,55

2.1.5. Ochrona podłoŜa gruntowego. W przypadku budowy fundamentów pod turbozespoły o mocy powyŜej 100 MW
i inne maszyny klasy I (tabl. 10) na nawodnionych piaskach, naleŜy zapobiegać moŜliwości wywołania ruchu wód
podziemnych, mogącego prowadzić do powstania nierównomiernych osiadań lub odkształceń konstrukcji na skutek
zmiany stanu zagęszczenia gruntu.

2.1.6. Sztywność podłoŜa K potrzebna do obliczania częstości drgań własnych i amplitud drgań wymuszonych
fundamentu na podłoŜu gruntowym naleŜy obliczać wg wzorów (6) ÷ (17) podanych w tabl. 4.

Tablica 4. Sztywność podłoŜa gruntowego

Rodzaj spręŜystego odkształcenia

podłoŜa

Sztywność podłoŜa gruntowego

Posadowienie bezpośrednie

Posadowienie na palach

Ugięcie pionowe podstawy
fundamentu (przy równomiernym
nacisku)

= C

⋅

MN/m (6)

= nC'

MN/m (11)

Obrót podstawy fundamentu
względem osi poziomej prostopadłej
do płaszczyzny drgań (przy
nierównomiernym nacisku
pionowym)

Drgania w płaszczyźnie xz

m (7)

MNm (12)

Drgania w płaszczyźnie yz

m (8)

MNm (13)

Przesuw poziomy fundamentu w
kierunku osi x lub y (równomierny)

= K

= C

MN/m (9)>

dla pali drewnianych

= K

= C

MN/m (14)

dla pali Ŝelbetowych

= K

= 2C

MN/m (15)

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 10

Obrót podstawy fundamentu
względem osi pionowej (przy
nierównomiernym nacisku
poziomym)

m (10)

dla pali drewnianych

m (16)

dla pali Ŝelbetowych

m (17)

F – pole podstawy fundamentu, m

, I

– osiowe momenty bezwładności podstawy fundamentu względem osi przechodzących przez jej środek

cięŜkości, m

= I

+ I

– biegunowy moment bezwładności podstawy fundamentu, m

n – liczba pali,
C' – współczynnik określony wzorem (5),
C

, C

– współczynniki określone wzorami (1) ÷ (4),

, y

– odległości osiowe pali do odpowiedniej osi obojętnej podstawy fundamentu, prostopadłej do płaszczyzny

drgań, m.

2.2. Rozchodzenie się drgań w gruncie

2.2.1. Amplituda drgań pionowych (poziomych) podłoŜa gruntowego A

w odległości r od środka cięŜkości

fundamentu (rys. 1), wywołanych przez pionowe (poziome) drgania wymuszone fundamentu pod maszynę, moŜe być
orientacyjnie, niezaleŜnie od rodzaju gruntu podłoŜa, określona, w m, wg wzoru (18) (por. rys. 2).

(18)

w którym:
A

– amplituda wymuszonych drgań pionowych (poziomych) fundamentu (źródła drgań w gruncie), m

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 11

– zastępczy promień podstawy fundamentu o powierzchni F, m.

Wielkość amplitud A

drgań rozprzestrzeniających się w podłoŜu gruntowym określaną wg wzoru (18) naleŜy

skorygować, w zaleŜności od częstości drgań mnoŜąc otrzymane wartości:

dla częstości < 10 Hz przez 2,

dla częstości 10 ÷ 25 Hz przez 1,

dla częstości > 25 Hz przez 0.5.

Rys. 1. Rozchodzenie się drgań w gruncie

Rys. 2. Wykres współczynnika ρ do wzoru (18)

2.2.2. Częstość drgań rozprzestrzenianych w podłoŜu gruntowym przyjmuje się równą częstości drgań

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 12

wymuszonych fundamentu maszyny, a w przypadku maszyn udarowych (młotów) – częstości drgań własnych
fundamentu wywołanych uderzeniem.

2.3. NapręŜenia w gruncie przy obciąŜeniu fundamentami pod maszyny. Nacisk jednostkowy na podłoŜe gruntowe
przekazywany od fundamentu pod maszynę przez jego podstawę powinien spełniać warunek

(19)

w którym:

– średni nacisk jednostkowy na podłoŜe gruntowe wywierany przez podstawę fundamentu od obliczeniowych

statycznych obciąŜeń stałych,

– współczynnik warunków pracy maszyny wg tabl. 5,

– obliczeniowy graniczny opór jednostkowy podłoŜa gruntowego, określany zgodnie z postanowieniami

PN-81/B-03020

zał. 1.

Do obliczenia nacisku q

uwzględnia się jedynie obciąŜenie statyczne, tj. cięŜar fundamentu, cięŜar gruntu

nasypowego na obrzeŜach fundamentu oraz cięŜar maszyny i umieszczonych na fundamencie urządzeń.

Współczynnik zmęczenia w obliczeniach wytrzymałościowych podłoŜa gruntowego naleŜy przyjmować równy 1.

Tablica 5. Wartości współczynnika m

Rodzaj maszyny

Współczynnik m

Maszyny z mechanizmami korbowymi (silniki wysokopręŜne, spręŜarki tłokowe, maszyny
parowe, piły tarczowe itp.) urządzenia walcownicze, obrabiarki do metali i drewna; wszystkie
maszyny (wraz z młotami) przy zastosowaniu wibroizolacji

1,0

Turbozespoły, maszyny elektryczne (turbogeneratory, turbodmuchawy, turbospręŜarki,
kompensatory, zespoły prądnicowe itp.), inne maszyny obrotowe (pompy, wentylatory),
kruszarki, urządzenia młynowe traki pionowe w przemyśle drzewnym

0,8

Maszyny do formowania elementów w przemyśle odlewniczym i prefabrykacji elementów
Ŝelbetowych

0,5

Młoty matrycowe i do kucia swobodnego (fundamenty posadowione bezpośrednio na
gruncie bez stosowania wibroizolacji)

0,4

2.4. Tłumienie drgań w gruncie. Dla fundamentów pod maszyny, znajdujących się w warunkach zbliŜonych do stanu
rezonansu, naleŜy uwzględniać wpływ tłumienia drgań przez podłoŜe.

Współczynnik tłumienia drgań γ oblicza się wg wzoru

(20)

w którym:

– współczynnik charakteryzujący właściwości tłumiące podłoŜa gruntowego przyjmowany z tabl. 6, s,

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 13

– prędkość kątowa drgań wymuszonych fundamentu, rad/s równa:

a) dla maszyn nieudarowych – odpowiedniej prędkości drgań własnych fundamentu, z którą następuje rezonans;

b) dla młotów – prędkości pionowych drgań własnych fundamentu;

c) dla fundamentów, których drgania wzbudzane są przez drgania podłoŜa gruntowego ze źródła zewnętrznego –
prędkość drgań zakłócających podłoŜa.

Tablica 6. Współczynniki Φ charakteryzujące właściwości tłumiące podłoŜa gruntowego

Rodzaj gruntu

Współczynnik Φ, s

Grunty spoiste nawodnione
Grunty spoiste w stanie naturalnej wilgotności
Grunty piaszczyste, nawodnione
Grunty piaszczyste, nienawodnione
Grunty słabe, miękkoplastyczne grunty spoiste, nasypy (tabl. 2 p. 1)

0,003

0,003 ÷ 0,0045
0,0045 ÷ 0,006

0,006 ÷ 0,01
0,01 ÷ 0,015

NiŜsze wartości współczynnika Φ dotyczą fundamentów płytko posadowionych (h

= 1,0 ÷ 1,5 m), wyŜsze –

fundamentów głęboko posadowionych ( h

> 1,5 m).

Dla fundamentów pod precyzyjne obrabiarki, których drgania wzbudzane są przez drgania zakłócające przenoszone
przez podłoŜe, współczynnik Φ moŜna przyjmować z tabl. 6, mnoŜąc dla drgań poziomych wartość Φ przez 0,25.

3. ZASADY WYZNACZANIA OBCIĄśEŃ DYNAMICZNYCH I DYNAMICZNA CHARAKTERYSTYKA MASZYN

3.1. Podział maszyn ze względu na ich działanie dynamiczne na fundament. Maszyny dzieli się na:

a) maszyny o ustalonym ruchu okresowo-zmiennym (maszyny o działaniu nieudarowym),

b) maszyny o nieustalonym ruchu, przekazujące na fundament siły np. w postaci serii wstrząsów, uderzeń lub
pojedynczych impulsów.

3.2. Podział maszyn w zaleŜności od rodzaju ruchu mas. RozróŜnia się typy maszyn wg tabl. 7.

Tablica 7. Podział maszyn ze względu na rodzaj ruchu

Typ maszyny

Rodzaj ruchu mas

1
2
3
4

postępowo – zwrotny pionowy
postępowo – zwrotny poziomy

obrotowy wokół osi pionowej
obrotowy wokół osi poziomej

3.3. Podział maszyn w zaleŜności od prędkości ruchu. RozróŜnia się grupy maszyn wg tabl. 8.

Tablica 8. Podział maszyn ze względu na prędkość obrotową

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 14

Grupa maszyn

Charakterystyka prędkości ruchu

maszyny

Prędkość obrotowa (lub liczba skoków) maszyny, obr/min

1
2
3
4

mała

średnia

duŜa

bardzo duŜa

do 500

powyŜej 500 do 1500

powyŜej 1500 do 5000

powyŜej 5000

3.4. Podział maszyn w zaleŜności od wielkości obciąŜeń dynamicznych. RozróŜnia się kategorie maszyn wg tabl.
9. Orientacyjna przynaleŜność maszyn do poszczególnych kategorii dynamicznych podana jest w załączniku 1.

Tablica 9. Podział maszyn ze względu na wielkość sił wzbudzających

Kategoria

maszyny

Dynamiczność

maszyny

Wielkość charakterystycznych sił

wzbudzających (nieudarowych)

Wielkość charakterystyczna

nagłego impulsu zastępczego

III

mała

średnia

duŜa

bardzo duŜa

do 0,1

powyŜej 0,1 do 1,0
powyŜej 1,0 do 3,0

powyŜej 3,0

do 0,01

od 0,01 do 0,1

od 0,1 do 1,0

powyŜej 1,0

3.5. Podział maszyn w zaleŜności od znaczenia gospodarczego. RozróŜnia się klasy maszyn wg tabl. 10.

Tablica 10. Podział maszyn ze względu na ich znaczenie

Klasa maszyny

Znaczenie

Zasięg znaczenia pracy maszyny

III
IV

bardzo duŜe
duŜe
średnie
małe

dla całego kraju
dla gałęzi przemysłu
dla zakładu produkcyjnego
dla wydziału zakładu

3.6. ObciąŜenia maszynami

3.6.1. Rodzaje obciąŜeń. Przy projektowaniu i obliczaniu fundamentów i konstrukcji wsporczych pod maszyny
rozróŜnia się następujące obciąŜenia:

– stałe, do których zalicza się cięŜar własny fundamentu, gruntu (jeŜeli spoczywa on na obrzeŜach), cięŜar maszyn i
cięŜar pomocniczych urządzeń ustawionych na fundamencie,

– zmienne, do których zalicza się siły wyraŜające dynamiczne działanie maszyny, siły wyraŜające specjalne
oddziaływanie maszyny (np. moment zwarcia, nierównomierne nagrzanie, siła ssania próŜni kondensatora).

3.6.2. ObciąŜenie dynamiczne charakterystyczne. W celu sprawdzenia stanu granicznego uŜytkowania
przeprowadza się obliczenie amplitud drgań wymuszonych, przyjmując charakterystyczne obciąŜenia dynamiczne (siły
wzbudzające) wg tabl. 11. Obliczone wartości amplitud porównuje się z wielkościami obliczonymi wg rozdz. 4.

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 15

Tablica 11. Charakterystyczne obciąŜenia dynamiczne (amplitudy sił wzbudzających) dla niektórych rodzajów

maszyn

lp.

Rodzaj maszyny

ObciąŜenia dynamiczne (amplitudy sił wzbudzających)

Maszyny obrotowe (np. silniki elektryczne,
pompy odśrodkowe, wentylatory
klimatyzacyjne, przetwornice,
kompensatory) o prędkości obrotowej:
do 500 obr/min
500 ÷ 750 obr/min
powyŜej 750 obr/min

– cięŜar części obracających się, kN

= 0,1G

= 0,15G

= 0,20G

Turbogeneratory

= 0,20G

Wirówki (d – średnica części obracającej
się w m)

Wentylatory spalin o prędkości obrotowej
n

obr/min (lub zanieczyszczeń

powodujących korozję albo oblepianie
łopatek wirnika)

lecz nie mniej niŜ 0,2 G

Młyny i kruszarki obrotowe, młyny bijakowe
itd. (r – wg danych dostawcy maszyny)

= mr

m – masa wirująca, Mg,
r – zastępczy mimośród wirującej masy, m
ω

– kątowa prędkość obrotów, rad/s

Sita wstrząsowe (bez wibroizolacji)

= 0,20m A

m – masa sita z zapełnieniem, Mg
A

– amplituda drgań sita, m

Maszyny tłokowe

wg teorii mechanizmów z uwzględnieniem sił wzbudzających I
i II rzędu

Młoty i inne maszyny udarowe

wg teorii uderzeń w zaleŜności od masy uderzającej m, Mg i
prędkości w chwili uderzenia v

, m/s

S = m v

(1 + k) kN

gdzie k – współczynnik kucia dla młotów matrycowych
stal – k = 0,5
metale kolorowe – k = 0
dla młotów swobodnego kucia – k = 0,25

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 16

Silniki i generatory elektryczne

Moment zwarcia

kNm

gdzie:
W – znamionowa moc maszyny, kW
n

– prędkość obrotowa, obr/min

k – współczynnik równy
dla maszyn asynchronicznych  k = 5
dla maszyn synchronicznych  k = 8
dla maszyn prądu stałego  k = 10
dla turbogeneratorów k = 12

Stoły wibracyjne na spręŜystych podporach

gdzie:
Q

– moment mimośrodów wibratora, kNm

Q – charakterystyczna wartość cięŜaru części drgających stołu
wraz z formowanym elementem, kN, której nie wlicza się do
cięŜaru całego układu
K

– sumaryczna sztywność pionowa spręŜystych podpór,

kN/m

Stoły wibracyjno – udarowe i udarowe na
spręŜystych podporach
(współczynnik uderzenia naleŜy
przyjmować k = 0,5)

jak dla młotów, przy czym prędkość w chwili uderzenia

gdzie:
P

– charakterystyczna wartość siły wzbudzającej wibratora,

kN
m – charakterystyczna wartość masy części ruchomych wraz z
formowanym elementem, Mg
ω

– kątowa prędkość obrotów, rad/s

Inne maszyny

wg załoŜeń dostawcy maszyny

3.6.3. ObciąŜenia obliczeniowe. Do sprawdzenia stanu granicznego nośności stosuje się obciąŜenie obliczeniowe,
uzyskiwane przez pomnoŜenie obciąŜeń charakterystycznych przez współczynniki odciąŜenia, warunków pracy itd.
(tabl. 12).

Tablica 12. Podział obciąŜeń i współczynniki obciąŜenia γ

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 17

Rodzaj obciąŜenia

Współczynnik

a) ObciąŜenia stałe

– CięŜar własny fundamentu i opierających się na nim stropów i pomostów

1,1

– CięŜar gruntu na obrzeŜach fundamentu

1,2

– CięŜar maszyny wraz z poruszającymi się częściami (wirnikami)

1,2

– CięŜar urządzeń pomocniczych, instalacji technologicznych

1,2

b) ObciąŜenia zmienne długotrwałe

– od termicznych odkształceń maszyny

1,2

– od ciągu próŜni kondensatora

1,2

– od zmian temperatury rurociągów

1,5

– od skurczu betonu

1,2

c) ObciąŜenia zmienne krótkotrwałe

– od próbnych obciąŜeń (próby hydrauliczne)

1,1

– obciąŜenia montaŜowe

1,2

– od dźwigów opierających się na fundamencie

wg norm dotyczących

dźwigów

– obciąŜenia dynamiczne
maszyny obrotowe
maszyny korbowe
młoty

5
2

1,6

d) ObciąŜenia szczególne

– moment zwarcia

1,2

– obciąŜenia przy awarii maszyny

1,0

– obciąŜenia sejsmiczne

wg oddzielnych przepisów

3.6.4. Zmęczenie materiału od wielokrotnych obciąŜeń dynamicznych moŜna uwzględniać w przybliŜony sposób,
mnoŜąc obciąŜenia dynamiczne przez współczynnik α wynoszący:

dla wszystkich maszyn z wyjątkiem młotów α = 2

dla młotów

– fundamenty na wibroizolacji α = 1,5

– fundamenty bez wibroizolacji α = 1

W przypadku stosowania przybliŜonej metody uwzględniania wielokrotności obciąŜeń z zastosowaniem

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 18

współczynników α sprawdzenie stanu granicznego nośności dotyczy obliczeniowej wytrzymałości materiału ustalonej
jak dla konstrukcji obciąŜonej statycznie.

3.6.5. Rozwarcie rys w ramowych konstrukcjach fundamentów Ŝelbetowych sprawdza się wg

PN-84/B-03264

przyjmując obciąŜenie dynamiczne charakterystyczne zwiększone 1,5-krotnie (por. p. 5.6.20).

3.6.6. ObciąŜenia dynamiczne działające poziomo wzdłuŜ osi maszyny, jeŜeli zachodzi potrzeba ich uwzględnienia
np. dla fundamentów pod turbogeneratory, przyjmuje się o wielkości równej

obciąŜeń określonych wg tabl. 11.

3.6.7. Kombinacje obciąŜeń. Przy sprawdzaniu nośności konstrukcji fundamentu naleŜy przyjmować realne
kombinacje obciąŜeń, mogących występować równocześnie.

3.6.8. Współczynnik konsekwencji zniszczenia konstrukcji. Przy sprawdzaniu stanu granicznego nośności
konstrukcji fundamentów pod maszyny naleŜy uwzględniać współczynnik konsekwencji zniszczenia konstrukcji jako
mnoŜnik do obciąŜeń, wynoszący:

dla maszyn klasy I (tabl. 10) – 1,2

dla maszyn klasy II (tabl. 10) – 1,1

dla maszyn klasy III i IV (tabl. 10) – 1,0

3.6.9. Moment zwarcia. Przy sprawdzaniu stanu granicznego nośności, obliczeniowe wartości momentów zwarcia w
maszynach elektrycznych (por. tabl. 11 i 12) mnoŜy się przez współczynnik dynamiczny α

= 2 (por 3.7.2). Wpływu

zmęczenia nie uwzględnia się.

3.7. ObciąŜenia o charakterze impulsu

3.7.1. Stan graniczny nośności przy działaniu obciąŜeń o charakterze impulsu sprawdza się:

a) przy działaniu impulsów sporadycznych – bez uwzględnienia wpływu zmęczenia,

b) przy działaniu serii impulsów – z uwzględnieniem wpływu zmęczenia zgodnie z wymaganiami

PN-84/B-03264

3.7.2. Kryterium obciąŜenia impulsowego. ObciąŜenie ma charakter impulsu, jeŜeli działa na konstrukcję przez
dostatecznie mały okres czasu, tj. gdy τ ≤ 2,5T

w którym:

– czas trwania impulsu, s,

– okres podstawowych drgań własnych konstrukcji, na którą działa impuls, s.

JeŜeli czas trwania impulsu τ > 2,5T

to obliczenie konstrukcji sprowadza się do jej statycznego obliczenia na działanie

zastępczego obciąŜenia, które z pewnym zapasem moŜna przyjmować wg tabl. 13.

Tablica 13. Zastępcze obciąŜenie od działania impulsu przy τ > 2,5 T

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 19

Postać impulsu

Zastępcza siła

2 P

max

1,25 P

max

1,10 P

max

W przypadku nagłego przyłoŜenia obciąŜenia P konstrukcję oblicza się na zastępcze obciąŜenie 2 P.

W przypadku nagłego zdjęcia obciąŜenia P konstrukcję oblicza się na zastępcze obciąŜenie (- P).

3.7.3. Rodzaje impulsów. RozróŜnia się następujące impulsy

– krótkotrwały, gdy 0,1T

≤ τ ≤ T

– nagły gdy τ < 0,1T

w którym:

– największy okres drgań własnych kontrukcji, s,

– najmniejszy okres drgań własnych konstrukcji, s.

Dla konstrukcji o 1 stopniu swobody T

= T

Dla konstrukcji o nieskończonej liczbie stopni swobody moŜna przyjmować T

= 0,05T

Przemieszczenia i siły wewnętrzne w konstrukcji wywołane działaniem impulsów zaleŜą:

– dla impulsu krótkotrwałego od wartości impulsu S, czasu jego trwania i od jego postaci ƒ (t) (rys. 3),

– dla impulsu nagłego tylko od wartości impulsu S.

Efekt działania impulsu nagłego jest większy od efektu działania impulsu krótkotrwałego tej samej wielkości.

JeŜeli jest brak ścisłych danych dotyczących impulsów krótkotrwałych, to dopuszcza się przyjmowanie
niekorzystniejszych parametrów, a mianowicie:

a) przy braku danych o postaci impulsu – postać impulsu prostokątnego, (tabl. 13),

b) przy braku danych o czasie trwania impulsu (dla normalnie spotykanych w eksploatacji przemysłowej obciąŜeń o
charakterze impulsu) – czas trwania τ

min

= 0,001 s (nie dotyczy to uderzenia ciał o znacznej plastyczności, kiedy to

konieczne jest określenie czasu trwania uderzenia na drodze doświadczalnej lub obliczeniowej).

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 20

Rys. 3. Wykres impulsu krótkotrwałego

3.7.4. Powtarzalność impulsów. RozróŜnia się impulsy jednokrotne (np. przypadkowy upadek cięŜaru, zwarcie w
maszynach elektrycznych, uderzenie cieczy przy napełnianiu zbiornika itd.) oraz impulsy wielokrotne (np. seria uderzeń
młota lub prasy).

Impuls wielokrotny naleŜy traktować jako jednokrotny, jeŜeli odstęp czasu pomiędzy kolejnymi impulsami (uderzeniami)
jest większy od wartości

Impuls wielokrotny nazywa się impulsem okresowym, gdy odstępy czasu między kolejnymi impulsami są jednakowe i
mniejsze od wartości

w której:

– wg 3.7.3

– współczynnik tłumienia drgań (wzór (20) lub tabl. 23).

Działanie impulsów okresowych wymaga uwzględnienia w obliczeniu wpływu następnych impulsów na przemieszczenia
i siły wewnętrzne wywołane pierwszym impulsem.

4. ZASADY WYZNACZANIA DOPUSZCZALNYCH AMPLITUD DRGAŃ

4.1. Stan graniczny drgań. Stan graniczny drgań fundamentu lub konstrukcji wsporczej moŜe być ustalony:

a) ze względu na uŜytkowanie samej maszyny (rys. 4) lub rodzaj maszyny (tabl. 14)

b) ze względu na zakłócenia powodowane w otoczeniu przez jej pracę, przy czym brany jest tu pod uwagę wpływ drgań
na pracujących w sąsiedztwie ludzi oraz wpływ drgań na wraŜliwe instrumenty i urządzenia,

c) ze względu na znajdujące się w otoczeniu maszyny obiekty budowlane wraŜliwe na drgania.

Tablica 14. Dopuszczalne amplitudy drgań wymuszonych dla fundamentów pod niektóre rodzaje maszyn

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 21

Rodzaj maszyny

Prędkość obrotowa obr/min

Dopuszczalna amplituda

drgań µm

Turbogeneratory o mocy ≥ 100MW
Turbogeneratory o mocy < 100MW

3000
3000

20
30

Maszyny tkackie

100 ÷ 150

300

Maszyny przędzalnicze

200 ÷ 500

100 ÷ 120

Obrabiarki, z wyjątkiem precyzyjnych

750 ÷ 1000

Kruszarki rotacyjne i szczękowe

300

)

Maszyny tłokowe

< 200
> 200

250/300

)

rys. 4

Młoty
– posadowienie na gruncie
– posadowienie na wibroizolacji

5.5.2

7.4.3.2

) W przypadku ustawiania kruszarki na czasowej konstrukcji stalowej podana wartość dopuszczalnej amplitudy

drgań dotyczy Ŝelbetowej płyty fundamentowej posadowionej na podłoŜu gruntowym.

) Przy wysokości fundamentu ≥ 5 m.

Rys. 4. Wykres dopuszczalnych (największych) amplitud drgań wymuszonych ze względu na uŜytkowanie samej

maszyny

Ze względu na ograniczenia wynikające z zaleceń dotyczących poz. b) i c) wielkości amplitud drgań wymuszonych
fundamentów lub konstrukcji wsporczych mogą być ograniczone do wartości mniejszych niŜ wynikałoby to z poz. a).

4.2. Wyznaczanie dopuszczalnych amplitud drgań wymuszonych. Dopuszczalną amplitudę drgań naleŜy
wyznaczać:

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 22

a) zgodnie z wymaganiami dostawcy lub producenta maszyny,

b) przy braku ścisłych wymagań wg poz. a ) naleŜy dopuszczalną amplitudę drgań ustalić wg rys. 4 oraz tabl. 14, a
następnie ograniczyć jej wielkość biorąc pod uwagę:

– niekorzystne warunki gruntowe,

– wraŜliwość na wpływ drgań przebywających w otoczeniu ludzi,

– wraŜliwość maszyn precyzyjnych i urządzeń znajdujących się w otoczeniu maszyny,

– stan konstrukcji budynku, w którym maszyna ma być ustawiona, inne czynniki.

Nie jest wskazane dąŜenie do projektowania fundamentów o amplitudach drgań wymuszonych równym wartościom
dopuszczalnym wg rys. 4, jeŜeli niewielkim kosztem moŜna uzyskać lepsze warunki pracy fundamentu (mniejszą
amplitudę drgań wymuszonych).

4.3. Ocena szkodliwości drgań w budynkach. NaleŜy przeprowadzić ją wg danych przytoczonych w załączniku 2.

4.4. Amplitudy drgań w miejscach przebywania obsługi maszyny. Obliczeniowe amplitudy drgań wymuszonych
belek i płyt górnej części fundamentu przeznaczonej do obsługi maszyny (pomostów roboczych), poza miejscami
oparcia maszyny powinny być mniejsze od wartości ustalonych z uwzględnieniem dopuszczalności drgań dla ludzi przy
załoŜeniu czasu przebywania ludzi równego co najwyŜej 1 h. Dla fundamentów pod turbozespoły o znamionowej
prędkości obrotowej n

= 3000 obr/min moŜna przyjmować A

dop

= 25 µm.

4.5. Dopuszczalne amplitudy drgań o róŜnych częstościach w miejscach przebywania ludzi. W przypadku
równoczesnego występowania drgań wzbudzających o róŜnych częstościach n

i odpowiadających tym częstościom

amplitudach A

dopuszczalną amplitudę drgań moŜna określać dla zastępczej częstości drgań n

obliczonej ze

wzorów:

a) dla częstości n

≥ 10 Hz

(21)

b) dla częstości n

< 10 Hz

(22)

4.6. Dopuszczalne amplitudy drgań fundamentów na wibroizolacji. Dla fundamentów posadowionych za
pośrednictwem wibroizolacji dopuszczalne amplitudy drgań wymuszonych naleŜy przyjmować z wykresu rys. 4, przy
czym moŜna ich wartości zwiększać

a) dla maszyn o częstości drgań wzbudzających

16 Hz ≥ n

≥ 5 Hz – 1,5 razy

b) dla maszyn o częstości drgań wzbudzających

< 5 Hz – 2 razy

4.7. Dopuszczalne amplitudy drgań fundamentów pod agregaty złoŜone z maszyn o róŜnych częstościach
drgań wzbudzających. Dopuszczalną amplitudę drgań naleŜy przyjąć zróŜnicowaną dla poszczególnych miejsc

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 23

fundamentu, w zaleŜności od częstości drgań wzbudzających maszyn stanowiących agregat, lub jak dla maszyny o
najwyŜszej częstości drgań wzbudzających.

5. FUNDAMENTY POD MASZYNY POSADOWIONE NA PODŁOśU GRUNTOWYM

(bez wibroizolacji)

5.1. Układy konstrukcyjne fundamentów pod maszyny

5.1.1. Fundamenty blokowe. Do grupy tej zalicza się fundamenty, które mogą być traktowane jako nieodkształcalna
bryła drgająca na spręŜystym podłoŜu, a więc

– fundamenty stanowiące pełny blok (rys. 5a),

– fundamenty tworzące skrzynię, a składające się ze ścian (rys. 5b), (stosowane dla zmniejszenia masy fundamentu
lub uzyskania dostępu pod maszynę).

Rys. 5. Fundament niski

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 24

a) blokowy; b) ścianowy

Fundamenty blokowe dzielą się na fundamenty niskie (H ≤ b) (rys. 5) i wysokie (H > b) (rys. 6).

Rys. 6. Fundament blokowy, wysoki

5.1.2. Fundamenty ramowe. Do grupy tej zalicza się fundamenty o konstrukcji słupowo-belkowej, której elementy
mogą wykonywać drgania giętne, a więc:

– fundamenty stanowiące układ powiązanych ze sobą ram poprzecznych i podłuŜnych (rys. 7),

– fundamenty o układzie mieszanym, złoŜonym z ram i ścian,

– fundamenty złoŜone ze słupów, na których oparta jest sztywna płyta górna (rys. 8).

Fundamenty ramowe mogą mieć konstrukcję Ŝelbetową lub stalową, przy czym konstrukcje stalowe stosuje się
wyjątkowo w specjalnie uzasadnionych przypadkach.

Rys. 7. Fundament ramowy z płytą górną uformowaną z układu belek

1 – płyta górna; 2 – słupy; 3 – płyta dolna

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 25

Rys. 8. Fundament ramowy z pełną płytą górną

1 – płyta górna; 2 – słupy; 3 – płyta dolna

5.2. Ogólne wymagania projektowe

5.2.1. Usytuowanie fundamentu. NaleŜy dąŜyć do tego, aby fundamenty pod maszyny o duŜej dynamiczności
oddalać od obiektów wraŜliwych na drgania, tj. od pomieszczeń zawierających precyzyjne urządzenia pomiarowe lub
obrabiarki, a takŜe od budynków mieszkalnych.

5.2.2. Kształtowanie fundamentu

5.2.2.1. Kształtowanie górnej części fundamentu naleŜy przeprowadzać ściśle wg rysunków dyspozycyjnych
wytwórcy maszyny. Zmiany w stosunku do tych rysunków wymagane ze względów obliczeniowych i konstrukcyjnych
powinny być uzgodnione z dostawcą maszyny tak, Ŝeby nie spowodować kolizji przy montaŜu lub obsłudze maszyny.

NaleŜy dąŜyć do upraszczania kształtu elementów fundamentu.

5.2.2.2. Głębokość posadowienia fundamentów pod maszyny naleŜy ustalać w zaleŜności:

a) od rysunków dyspozycyjnych dostawcy maszyny (wycięć, długości śrub kotwiących),

b) od rodzaju fundamentu, jego konstrukcji i wielkości obciąŜeń dynamicznych,

c) od głębokości posadowienia sąsiednich fundamentów i kanałów (rys. 9),

d) od warunków geotechnicznych.

Głębokość h

posadowienia fundamentów wysokich wg 5.1.1 powinna zapewniać stateczność i bezpieczeństwo pracy

konstrukcji, przy czym powinien być spełniony warunek

w którym H – wysokość nadziemnej części fundamentu wysokiego, m.

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 26

Rys. 9. Posadowienie fundamentów pod maszyny przy głębiej posadowionych obiektach

5.2.2.3. Kształt podstawy fundamentu pod maszynę w planie powinien być przyjmowany w zasadzie jako prostokąt
tak, Ŝeby środek cięŜkości całego układu składającego się z fundamentu, maszyny oraz opierających się na
fundamencie instalacji z uwzględnieniem innych obciąŜeń stałych i cięŜaru gruntu, spoczywających na obrzeŜach, leŜał
na linii pionowej przechodzącej przez środek cięŜkości podstawy fundamentu.

W przypadku sąsiedztwa istniejących obiektów uniemoŜliwiających pełne wycentrowanie fundamentu, dopuszcza się
mimośród nie przekraczający 3% długości boku podstawy w kierunku przesunięcia środka cięŜkości.

Dla gruntów makroporowatych obciąŜenie mimośrodowe jest niedopuszczalne.

Nie ogranicza się mimośrodowości dla fundamentów pod obrabiarki. Kierować się tu naleŜy zasadami ustalonymi dla
zwykłych fundamentów wg

PN-81/B-03020

Podstawa fundamentu powinna stanowić jedną płaszczyznę poziomą.

5.2.2.4. Odstępy śrub fundamentowych od krawędzi fundamentu powinny spełniać następujące warunki:

a) od brzegu studzienek na śruby kotwiące do zewnętrznych krawędzi

przy śrubach ≤ M36 – co najmniej 100 mm,

przy śrubach > M36 – co najmniej 150 mm,

b) od osi śrub do brzegu fundamentu w przypadku śrub z płytami kotwowymi co najmniej 4 średnice śrub.

JeŜeli spełnienie powyŜszych warunków nie jest moŜliwe, naleŜy między śrubą a ścianą fundamentu zastosować
dodatkowe zbrojenie.

5.2.2.5. Przerwy dylatacyjne. Fundamenty pod maszyny powinny być oddzielane od konstrukcji budynku, tj.
fundamentów, stropów, podłóg, pomostów obsługi itd. przerwą dylatacyjną powietrzną lub wypełnione miękkim
materiałem.

Dopuszczalne jest opieranie na fundamentach pod maszyny pomostów wolnostojących, tj. nie połączonych z
konstrukcją budynków. Opieranie na fundamentach pod maszyny elementów konstrukcji budynków, moŜe być
stosowane wyjątkowo pod warunkiem uzasadnienia słuszności takiego rozwiązania obliczeniem dynamicznym.

5.3. Materiały konstrukcyjne

5.3.1. Fundamenty betonowe i Ŝelbetowe. NaleŜy stosować klasy betonu zgodnie z tabl. 15. W fundamentach pod
maszyny IV kategorii dynamicznej (tabl. 9) i bardzo duŜym znaczeniu (tabl. 10) naleŜy stosować beton o szczególnie
wysokiej jakości, starannie zaprojektowany oraz odznaczający się jednorodnością, małą skurczliwością i wysoką
wytrzymałością.

Do konstrukcyjnego zbrojenia fundamentów moŜna stosować dowolne gatunki stali. Do zbrojenia stosowanego na
podstawie obliczeń wytrzymałościowych naleŜy uŜywać stali A0 i AI (STOS i St3S).

Stale AII i AIII mogą być stosowane do zbrojenia wytrzymałościowego pod warunkiem sprawdzenia konstrukcji na
rozwarcie rys lub wyjątkowo przy traktowaniu ich pod względem wytrzymałościowym jak stal AI.

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 27

Tablica 15. Klasy betonu stosowane do fundamentów pod maszyny

Rodzaj maszyn

Stosowana klasa betonu (wg

PN-75/B-06250)

fundamenty

blokowe

fundamenty

ramowe lub

elementy belkowe

Maszyny z mechanizmami korbowymi (silniki wysokopręŜne itp.
kruszarki, młyny, przesiewacze, prasy itd.)
I, II, III kategorii dynamicznej
IV kategorii dynamicznej

B15
B20

B20
B25

Maszyny elektryczne i obrotowe (pompy, wirówki, wentylatory, zespoły
prądnicowe)
I, II, III kategorii dynamicznej
IV kategorii dynamicznej

B15
B20

B20
B25

Turbozespoły
o mocy do 20 MW
o mocy 20 ÷ 100 MW
o mocy powyŜej 100 MW

B20

-
-

B25

B25, B30

B30

Urządzenia walcownicze, obrabiarki

B15

B20

Młoty o energii pojedynczego uderzenia
U < 120 kJ
120 kJ ≤ U ≤ 400 kJ
U > 400 kJ

bloki fundamentowe

B25
B30
B30

skrzynie osłaniające

B20
B20
B25

5.3.2. Fundamenty o konstrukcji stalowej. Fundamenty o konstrukcji stalowej moŜna stosować wyjątkowo w
uzasadnionych przypadkach, przy czym obowiązują wymagania PN-80/B-03200.

Spawanie konstrukcji stalowej fundamentów wymaga opracowania właściwej technologii, mającej na celu ograniczenie
odkształceń termicznych.

5.3.3. Fundamenty z muru ceglanego. Mur ceglany moŜe być stosowany wyjątkowo na fundamenty blokowe,
posadowione powyŜej poziomu wód gruntowych.

Na fundamentach murowanych mogą być ustawiane maszyny z mechanizmami korbowymi I i II kategorii dynamicznej
oraz obrabiarki wymienione w załączniku 3 p. 2 o masie do 4000 kg. Stosować naleŜy mur z cegły wypalanej z gliny o
wytrzymałości średniej co najmniej 10 MPa na zaprawie cementowej marki co najmniej 8 wg

PN-87/B-03002

5.4. Projektowanie fundamentów blokowych pod maszyny o działaniu nieudarowym posadowionych na podłoŜu
gruntowym (bez wibroizolacji)

5.4.1. Wymagania projektowe. Właściwie zaprojektowany fundament pod maszynę powinien spełniać wymagania
dotyczące stanu granicznego uŜytkowania, polegające na ograniczeniu amplitud drgań wymuszonych pod wpływem
charakterystycznych obciąŜeń dynamicznych maszyny do wielkości dopuszczalnych tj. spełniać warunek

A ≤ A

dop

Przy obliczaniu amplitudy drgań A uwzględniać moŜna tłumienie drgań przez podłoŜe gruntowe. Zaleca się unikanie
stanu rezonansu, co wyraŜa się warunkiem

≠ n

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 28

JeŜeli projektuje się fundament pod maszynę, dla której nie moŜna ustalić wielkości sił wzbudzających (np. ze względu
na uzasadniony brak danych), a znane są częstości drgań wzbudzających n

, to wyjątkowo moŜna poprzestać na

spełnieniu warunku. aby częstości drgań własnych fundamentu pionowe i niŜsze wahadłowe (złoŜone) n

róŜniły się od

częstości siły wzbudzającej maszyny co najmniej o 20%.

Wielkość A

dop

naleŜy ustalać zgodnie z wymaganiami rozdz. 4.

5.4.2. Wpływ pracy maszyn sąsiednich. Przy obliczaniu amplitud drgań wymuszonych fundamentu pod maszynę
moŜna nie uwzględniać wpływu pracy maszyn znajdujących się w sąsiedztwie.

5.4.3. Zakres obliczeń blokowych fundamentów pod maszyny o działaniu nieudarowym obejmuje:

a) obliczenie masy układu, połoŜenia jego środka cięŜkości i sprawdzenia średniego nacisku statycznego na grunt,

b) obliczenie amplitud drgań wymuszonych fundamentu na spręŜystym podłoŜu,

c) obliczenie poszczególnych elementów konstrukcji fundamentu wg stanu granicznego nośności,

d) ustalenie zbrojenia fundamentu.

5.4.4. Obliczenie amplitud drgań fundamentu naleŜy wykonać zgodnie z teorią drgań bryły sztywnej opartej na
spręŜystym podłoŜu, przy czym dopuszcza się:

a) pominięcie bezwładności podłoŜa,

b) przyjmowanie cech spręŜystych podłoŜa wg rozdziału 2.1 niniejszej normy,

c) pominięcie wpływu mimośrodowego rozmieszczenia mas przy spełnieniu warunku wg 5.2.2.3.

5.4.5. Obliczenia dynamiczne fundamentów pod maszyny na kesonach lub studniach zapuszczanych moŜna
wykonywać przyjmując jako masę drgającą blok fundamentowy wraz z kesonem lub studnią uwzględniając wpływ
spręŜystego, bocznego odporu gruntu.

5.4.6. Wpływ bocznego odporu gruntu uwzględnia się, gdy wysokość zasypanej części fundamentu h w stosunku do
długości podstawy a jest znaczna, tj. gdy

w tym celu posługujemy się tabl. 16, zgodnie z którą obliczone

niŜsze prędkości drgań własnych złoŜonych fundamentu λ

oraz amplitudy drgań wymuszonych A

obliczone bez

uwzględnienia tego wpływu odpowiednio są korygowane.

Tablica 16. Wpływ bocznej zasypki gruntu na fundament

Stosunek wysokości h zasypki do

szerokości lub długości fundamentu

Skorygowana prędkość drgań

własnych złoŜonych

Skorygowana wartość amplitudy

drgań wymuszonych

1,5 λ

0,6A

2,0 λ

0,4A

Dla fundamentów niskich (p. 5.1.1) przy wartości stosunku

moŜna obliczeń dynamicznych nie

przeprowadzać.

5.4.7. Wymagania konstrukcyjne fundamentów pod maszyny o działaniu nieudarowym

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 29

5.4.7.1. Zbrojenie Ŝelbetowych fundamentów blokowych pod maszyny o wypadkowej sił wzbudzających
P

≤

≤ 0,5 kN oraz o objętości betonu w fundamencie do 20 m

przy stosunku długości l

bloku fundamentowego do

jego wysokości h

, spełniającym warunek

, wykonuje się konstrukcyjnie tylko na obwodzie otworów i wycięć

oraz w miejscach osłabionych wycięciami (takŜe elementy cienkościenne). Zbrojenie powinno składać się z prętów, o
średnicy 8 ÷ 12 mm układanych co 15 ÷ 20 cm w zaleŜności od wymiarów zbrojonego miejsca.

5.4.7.2. Zbrojenie fundamentów blokowych pod maszyny o wypadkowej sił wzbudzających Pd > 0,5 kN oraz o
objętości betonu w fundamencie do 20 m

wykonuje się jak w 5.4.7.1 oraz dodatkowo siatkami z prętów o średnicy

12 ÷ 16 mm i oczkach 20 ÷ 30 cm, układanymi w płaszczyznach wierzchu i spodu fundamentu.

5.4.7.3. Zbrojenie fundamentów o objętości betonu powyŜej 20 m

naleŜy wykonywać jak w 5.4.7.2 oraz dodatkowo

wszystkie pozostałe powierzchnie bloku fundamentowego naleŜy uzbroić siatkami z prętów o średnicy 10 ÷ 16 mm i
oczkach 30 ÷ 40 cm. RównieŜ naleŜy stosować przestrzenne zbrojenie o średnicy prętów jak wyŜej i rozstawie od 60 do
80 cm.

5.4.7.4. Zbrojenie fundamentów o bardzo duŜych objętościach, np. fundamentów pod urządzenia walcownicze,
naleŜy wykonać konstrukcyjnie (jeŜeli obliczenie wytrzymałości ze względu na obecność miejsc osłabionych nie
wymaga większego zbrojenia) siatkami o oczkach 20 ÷ 25 cm, układanymi w płaszczyźnie wierzchu i spodu
fundamentu. Średnice prętów w zaleŜności od długości fundamentu są podane w tabl. 17.

Tablica 17. Zbrojenie fundamentów o duŜych objętościach

Długość fundamentu, m

Średnica pręta, mm

≤ 20

> 20

16
20

Miejsca naraŜone na stałe uderzenia oraz na silne nagrzewanie ( t ≥ 100°C) powinny być zbrojone dodatkowo siatkami z
prętów o średnicy 10 ÷ 12 mm, rozstawionych: przy uderzeniach – co 10 cm (3 lub 4 warstwy siatek), a przy
nagrzewaniu – co 20 cm.

5.4.7.5. Zbrojenie fundamentów pod obrabiarki do metalu naleŜy stosować, gdy masa maszyny przekracza 12 Mg
oraz wtedy, gdy obrabiarki dają obciąŜenia dynamiczne, np. dłutownice, strugarki poprzeczne itp., przy czym
płaszczyzny spodu i wierzchu fundamentu zbroi się na podstawie obliczenia. Płaszczyznę spodu fundamentu naleŜy
zbroić co najmniej wg 5.4.7.2; zbrojenie płaszczyzny wierzchu powinna stanowić co najmniej siatka z prętów o średnicy
6 ÷ 8 mm i oczkach 15 × 15 cm.

5.4.7.6. Zbrojenie fundamentów o kształcie nieregularnym (występy i wcięcia) silnie wydłuŜonych

lub

szerokich

oraz posadowionych na nierównomiernie zagęszczonym podłoŜu gruntowym powinno być

wykonane na podstawie obliczeń wytrzymałościowych.

5.4.7.7. Zbrojenie fundamentów ścianowych. Zbrojenie płyt dolnych fundamentów powinno być ustalone na
podstawie obliczenia, przy czym ze względów konstrukcyjnych powinno ono składać się co najmniej z siatek prętów o
średnicy 12 ÷ 16 mm i oczkach 20 ÷ 30 cm, układanych w płaszczyznach spodu i wierzchu płyty.

Ściany naleŜy zbroić konstrukcyjnie siatkami o oczkach 20 ÷ 30 cm, przy czym pionowe pręty tych siatek powinny mieć
średnicę 12 ÷ 18 mm, poziome zaś 10 ÷ 12 mm. Górna płyta (lub rama) fundamentów powinna być zbrojona na
podstawie obliczeń wytrzymałościowych, przy czym obowiązuje warunek minimalnego zbrojenia ustalony w

PN-84/B-03264

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 30

5.4.7.8. Wielkość fundamentu pod maszynę powinna być ustalona tak, Ŝeby wysokość bloku fundamentowego była
jak najmniejsza, przy czym powinny być spełnione niŜej podane warunki.

Grubość płyty dennej największego zagłębienia w fundamencie powinna wynosić co najmniej

(a – mniejszy wymiar zagłębienia w planie, rys. 10). Najmniejszy odstęp od spodu fundamentu do końca najdłuŜszych
śrub fundamentowych powinien wynosić 15 cm (rys. 11a), przy czym przy wykonywaniu podłoŜa z chudego betonu pod
fundamentem i braku wody gruntowej dostateczną osłoną jest to podłoŜe (rys. 11b).

Rys. 10. Minimalna grubość dna zagłębienia

Rys. 11. Minimalna grubość dna otworów na śruby

W celu zmniejszenia głębokości posadowienia fundamentu naleŜy dąŜyć w porozumieniu z dostawcą maszyny do
zmniejszenia głębokości zagłębień i kanałów, a takŜe długości śrub kotwiących (fundamentowych) maszyny.

Długość śrub kotwiących naleŜy przy tym ustalać na podstawie obliczenia:

a) wytrzymałości konstrukcji fundamentu (w przypadku śrub kotwiących do płyt kotwowych),

b) sił przyczepności zaprawy cementowej do śruby (w przypadku obsadzania śrub w studzienkach wypełnianych
zaprawą cementową).

W obu przypadkach zakotwienie śrub w fundamencie powinno mieć zdolność przeniesienia siły co najmniej równej sile
wynikającej z wytrzymałości na rozerwanie. W fundamentach ścianowych maszyn grupy 1 i 2 (tabl. 8) naleŜy stosować
następujące wymiary elementów konstrukcyjnych:

grubość ścian, d

ść

≥ 0,6 m,

grubość płyty dolnej d

pł

≥ d

ść

wysięgi wspornikowe płyty dolnej ≤ 2,5 d

pł

wysięgi wspornikowe górnej płyty ≤ 2,0 m,

grubość nieobciąŜonych fragmentów poziomej płyty górnej 0,1 m.

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 31

5.4.7.9. Betonowe podlewki maszyny naleŜy zbroić wg 5.6.26.10.

5.5. Projektowanie fundamentów blokowych pod maszyny o działaniu udarowym

5.5.1. Obliczanie fundamentów pod młoty (i inne maszyny o działaniu udarowym)

5.5.1.1. Zakres obliczeń

a) Sprawdzenie nacisku na grunt wg 2.3.

b) Sprawdzenie połoŜenia środka cięŜkości układu w stosunku do środka cięŜkości podstawy fundamentu, przy czym
oba środki cięŜkości powinny znajdować się na osi uderzenia bijaka młota. Dla młotów swobodnego kucia o masie
części spadających mniejszej niŜ 400 kg wystarczy, Ŝeby środek cięŜkości podstawy fundamentu leŜał na linii
uderzenia bijaka.

c) Sprawdzenie amplitud drgań wymuszonych wg 5.5.2.

d) Sprawdzenie nacisku na podkładkę podkowadłową wg 5.5.5.

e) Sprawdzenie nośności zgodnie z wymaganiami

PN-84/B-03264

p. 7.2.

f) Obliczenie potrzebnej ilości zbrojenia dolnej płaszczyzny fundamentu i górnej części bloku pod kowadłem, a takŜe
części wspornikowych bloku.

g) Sprawdzenie wpływu drgań na otoczenie wg 4.1.

5.5.1.2. ObciąŜenia dynamiczne fundamentu pod młot stanowią siły pochodzące od uderzenia części spadających
młota w spoczywającą na kowadle odkuwkę.

5.5.2. Amplitudy dopuszczalne drgań fundamentu pod młot wywołanych uderzeniem części spadających na
kowadło nie powinny przekraczać:

a) dla podłoŜa z nawodnionych piasków drobnych i pylastych A

dop

= 0,150 ÷ 0,200 mm, przy czym w celu uniknięcia

nadmiernych drgań i osiadań konstrukcji sąsiednich, naleŜy stosować wibroizolację (p. 7.4) lub posadowienie na
palach; sposób posadowienia konstrukcji sąsiednich powinien uwzględniać moŜliwość powstania osiadań podłoŜa
gruntowego na skutek drgań, pochodzących od pracy młota;

b) dla podłoŜa z mokrych piasków średnich i grubych oraz pospółki A

dop

= 0,80 mm;

c) dla podłoŜa z innych gruntów A

dop

= 1,0 ÷ 1,2 mm.

Przy ustalaniu wielkości amplitudy dopuszczalnej naleŜy uwzględnić wpływ drgań na urządzenia wraŜliwe na wstrząsy,
co moŜe spowodować konieczność dalszego ograniczenia amplitudy dopuszczalnej drgań lub zastosowania
wibroizolacji.

5.5.3. Najmniejsza grubość bloku fundamentowego d

pod kowadłem w zaleŜności od masy części spadających (z

masą matrycy górnej) Q

– wg tabl. 18.

Tablica 18. Minimalna grubość bloku pod kowadłem

Masa części spadających Q

, Mg

Grubość bloku pod kowadłem d

, m

do 1,0

powyŜej 1,0 do 2,0
powyŜej 2,0 do 3,0
powyŜej 3,0 do 4,0
powyŜej 4,0 do 5,0
powyŜej 5,0 do 6,0

powyŜej 6,0 do 10

> 10

1,0

1,25
1,50
1,75
2,00
2,25
2,60

> 3,00

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 32

5.5.4. Zbrojenie bloku fundamentowego

5.5.4.1. Zbrojenie górnej części bloku pod kowadłem powinno składać się z poziomo układanych siatek o oczkach
10 × 10 cm, z prętów o średnicy 10 ÷ 12 mm; liczbę tych siatek (warstw) ustala się na podstawie obliczenia, przy czym
nie powinna ona być mniejsza niŜ podano w tabl. 19. Siatki naleŜy rozmieszczać wg rys. 12.

Rys. 12. Zbrojenie podkowadłowej części fundamentu

Tablica 19. Zbrojenie podkowadłowej części fundamentu

Zbrojenie podkowadłowej części fundamentu

Masa części spadających

do 1 Mg

1 ÷ 4 Mg

4 ÷ 6 Mg

6 ÷ 10 Mg

> 10 Mg

Liczba warstw zbrojenia

> 5

5.5.4.2. Zbrojenie dolnej części bloku podstawy naleŜy ustalić za pomocą obliczenia. Zbrojenie powinno składać się
co najmniej z siatki o oczkach 15 ÷ 20 cm, z prętów o średnicy 16 ÷ 20 mm.

5.5.4.3. Zbrojenie ściany zagłębienia dla kowadła oraz górnej płaszczyzny bloku, na której ustawiony jest kadłub
młota w fundamentach dla młotów swobodnego kucia, naleŜy wykonać konstrukcyjnie prętami o średnicy 12 ÷ 16 mm,
tworzącymi siatki o oczkach 15 ÷ 20 cm; pręty pionowe siatek powinny być częściowo przedłuŜone do spodu bloku
fundamentowego. Części bloku fundamentowego otaczające wnękę dla kowadła naleŜy dodatkowo zbroić pionowymi
prętami o średnicy 12 ÷ 16 mm w rozstawie 20 × 20 cm, jeŜeli z obliczenia nie wynika większe zbrojenie (rys. 12).

5.5.4.4. Zbrojenie (pręty skośne) dla przejęcia głównych napręŜeń rozciągających naleŜy stosować jedynie w
przypadku, gdy przekroczona jest obliczeniowa wytrzymałość betonu R

, a powiększenie grubości bloku jest

niemoŜliwe.

5.5.4.5. Zbrojenie powierzchniowe i przestrzenne moŜna stosować zgodnie z zaleceniami 5.4.7.1 ÷ 5.4.7.3.

5.5.5. Podkładka pod kowadło moŜe być wykonana z bali drewnianych dębowych układanych warstwami na płask,
przy czym poszczególne warstwy układa się na krzyŜ oraz z materiałów specjalnych.

Współczynniki spręŜystości podkładki przy braku dokładniejszych danych naleŜy przyjmować wg tabl. 20.

Podkładki podkowadłowe powinny być zaimpregnowane i zabezpieczone przed wilgocią i zanieczyszczeniami.

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 33

Tablica 20. Dynamiczna charakterystyka podkładek pod kowadła

Materiał podkładki

Współczynnik spręŜystości E

Wytrzymałość obliczeniowa R

MPa

Drewno dębowe

materiały specjalne

600
~55

4
3

5.5.6. Wnęka w bloku fundamentowym mieszcząca kowadło powinna mieć rury odwadniające. Powierzchnia dna
wnęki powinna być w czasie betonowania wypoziomowana i wygładzona. Późniejsze wyrównywanie zaprawą
cementową jest niedopuszczalne.

5.6. Projektowanie Ŝelbetowych fundamentów ramowych

5.6.1. Zakres obliczeń konstrukcji fundamentów ramowych. Konstrukcję ramową sprawdza się na stany graniczne:

a) nośności,

b) uŜytkowania tj. drgań, rozwarcia rys i odkształceń.

Sprawdzenie nośności i rozwarcia rys przeprowadza się zgodnie z wymaganiami

PN-84/B-03264

Sprawdzenie konstrukcji fundamentów na zmęczenie nie jest wymagane, pod warunkiem zastosowania zaleceń wg
3.6.4.

Siły w ramowych konstrukcjach fundamentów określa się przy załoŜeniu ich pracy w obszarze spręŜystym wg

PN-84/B-03264

5.6.2. Podział obciąŜeń. ObciąŜenia działające na część ramową fundamentu przyjmuje się wg podziału podanego w
tabl. 12.

5.6.3. ObciąŜenie charakterystyczne od cięŜaru maszyny i urządzeń technologicznych z nią związanych, a takŜe
od oddziaływań przekazywanych na fundament podczas prób i od termicznych odkształceń korpusu maszyny
przyjmować naleŜy wg danych dostawcy maszyny.

5.6.4. ObciąŜenie charakterystyczne uŜytkowe fundamentu w poziomie obsługi maszyny i na podestach w obrębie
fundamentu powinno być określone w załoŜeniach budowlanych. Dla fundamentów pod turbozespoły i inne cięŜkie
maszyny charakterystyczne obciąŜenie uŜytkowe w poziomie obsługi maszyny przyjmować naleŜy nie mniejsze niŜ 20
kN/m

5.6.5. ObciąŜenie charakterystyczne od ciągu próŜni w kondensatorach P

moŜna obliczać, w kN, przy braku

danych w załoŜeniach dostawcy maszyny i tylko przy spręŜystym połączaniu z turbiną, wg wzoru

(23)

w którym:

p – ciśnienie atmosferyczne 100 kPa,

F – pole przekroju poprzecznego gardzieli łączącej kondensator z turbiną, m

5.6.6. ObciąŜenie charakterystyczne dynamiczne przyjmuje się wg załoŜeń dostawcy maszyny, a przy braku danych
– wg tabl. 11.

Metody obliczania amplitud drgań oraz sił i momentów w poszczególnych przekrojach uwzględniać powinny charakter
obciąŜeń dynamicznych oraz wpływ poszczególnych form drgań własnych dla analizowanych układów ramowych, a

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 34

takŜe wpływ zmienności częstości drgań wzbudzających (obrotów maszyny) podczas rozruchu lub wybiegu maszyny,
co powinno umoŜliwić znalezienie zwiększonych wartości amplitud drgań, sił i momentów przy stanach rezonansowych.

5.6.7. ObciąŜenia obliczeniowe dynamiczne. Obliczeniowe wartości sił i momentów potrzebne do sprawdzania stanu
granicznego nośności uzyskuje się przez pomnoŜenie wartości uzyskanych w sposób podany w 5.6.6 przez
współczynniki

i α podane w tabl. 12 i 3.6.4.

5.6.8. Sposób przyłoŜenia sił wzbudzających. Siły wzbudzające (obciąŜenie dynamiczne od wirujących części
maszyny) przykłada się jako siły skupione w miejscach oparcia łoŜysk wirników, przy czym uwzględnia się, Ŝe mogą
być one skierowane:

a) pionowo w górę lub w dół,

b) poziomo, prostopadle do osi obrotów części wirujących,

c) poziomo wzdłuŜ osi obrotów maszyny, przy czym w tym przypadku wartość sił przyjmuje się zmniejszoną dwukrotnie
(3.6.6).

5.6.9. Obliczeniowe wartości sił od momentu zwarcia otrzymuje się przez pomnoŜenie wartości charakterystycznych
wg tabl. 11 lp. 9 przez współczynniki

i α

wg tabl. 12 i p. 3.6.9.

Siły te przykłada się jako skupione w środkach powierzchni podparcia stojana i traktuje się jako działające w górę i w
dół.

Siły od momentu zwarcia nie mogą być sumowane z obciąŜeniami dynamicznymi od pracy maszyny.

5.6.10. Oddziaływanie obciąŜeń dynamicznych na elementy konstrukcji nieobciąŜone bezpośrednio. Elementy
ramowej konstrukcji fundamentu nieobciąŜone bezpośrednio siłami wzbudzającymi lub zwarciowymi wymiaruje się na
wpływ oddziaływań dynamicznych korzystając z wyników obliczenia dynamicznego wg 5.6.6 i 5.6.7.

5.6.11. ObciąŜenie od równomiernego i nierównomiernego rozgrzania konstrukcji ramowej fundamentu naleŜy
przyjmować na podstawie przewidywanego rozkładu temperatur w obrębie i otoczeniu fundamentu i w odniesieniu do
temperatury otoczenia w czasie wykonywania fundamentu.

Nierównomierne nagrzanie elementów fundamentu naleŜy określać przyjmując róŜnicę temperatur na powierzchniach
elementu Ŝelbetowego oraz rozmiary nagrzanych powierzchni powodujących wydłuŜenie włókien elementów.

Przy braku moŜliwości ściślejszego określenia wpływu temperatury moŜna stosować podane niŜej wartości
charakterystyczne temperatur, traktując je jako minimalne.

Równomierne rozgrzanie całej części ramowej fundamentu:

– przy zastosowaniu izolacji rurociągów zapewniającej spełnienie warunku wg 5.6.26.1 o 35°C,

– przy braku zabezpieczeń wg 5.6.26.1 o 45°C.

Nierównomierne rozgrzanie elementów ramowej konstrukcji fundamentu:

– przy spełnieniu wymagań wg 5.6.26.1
róŜnica temperatur 20°C,

– przy braku zabezpieczeń wg 5.6.26.1
róŜnica temperatur 30°C.

Nierównomierne rozgrzanie przyjmuje się jedynie w elementach naraŜonych na bezpośrednie nagrzanie (np. od
rurociągów parowych w części turbinowej fundamentu).

5.6.12. Wpływ skurczu betonu w części ramowej fundamentu uwzględnia się jako równowaŜne obniŜenie temperatury
przy róŜnicy w czasie między wykonaniem płyty dolnej fundamentu i zabetonowaniem płyty górnej wynoszącej:

6 miesięcy – o 15°C,

3 miesiące – o 10°C,

1 miesiąc – o 5°C.

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 35

Wpływ skurczu betonu naleŜy sumować algebraicznie z wpływem równomiernego rozgrzania.

5.6.13. Sztywność przekroju Ŝelbetowego E

przy obliczeniach konstrukcji na wpływ rozgrzania i skurczu betonu, a

więc sił i momentów wywołanych odkształceniami konstrukcji moŜna obliczać, jak dla elementów zarysowanych, wg

PN-84/B-03264

zał. 5 lub przyjmować:

– przy zbrojeniu ze stali klasy A-O do A-II - 0,67 E

– przy zbrojeniu ze stali klasy A-III i A-IIIN - 0,50 E

5.6.14. Siły termiczne od rozgrzania korpusu maszyny (turbiny) naleŜy przyjmować o wartości podanej w
załoŜeniach dostawcy maszyny.

5.6.15. Równoczesność występowania obciąŜeń. Przy sprawdzaniu stanu granicznego nośności konstrukcji naleŜy
uwzględniać rzeczywistą moŜliwość równoczesnego występowania poszczególnych obciąŜeń w najniekorzystniejszych
kombinacjach.

Wykluczyć naleŜy moŜliwość równoczesnego występowania następujących obciąŜeń zasadniczych i dodatkowych:
obciąŜenie dynamiczne pionowe, poziome w kierunku poprzecznym, poziome w kierunku podłuŜnym, siły od momentu
zwarcia oraz obciąŜenia przy próbach (np. próba wodna kondensatora).

5.6.16. ObciąŜenia uŜytkowe (montaŜowe) równomiernie rozłoŜone i skupione od urządzeń montowanych uwzględnia
się jako oddzielny schemat obciąŜeń wraz z obciąŜeniami stałymi i tylko w elementach fundamentu bezpośrednio nimi
obciąŜonych.

5.6.17. ObciąŜenia awaryjne. Charakter obciąŜeń powstających podczas awarii maszyny i kombinacja w jakiej
obciąŜenia te mogą występować powinny być ustalone w porozumieniu z dostawcą maszyny.

5.6.18. ObciąŜenia sejsmiczne. Przy projektowaniu fundamentów na obszarach sejsmicznych obciąŜenia sejsmiczne
zalicza się do obciąŜeń zmiennych wyjątkowych. ObciąŜeń tych nie łączy się w kombinacje z maksymalnymi
obliczeniowymi obciąŜeniami dynamicznymi lub siłami od momentu zwarcia, jeŜeli specjalne przepisy dotyczące
miejsca lokalizacji budowy nie postanawiają inaczej.

5.6.19. Schemat obliczeniowy konstrukcji. W celu określenia sił i momentów w przekrojach elementów części
ramowej i płyty dolnej fundamentu od obliczeniowych obciąŜeń stałych i zmiennych zaleca się przyjmować schemat
obliczeniowy fundamentu ramowego w postaci zamkniętej ramy przestrzennej lub oddzielnych płaskich ram
poprzecznych i podłuŜnych opartych na spręŜystym podłoŜu.

5.6.20. Rozwarcie rys. Przy obliczeniu rozwarcia rys dopuszcza się ich pojawienic w słupach i podłuŜnych belkach
płyty górnej jak dla konstrukcji 3 kategorii odporności na rysy wg

PN-84/B-03264

. Charakterystyczne wartości obciąŜeń

dynamicznych przyjmuje się zwiększone o 50%, a szerokość rozwarcia rys a

dop

= 0,15 mm (por. 3.6.5).

5.6.21. Zasady wykonywania obliczeń dynamicznych. Celem obliczenia dynamicznego jest określenie wielkości
amplitud drgań wymuszonych fundamentu wywołanych działaniem charakterystycznych obciąŜeń dynamicznych wg
1.3.2. Siły wzbudzające i miejsca ich przyłoŜenia przyjmuje się zgodnie z wymaganiami 5.6.8.

Obliczone amplitudy drgań od obciąŜeń charakterystycznych powinny być mniejsze od wartości dopuszczalnych
podanych w załoŜeniach przez dostawcę maszyny, a przy braku takich wymagań od wartości ustalonych zgodnie z
rozdz. 4 i p. 5.6.22.

5.6.22. Dopuszczalne amplitudy drgań dla fundamentów pod duŜe turbozespoły energetyczne o mocy powyŜej
100 MW. Obliczone amplitudy drgań dla prędkości obrotowej n

= 3000 obr/min ±10% powinny być mniejsze od

wartości A

dop

= 20 µm, przy sile wzbudzającej przyjętej wg tabl. 11, lp. 2.

Dla rezonansów przejściowych obliczone amplitudy drgań powinny być mniejsze od wartości A

dop

= 30 µm. PowyŜsze

wartości A

dop

odnoszą się do miejsc oparcia łoŜysk na konstrukcji fundamentu.

5.6.23. Współczynnik spręŜystości betonu i logarytmiczny dekrement tłumienia. W obliczeniach dynamicznych
naleŜy przyjmować:

a) współczynnik spręŜystości betonu – wg

PN-84/B-03264

tabl. 2,

b) logarytmiczny dekrement tłumienia drgań w konstrukcjach Ŝelbetowych ∆ = 0,40.

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 36

5.6.24. Dopuszczalne uproszczenia obliczeń dynamicznych i statycznych

5.6.24.1. Obliczenia dynamiczne fundamentów ramowych pod maszyny o prędkości obrotowej n

≥ 1500 obr/min i

mocy W ≤ 20 MW nie są wymagane, pod warunkiem spełnienia zaleceń konstrukcyjnych podanych w 5.6.26.

5.6.24.2. Obliczanie na wpływ zmian temperatury fundamentów ramowych pod maszyny o mocy W ≤ 50 MW nie jest
konieczne, pod warunkiem spełnienia wymagań wg 5.6.26.1 i zastosowania zbrojenia konstrukcyjnego określonego w
5.6.26.11.

5.6.24.3. Obliczanie nośności płyty dolnej ramowych fundamentów nie jest wymagane przy jej długości l ≤ 20 m i
przy spełnieniu następujących warunków:

grubość płyty

rozstaw słupów ram poprzecznych l

≤ 5,0 m

oraz pod warunkiem uzbrojenia konstrukcyjnego zgodnie z zaleceniami wg 5.6.26.11.

5.6.25. Obliczanie odkształceń konstrukcji fundamentu. Dla fundamentów pod turbozespoły o mocy W ≥ 100 MW
naleŜy przeprowadzić sprawdzenie ugięcia konstrukcji ramowej w kierunku podłuŜnym, sprowadzające się w praktyce
do określenia ugięcia płyty dolnej na podatnym podłoŜu.

Dopuszczalna strzałka ugięcia płyty dolnej fundamentu w ciągu 3-letniego okresu czasu, między remontami maszyny
nie powinna przekraczać wartości

(l – długość płyty dolnej) (24)

Strzałkę ugięcia f

obl

oblicza się na obciąŜenia charakterystyczne stałe.

Dopuszcza się obliczać ugięcia płyty dolnej, uwzględniając wpływ sztywności części ramowej fundamentu, przez
pomnoŜenie otrzymanego wyniku przez 0,8.

Grubość płyty dolnej powinna spełniać warunek odporności na pojawienie się rys (brak pojawienia się rys).

Odporność na rysy sprawdza się na obciąŜenia stałe i siły powstające przy próbie wodnej kondensatora.

Sztywność płyty dolnej moŜna przyjmować wg wzoru

(25)

w którym:

– współczynnik spręŜystości betonu wg

PN-84/B-03264

tabl. 2,

= moment bezwładności całego przekroju płyty z uwzględnieniem podłuŜnego zbrojenia wg

PN-84/B-03264

p. 7.2.2.

Współczynnik podłoŜa gruntowego do obliczenia płyty na spręŜystym podłoŜu naleŜy przyjmować jak dla konstrukcji
obciąŜonych statycznie. Sprawdzenie ugięcia płyty w kierunku poprzecznym nie jest wymagane. Wartość ugięcia f

ciągu 3-letniego okresu eksploatacji turbozespołu moŜna przyjmować w procentach ugięcia obliczeniowego f

obl

dla piasków zagęszczonych i średnio zagęszczonych f

= 0,20f

obl

dla piasków pylastych jw. f

= 0,30f

obl

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 37

dla gruntów spoistych w stanie twardoplastycznym półzwartym i zwartym f

= 0,50f

obl

5.6.26. Wymagania konstrukcyjne

5.6.26.1. Zmniejszenie wpływu rozgrzania fundamentu. W celu zmniejszenia wpływu rozgrzania fundamentu gorące
rurociągi powinny być izolowane tak, aby temperatura na ich powierzchni nie przekraczała 50°C. W celu odpływu ciepła
powinna być zapewniona naleŜyta wentylacja pomieszczeń. Powierzchnie elementów konstrukcji naraŜone na
nagrzanie w temperaturze powyŜej 100°C powinny być izolowane lub ekranowane.

5.6.26.2. Rodzaj stali zbrojeniowej. Przy ustalaniu przekroju zbrojenia na podstawie obliczeń naleŜy stosować stal
A-III. Zbrojenie stosowane ze względów konstrukcyjnych powinno być klasy A-I. Zbrojenie klasy A-II naleŜy stosować w
przypadkach gdy konieczne jest zwiększenie przekroju zbrojenia ze względu na ograniczenie rozwarcia rys.

5.6.26.3. Rodzaj stali profilowej. Elementy stalowe słuŜące do montaŜu i wyposaŜenia maszyn naleŜy wykonywać:

a) elementy poddane bezpośredniemu działaniu obciąŜeń dynamicznych ze stali A-I,

b) elementy drugorzędne (obramowania kanałów i ich przykrycia) ze stali A-0.

5.6.26.4. Zbrojenie płyty dolnej fundamentu w zaleŜności od jej wielkości ustala się albo na podstawie obliczenia
albo ze względów konstrukcyjnych (tabl. 21). Oprócz zasadniczego zbrojenia układanego na górnej i dolnej powierzchni
płyty stosuje się przeciwskurczowe zbrojenie powierzchni bocznych z prętów o średnicy 12 ÷ 16 mm co 30 ÷ 40 cm, a
takŜe siatkę przestrzenną z prętów o średnicy 16 ÷ 20 mm co 60 ÷ 80 cm w kaŜdym z trzech prostopadłych kierunków.

5.6.26.5. Zbrojenie elementów płyty górnej fundamentu ramowego (belek poprzecznych i podłuŜnych) naleŜy
projektować z prętów powiązanych zamkniętymi strzemionami. Strzemiona powinny się składać z zewnętrznego i
wewnętrznego oraz dodatkowych szpilek (rys. 13). Zewnętrzne strzemiona pracujące na skręcanie powinny mieć końce
zachodzące na siebie na 30 d w naroŜu. Rozstaw strzemion nie powinien przekraczać 30 cm. Końce strzemion o
średnicach równych lub większych niŜ 16 mm dla stali A-I oraz 12 mm dla stali A-III powinny być połączone spoiną.

Rys. 13. Zbrojenie elementów płyty górnej fundamentu

a) przekrój belki, b) strzemiona zewnętrzne, c) strzemię zewnętrzne

5.6.26.6. Zbrojenie słupów powinno mieć symetryczny układ prętów podłuŜnych. Rozstaw między prętami podłuŜnymi
i strzemionami nie powinien przekraczać 25 cm.

5.6.26.7. Zbrojenie spodu i wierzchu belek poprzecznych i podłuŜnych ustala się na podstawie obliczeń nośności.

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 38

Zbrojenie zewnętrznych bocznych powierzchni belek podłuŜnych i skrajnych poprzecznych powinno być sprawdzane w
przypadku nierównomiernego rozgrzania wg 5.6.11, na skręcanie i na działanie obciąŜeń dynamicznych poziomych.
Przypadki nierównomiernego nagrzania belek (szczególnie szerokich belek w fundamentach pod turbozespoły o mocy
W ≥ 100 MW) powinny być przeanalizowane w celu ustalenia rzeczywistego rozkładu temperatur powodującego
zginanie. Wymiarowanie powinno uwzględniać wpływ osiowego ściskania rygli. Nie naleŜy stosować zbrojenia
bocznych powierzchni zewnętrznych o ilości większej niŜ Φ30 co 15 cm. Zbrojenie bocznych powierzchni wewnętrznych
powinno stanowić połowę zbrojenia zewnętrznego, jeŜeli obliczenia wytrzymałościowe nie wymagają większej ilości.

5.6.26.8. Zbrojenie ścian wchodzących w skład konstrukcji fundamentu naleŜy stosować ze względów
konstrukcyjnych obustronnie jako pionowe pręty o średnicy 12 ÷ 20 mm w odstępach 20 ÷ 40 cm, jeŜeli nie zachodzi
potrzeba przeprowadzenia obliczeń, przy czym co 3 ÷ 5 pręt powinien być powiązany prostopadle do powierzchni
ściany szpilkami. Pręty poziome o średnicy 8 ÷ 12 mm naleŜy układać co 30 ÷ 40 cm.

5.6.26.9. Zbrojenie otworów i wycięć o wymiarze boku lub średnicy większym niŜ 30 cm w konstrukcjach ramowych
powinno składać się z prętów przeciwskurczowych o średnicy 10 ÷ 12 mm ze stali A-I układanych po obwodzie otworu
w rozstawach 15 ÷ 20 cm z zakotwieniem końców prętów w masywie betonowym na 30 średnic (rys. 14).

JeŜeli otwory osłabiają konstrukcję elementu części ramowej to ilość zbrojenia naleŜy ustalić na podstawie obliczenia.

Rys. 14. Zbrojenie otworów w fundamentach pod maszyny

5.6.26.10. Podlewki maszyny lub płyt oporowych oraz wszystkie betony uzupełniające o grubości ponad 5 cm naleŜy
uzbroić prętami o średnicy 8 ÷ 10 mm w rozstawie 20 × 20 cm wypuszczonymi z betonu konstrukcyjnego.

5.6.26.11. Minimalne zbrojenie elementów ramowej konstrukcji fundamentu powinno być przyjmowane zgodnie z
tabl. 21.

Tablica 21. Minimalny przekrój zbrojenia elementów fundamentów ramowych

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 39

Element fundamentu

Minimalny procent zbrojenia

w strefie rozciąganej

w strefie ściskanej

Zginanie i mimośrodowo rozciągane belki płyty górnej

0,20

)

Mimośrodowo ściskane słupy

0,25

Płyta dolna
a) wzdłuŜ płyty
b) w poprzek płyty
c) przy posadowieniu na podłoŜu sztywnym (skała) w
obu kierunkach

0,20
0,15
0,10

0,15
0,10
0,10

Inne elementy

PN-84/B-03264

) Elementy zginane, bezpośrednio przejmujące obciąŜenia dynamiczne powinny być uzbrojone co najmniej

zbrojeniem obliczonym na moment M = 1,2M

, jeŜeli zbrojenie to stanowi więcej niŜ 0,2%, gdzie M

– moment

rysujący, obliczony zgodnie z

PN-84/B-03264

5.6.27. Kształtowanie konstrukcyjne fundamentów ramowych

5.6.27.1. Grubość płyty dolnej fundamentu nie powinna być mniejsza niŜ wysokość przekroju poprzecznego słupów
ram poprzecznych lub nie mniejsza niŜ grubość ścian nośnych fundamentu. Poza tym grubość płyty dolnej nie powinna
być mniejsza niŜ:

–

przy posadowieniu fundamentu na podłoŜu gruntowym o module pierwotnego odkształcenia warstwy

odkształcalnej E

≥ 25 MPa,

–

długości przy posadowieniu fundamentu na podłoŜu gruntowym dla którego 15 ≤ E

< 25 MPa.

Wartość E

naleŜy określać zgodnie z

PN-81/B-03020

Grubość płyty dolnej nie powinna być mniejsza niŜ 60 cm.

Dla fundamentów pod turbozespoły o mocach większych od 100 MW obowiązuje sprawdzenie odkształceń zgodnie z
5.6.25.

5.6.27.2. Minimalne wymiary przekrojów elementów części ramowej fundamentów są następujące:

a) dla fundamentów pod turbozespoły

słupy 50 × 50 cm,

części wspornikowe i elementy nie obciąŜone bezpośrednio obciąŜeniami dynamicznymi wg rys. 15 i 16,

ścianki Ŝelbetowe (przegrody) 10 ÷ 15 cm,

b) dla fundamentów pod inne maszyny o prędkości obrotowej powyŜej 1500 obr/min (tabl. 8) i mocy mniejszej od
1,5 MW

słupy 30 × 30 cm,

inne elementy nie obciąŜone bezpośrednio obciąŜeniami dynamicznymi (wg rys. 15 i 16, wymiary w nawiasach).

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 40

Rys. 15. Minimalne wymiary wspornika Ŝebrowego. Wymiary w nawiasach dotyczą p. 5.6.27.2 b)

Rys. 16. Minimalne wymiary wspornika płytowego. Wymiary w nawiasach dotyczą p. 5.6.27.2b)

5.6.27.3. Repery do pomiaru odkształceń płyty dolnej i płyty górnej naleŜy umieszczać na fundamentach pod
turbozespoły o mocach większych niŜ 100 MW.

6. WYMAGANIA DOTYCZĄCE USTAWIANIA MASZYN NA STROPACH BUDYNKÓW PRZEMYSŁOWYCH I NA

WOLNO STOJĄCYCH POMOSTACH

6.1. Wymagania ogólne

6.1.1. Sposoby ustawiania maszyn. RozróŜnia się dwa rodzaje ustawiania maszyn na stropach:

a) bezpośrednie, sztywne oparcie maszyny na konstrukcji stropu,

b) spręŜyste oparcie maszyny na stropie za pośrednictwem technicznych środków wibroizolacyjnych. Sztywne oparcie
maszyny na stropie naleŜy ograniczyć jedynie do przypadku maszyn I i II kategorii dynamicznej (tabl. 9).

Jako normalne rozwiązanie przy ustawianiu maszyn na stropach naleŜy stosować wibroizolację, jeŜeli względy
technologiczne lub inne nie wymagają sztywnego ustawienia maszyny na stropie.

6.1.2. Zawartość załoŜeń projektowych. ZałoŜenia projektowe w przypadku ustawiania maszyny na stropie powinny
zawierać dane określone w 1.4, ze szczególnym uwzględnieniem wraŜliwych na drgania przyrządów i miejsc pracy.

6.1.3. Dopuszczalne amplitudy drgań. W zaleŜności od wymagań technologicznych i funkcjonalnych określa się
dopuszczalne amplitudy drgań stropu w miejscach szczególnie wraŜliwych na drgania oraz w miejscu ustawienia
maszyny zgodnie z rozdz. 4 i załącznikiem 2.

6.2. Zakres i metody obliczeń stropu

6.2.1. Wymagania ogólne. Konstrukcję stropu naleŜy obliczać zgodnie z wymaganiami norm dotyczących odpowiednio

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 41

konstrukcji Ŝelbetowych, stalowych lub drewnianych sprawdzając odpowiednie stany graniczne.

Zalecenia niniejszej normy dotyczą specjalnych wymagań w zakresie obliczania stanu granicznego drgań
(uŜytkowania) oraz przyjmowania obciąŜeń dynamicznych do sprawdzania stanu granicznego nośności konstrukcji
wsporczej.

6.2.2. Kolejność obliczeń. Obliczenia stropów obciąŜonymi maszynami naleŜy prowadzić w następującej kolejności:

a) klasyfikacja maszyn i wyznaczenie obciąŜeń dynamicznych charakterystycznych i obliczeniowych,

b) ustalenie dopuszczalnych amplitud drgań wymuszonych zgodnie z 6.1.3,

c) obliczenie dynamiczne częstości drgań własnych i amplitud drgań wymuszonych stropu,

d) obliczenie nośności elementów stropu z uwzględnieniem wpływu obciąŜeń dynamicznych.

6.2.3. Materiały konstrukcyjne. Jako zasadniczy materiał konstrukcji stropów obciąŜonych maszynami naleŜy
stosować Ŝelbet, materiał zapewniający znaczną masę drgającą oraz mający duŜe właściwości pochłaniania energii
drgań, co przyczynia się do ograniczenia amplitud drgań wymuszonych konstrukcji.

6.2.4. Zmniejszenie szkodliwego oddziaływania drgań na wraŜliwe urządzenia lub miejsca znajdujące się na stropie
naleŜy starać się uzyskać przez usytuowanie źródeł drgań w odpowiednim oddaleniu.

6.2.5. Ograniczenie zakresu obliczeń stanu granicznego uŜytkowania (amplitud drgań)

6.2.5.1. Obliczanie stropów w budynkach. Obliczanie amplitud drgań wymuszonych stropu nie jest konieczne:

a) dla maszyn I i II kategorii dynamicznej (tabl. 9), jeŜeli na stropie nie będzie stale przebywających pracowników lub
zainstalowanych na stałe przyrządów I, II i III klasy wraŜliwości na drgania (tabl. Z-2-1),

b) dla maszyn I kategorii dynamicznej ustawionych na wibroizolacji wg rozdz. 7,

c) dla maszyn II kategorii dynamicznej ustawionych na wibroizolacji wg rozdz. 7 jeŜeli przepuszczalność wibroizolacji
spełnia warunek T ” 0,07 (por. 7.1.4),

d) dla sporadycznych impulsów lub uderzeń (np. przypadkowy upadek cięŜaru, zwarcie w maszynie elektrycznej itp.).

6.2.5.2. Obliczanie wolno stojących pomostów. Nie jest konieczne sprawdzenie poziomych amplitud drgań
wymuszonych dla wolno stojących pomostów obciąŜonych maszynami typu I (tabl. 7), wszystkich kategorii
dynamicznych oraz maszynami I kategorii dynamicznej o duŜej prędkości (tabl. 8).

6.2.6. Pomijanie wpływu obciąŜeń dynamicznych przy sprawdzaniu stanu granicznego nośności

6.2.6.1. Stropy budynków. Przy sprawdzaniu stanu granicznego nośności stropu moŜna nie uwzględniać obciąŜeń
dynamicznych:

a) od maszyn I kategorii dynamicznej oraz od maszyn II kategorii dynamicznej (tabl. 9) przy zastosowaniu wibroizolacji
wg rozdz. 7,

b) od maszyn II kategorii dynamicznej o małej lub duŜej prędkości ruchu maszyny (tabl. 8),

c) od wszystkich maszyn, jeŜeli obliczona amplituda pionowych drgań elementów stropu (belek, płyt) bez uwzględnienia
amplitud drgań podpór nie przekracza wartości 0,05 mm.

6.2.6.2. Wolno stojące pomosty. Przy obliczaniu słupów wolno stojących pomostów pod maszyny moŜna poza
obciąŜeniami podanymi w 6.2.6.1 nie uwzględniać jeszcze obciąŜeń dynamicznych:

a) od maszyn II kategorii dynamicznej, o średniej i duŜej prędkości ruchu (tabl. 9 i 8),

b) od maszyn typu 1 wszystkich kategorii dynamicznych, jeŜeli suma pionowych obliczeniowych obciąŜeń
dynamicznych przypadających na słup nie przekracza 2% obliczeniowych obciąŜeń statycznych przypadających na ten
słup,

c) od maszyn typu 2, 3 i 4 wszystkich kategorii dynamicznych, jeŜeli obliczona pozioma amplituda drgań wierzchu
pomostu nie przekracza wartości 0,05 mm.

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 42

6.2.7. Uwzględnianie wpływu obciąŜeń dynamicznych przy sprawdzaniu stanu granicznego nośności stropu.
Wpływ obciąŜeń dynamicznych naleŜy uwzględniać jedynie w tych przypadkach, kiedy analiza moŜliwych stanów
obciąŜenia stropu wykaŜe, Ŝe obliczeniowe obciąŜenia zmienne stropu podczas pracy maszyny, na które składają się
obciąŜenia dynamiczne z uwzględnieniem współczynników α i

(3.6.4 i tabl. 12) i inne obciąŜenia uŜytkowe stropu

występujące podczas pracy maszyny, są większe niŜ maksymalne obciąŜenia uŜytkowe stropu (np. obciąŜenia
montaŜowe), które mogą występować jedynie przy nie pracującej maszynie.

NaleŜy wybrać niekorzystniejszą kombinację następujących obciąŜeń zmiennych:

a) obciąŜenia dynamiczne od pracy maszyny i inne obciąŜenia uŜytkowe mogące występować podczas pracy maszyny,

b) obciąŜenia uŜytkowe maksymalne (obciąŜenia montaŜowe) mogące wystąpić jedynie przy nie pracującej maszynie.

Wielkość momentu zginającego od obciąŜeń dynamicznych M

moŜna w przybliŜeniu określić ze wzoru (26) znając

amplitudę drgań giętnych A

danego elementu stropu oraz obliczony moment od obciąŜeń statycznych M

i ugięcie f

tego elementu, przy czym dla uzyskania wartości momentu M

d obl

naleŜy zastosować współczynniki α i

zgodnie z

3.6.4 i tabl. 12.

(26)

6.3. Obliczanie częstości drgań własnych stropów

6.3.1. Masa drgająca. Drgającą masę konstrukcji stropu wyznacza się biorąc pod uwagę tylko obciąŜenie stałe (cięŜar
własny stropu, maszyny i urządzeń) oraz te z obciąŜeń uŜytkowych, które stale znajdują się na stropie w czasie pracy
maszyny (np. cięŜar materiału produkcyjnego i wyrobów).

W przypadku stosowania wibroizolacji nie wlicza się do masy drgającej stropu mas ustawianych na wibroizolatorach,
przy czym powinny być spełnione wymagania rozdz. 7.

6.3.2. Sztywność elementu stropu K potrzebna do obliczania częstości drgań własnych giętnych moŜna w
uproszczeniu przyjmować, w MNm

, jako iloczyn

(27)

w którym:

E – współczynnik spręŜystości, MPa,

I – moment bezwładności pełnego przekroju obliczanego elementu (dla przekrojów Ŝelbetowych bez uwzględnienia
zbrojenia), m

Współczynnik spręŜystości E naleŜy przyjmować:

a) dla konstrukcji Ŝelbetowych E

– wg

PN-84/B-03264

tabl. 2,

b) dla konstrukcji stalowych – E wg PN-80/B-03200 p. 2.1., tj. E = 205000 MPa,

c) dla konstrukcji drewnianych E = 10000 MPa – niezaleŜnie od rodzaju drewna.

Momenty bezwładności dla stopów o układzie belkowym, przy podziale stropu na poszczególne elementy nośne,
moŜna przyjmować w sposób następujący:

a) dla belek, przy swobodnie opartej na nich niemonolitycznej płycie – moment bezwładności przekroju belki,

b) dla belek, przy opartej na nich monolitycznej płycie Ŝelbetowej – sumę momentów bezwładności przekrojów belki i
płyty, przy czym szerokość przekroju poprzecznego płyty przyjmuje się równą odległości między osiami przyległych
przęseł płyty, lecz nie większą niŜ połowa rozpiętości belki,

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 43

c) dla belek monolitycznego stropu Ŝebrowego - moment bezwładności przekroju teowego złoŜonego z Ŝebra i płyty o
szerokości jak w poz. b); jeŜeli konstrukcję stropu stanowią belki stalowe obetonowane płytą Ŝelbetową u góry lub u
dołu, to strop naleŜy traktować jako monolityczny, o konstrukcji złoŜonej.

d) dla stropów płytowych o płycie pracującej w jednym kierunku – moment bezwładności poprzecznego przekroju płyty
o szerokości równej rozpiętości płyty.

Dla stropów płytowych o płycie pracującej w dwóch kierunkach oblicza się, w MNm, walcową sztywność płyty K wg
wzoru

(28)

w którym:

E – współczynnik spręŜystości, MPa,

h – grubość płyty, m,

– współczynnik Poissona (dla Ŝelbetu µ = 0,08 ÷ 0,18, dla stali µ = 0,3).

W przypadku występowania monolitycznie związanego ze stropem cokołu, na którym ma być ustawiona maszyna,
sztywność elementu określa się jak dla belki o zmiennym momencie bezwładności.

6.3.3. Stan rezonansu. Strop zaleca się projektować tak, Ŝeby uniknąć rezonansu przy częstościach drgań własnych o
najniŜszych wartościach, tj. n

do n

(rys. 17). Dla belek jednoprzęsłowych jest n

= n

oraz n

= n

NaleŜy uwzględniać moŜliwość niedokładnego wyznaczenia częstości drgań własnych n

i n

oraz n

i n

wynikającego z niedokładności schematów obliczeniowych i odchyłek w wartościach przyjmowanych cech fizycznych
materiałów konstrukcyjnych stropu, przez wprowadzenie do obliczonych częstości własnych poprawkowego
współczynnika ε (tabl. 22) i określenie obliczeniowych częstości drgań własnych n

, n

i n

według wzorów

(29)

Rys. 17. Rozkład częstości drgań własnych elementów nośnych stropu

Tablica 22. Wartości współczynników niedokładności ε

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 44

Uproszczone schematy obliczeniowe i cechy materiałów

konstrukcyjnych przyjęte z tablic

Dokładniejsze schematy obliczeniowe i zbadane cechy

materiałów konstrukcyjnych (zastosowanie ETO)

stal

Ŝelbet

stal

Ŝelbet

= 0,20

= 0,30

= 0,15

= 0,20

6.3.4. Zmniejszenie zakresu obliczeń. Przy ustawianiu na stropie wyłącznie maszyn kategorii I, II i III (tabl. 9) o
częstości drgań wzbudzających n

< 3,5 Hz sprawdzanie częstości drgań własnych stropu nie jest wymagane.

6.3.5. Obliczanie częstości poziomych drgań własnych dla wolno stojących pomostów obciąŜonych maszynami
dopuszcza się przeprowadzać przy przyjęciu schematu sztywnej płyty opartej na spręŜystych słupach.

6.4. Obliczanie amplitud drgań wymuszonych stropów i wolno stojących pomostów

6.4.1. Miarodajna wartość amplitudy drgań elementu stropu (np. Ŝebra) opartego na innych odkształcalnych
elementach (np. podciągach) jest sumą amplitudy drgań giętnych rozpatrywanego elementu oraz połowy sumy
amplitud drgań podpór tego elementu jeŜeli amplituda drgań elementu nie została obliczona wg dokładnego schematu
konstrukcji.

6.4.2. Tłumienie drgań w konstrukcji stropu naleŜy uwzględniać przy obliczaniu amplitud drgań wymuszonych
elementów stropu stosując wartości podane w tabl. 23.

Tablica 23. Tłumienie drgań konstrukcji

Materiał konstrukcji

Współczynnik tłumienia γ

Logarytmiczny dekrement

tłumienia ∆

maszyny I i II

kategorii

dynamicznej

maszyny III i

IV kategorii

dynamicznej

maszyny I i II

kategorii

dynamicznej

maszyny III i

IV kategorii

dynamicznej

śelbet
Mur ceglany
Drewno
Stal walcowana

0,05
0,04
0,03
0,01

0,10
0,08
0,05

0,025

0,16
0,13
0,09
0,03

0,31
0,25
0,16
0,08

Dla belek o przekroju złoŜonym z części wykonanych z dwóch róŜnych materiałów o współczynnikach tłumienia γ

i γ

łączny współczynnik tłumienia γ wyznacza się wg wzoru

(30)

w którym K

i K

– sztywności składowych części belek wykonanych z róŜnych materiałów (por. p. 6.3.2); wartości te

ustala się w stosunku do osi obojętnej wspólnej dla całego przekroju złoŜonego, jeŜeli przekrój jest monolityczny lub w
stosunku do własnych osi obojętnych części składowych, jeŜeli przekrój nie jest monolityczny.

Współczynnik tłumienia γ jest związany z logarytmicznym dekrementem tłumienia ∆ zaleŜnością

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 45

JeŜeli na obliczany element stropu działa obciąŜenie dynamiczne od maszyn róŜnych kategorii, to moŜna do obliczeń
przyjmować z tabl. 23 współczynnik tłumienia γ odpowiadający największej kategorii dynamicznej (tabl. 9).

6.4.3. Działanie kilku obciąŜeń dynamicznych. JeŜeli na obliczany element stropu działa równocześnie kilka róŜnych
obciąŜeń dynamicznych, to jego największą amplitudę drgań określa się jako sumę amplitud drgań obliczonych od
kaŜdego obciąŜenia dynamicznego oddzielnie.

6.4.4. Belki ciągłe. Przy obliczaniu amplitud drgań belek i płyt ciągłych moŜna uwzględniać tylko obciąŜenia
dynamiczne występujące w przęśle rozpatrywanym oraz w przęsłach przyległych.

6.4.5. Przekazywanie obciąŜeń dynamicznych z belek obciąŜonych nimi bezpośrednio na elementy podpierające te
belki moŜna obliczać analogicznie jak dla obciąŜeń statycznych, tj. odwrotnie proporcjonalnie do odległości od podpór.

6.5. Wskazówki dodatkowe

6.5.1. Konstrukcja stropów. Stropy, na których przewidywane jest ustawienie maszyn dających obciąŜenie
dynamiczne, powinny mieć konstrukcję monolityczną o odpowiedniej masie i sztywności. Za najbardziej odpowiednie
naleŜy uznać monolityczne stropy Ŝelbetowe, przy czym stropy prefabrykowane z elementów wyłącznie Ŝelbetowych o
monolitycznych złączach naleŜy zaliczać do monolitycznych.

6.5.2. Zasady rozmieszczania maszyn na stropach

6.5.2.1. Maszyny nieudarowe. W celu zmniejszenia amplitud drgań stropu naleŜy rozmieszczać:

a) maszyny typu 1 (tabl. 7) na belce w pobliŜu podpór,

b) maszyny typu 2 (tabl. 7) w pobliŜu środka rozpiętości belki tak, aby siły wzbudzające działały wzdłuŜ osi belki.

6.5.2.2. Maszyny o działaniu udarowym (impulsowym)

a) maszyny o działaniu udarowym zaleca się umieszczać na elementach stropu o największej masie,

b) urządzenie dające impulsy skierowane pionowo umieszcza się w pobliŜu podpór belki,

c) urządzenia dające impulsy o charakterze momentów, działających w płaszczyźnie zginania elementu nośnego
umieszcza się w środku rozpiętości elementu.

6.5.3 Stosowanie wibroizolacji. Przy ustawianiu na stropach maszyn, zaleca się jako zasadę stosowanie wibroizolacji
zgodnie z wymaganiami rozdz. 7 (por. takŜe 6.1.1).

7. WIBROIZOLACJA FUNDAMENTÓW POD MASZYNY

7.1. Rodzaje wibroizolacji i wymagania ogólne

7.1.1. Wibroizolacja czynna i bierna. Ze względu na cel zastosowania, rozróŜnia się wibroizolację czynną, której
zadaniem jest zmniejszenie przenoszenia się drgań ze źródła drgań, jakim jest maszyna na konstrukcję wsporczą lub
podłoŜe gruntowe oraz wibroizolację bierną, której zadaniem jest zmniejszenie przenoszenia się drgań z konstrukcji
wsporczej lub podłoŜa gruntowego na wraŜliwą maszynę, przyrząd lub urządzenie.

7.1.2. Rodzaje środków wibroizolacyjnych. RozróŜnia się środki wibroizolacyjne stosowane w postaci:

a) układu pojedynczych elementów spręŜystych, tzn. wibroizolatorów (spręŜyny, klocki gumowe lub korkowe itp.),

b) ciągłej podkładki z materiału spręŜystego (guma, korek, tworzywa sztuczne).

Układ pojedynczych wibroizolatorów stosuje się na ogół przy zwiększonych wymaganiach w zakresie skuteczności
wibroizolacji lub przy niŜszych częstościach drgań wzbudzających.

7.1.3. Skuteczność wibroizolacji. Zastosowanie wibroizolacji powoduje, Ŝe jedynie część siły wzbudzającej P

działającej na układ przekazywana jest na konstrukcję wsporczą w postaci siły zakłócającej P

. Stosunek amplitud sił

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 46

(31)

nazywa się przepuszczalnością wibroizolacji.

Dla drgań wzbudzających o stałym przebiegu

(32)

przy czym

jest stosunkiem kątowej prędkości drgań wzbudzających ω do kątowej prędkości drgań własnych

pionowych λ

wibroizolowanego układu.

Wartość ε = 1 – T, wyraŜona w procentach, jest skutecznością wibroizolacji. Przepuszczalność T moŜe być równieŜ
wyraŜona przez stosunek amplitud przemieszczeń, prędkości lub przyśpieszeń drgań zakłócających do wzbudzających.

7.1.4. Skuteczność wibroizolacji. Wibroizolacja powinna być tak zaprojektowana, aby jej skuteczność wynosiła co
najmniej 93%, tj. Ŝeby był spełniony warunek

(33)

W przypadku maszyn wolnobieŜnych, o prędkości obrotowej n

< 500 obr/min (tabl. 8), wyjątkowo moŜna dopuszczać

T ≤ 0,125 (lub η ≥ 3).

Przy obciąŜeniach o charakterze impulsów (lub uderzeń) naleŜytą skuteczność wibroizolacji uzyskuje się spełniając
warunek

(34)

w którym:

– najniŜsza (podstawowa) prędkość drgań własnych elementu stropu lub podłoŜa gruntowego podpierającego

wibroizolowany układ, rad/s,

– prędkość drgań własnych pionowych izolowanego układu, rad/s.

Przy obciąŜeniach impulsowych naleŜy równieŜ uwzględnić wymagania wg 7.3. Skuteczność wibroizolacji naleŜy
ustalać w zaleŜności od wielkości dopuszczalnej amplitudy drgań (prędkości, przyśpieszenia) ochranianego obiektu.

7.1.5. Tłumienie drgań przez wibroizolację. Wibroizolacja powinna odznaczać się zdolnością tłumienia drgań,
określoną przez współczynnik tłumienia γ

w celu niedopuszczenia do powstawania nadmiernych amplitud drgań układu

a) przy rezonansie przejściowym (w czasie uruchamiania lub zatrzymywania maszyny),

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 47

b) podczas serii impulsów (uderzeń),

c) przy potrącaniu przez obsługę izolowanych urządzeń.

Potrzebne wartości współczynnika tłumienia γ

naleŜy przyjmować zgodnie z wykresem wg rys. 18 oraz tabl. 24.

Rys. 18. Potrzebna wartość współczynnika tłumienia γ

wibroizolacji w zaleŜności od prędkości ε narastania lub

ubywania obrotów maszyny przy uruchamianiu lub zatrzymywaniu.

Tablica 24. Potrzebne wartości współczynnika tłumienia γ

Rodzaj urządzenia

współczynnik tłumienia γ

Maszyny obrotowe (o stałym przebiegu drgań)

wg wykresu rys. 18

Maszyny udarowe (przy spełnieniu warunku (48))

≥ 0,1

(γ

≥ 0,075)

Wibroizolowane przyrządy

≥ 0,04 ÷ 0,05

Maszyny o nie ustalonym przebiegu drgań (młyny
węglowe, kruszarki)

≥ 0,1

Wartość współczynnika γ

ze względu na stan rezonansu przejściowego wyznacza się z wykresu rys. 18, w zaleŜności

od prędkości narastania lub ubywania liczby obrotów maszyny ε mierzonej w Hz/s, częstości drgań własnych
pionowych n

układu, mierzonych w Hz, oraz przyjętego stosunku

amplitud drgań wymuszonych przy rezonansie

przejściowym (A

max

) i przy roboczej częstości obrotów maszyny (A

7.2. Techniczne środki wibroizolacyjne

7.2.1. SpręŜyny stalowe

7.2.1.1. Wymagania ogólne. SpręŜyny do celów wibroizolacji stosuje się dowolne o potrzebnej sztywności wynikającej
z wymagań niniejszego rozdziału.

Nośność spręŜyn oraz ich sztywność, a takŜe cechy geometryczne i mechaniczne naleŜy przyjmować zgodnie z
ustaleniami PN-85/M-80701. SpręŜyny powinny odpowiadać ogólnym wymaganiom określonym w PN-64/M-80700.

SpręŜyna naciskowa (pracująca na ściskanie) powinna być stateczna tj. odpowiadać warunkowi

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 48

(35)

w którym:

– długość (wysokość) spręŜyny nieobciąŜonej,

D – średnica podziałowa spręŜyny.

7.2.1.2. Sztywność spręŜyny. PodłuŜną sztywność spręŜyny K'

określa się w kN/m z zaleŜności

(36)

w którym:

– statyczne obciąŜenie charakterystyczne spręŜyny, kN,

sts

– ugięcie statyczne spręŜyny wywołane przez obciąŜenie P'

, m.

Poprzeczną sztywność spręŜyny K'

określać moŜna z wykresu rys. 19, gdzie l

jest wysokością spręŜyny obciąŜonej.

Rys. 19. Wykres do wyznaczenia poprzecznej sztywności K'

lub K'

spręŜyny w zaleŜności od podłuŜnej sztywności

7.2.1.3. Współczynnik tłumienia drgań γ

dla spręŜyn stalowych wynosi γ

= 0,01.

7.2.2. Guma

7.2.2.1. Wymagania ogólne. Gumę dla celów wibroizolacji naleŜy stosować w postaci podkładek ciągłych lub w postaci
pojedynczych elementów.

Podkładki ciągłe mogą być stosowane jedynie w postaci tafli rowkowanych lub perforowanych tak, Ŝeby umoŜliwić
postaciowe odkształcenie gumy.

Pojedyncze elementy naleŜy formować tak, Ŝeby umoŜliwić odpowiednio duŜą spręŜystą odkształcalność postaciową.
Elementy te mogą pracować na ściskanie lub na ściskanie ze ścinaniem i zginaniem. NaleŜy unikać stosowania
elementów gumowych pracujących na rozciąganie.

7.2.2.2. Dynamiczny współczynnik spręŜystości gumy E

i statyczny E

przy ściskaniu moŜna przyjmować

orientacyjnie wg rys. 20.

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 49

Dla gumy porowatej przyjmuje się E

= 0,5 ÷ 1,5 MPa.

Rys. 20. Współczynniki spręŜystości statycznej E

i dynamicznej E

dla gumy przy ściskaniu

7.2.2.3. Nacisk statyczny na gumę. Przy stosowaniu gumy pracującej na ściskanie nacisk statyczny na gumę zaleca
się przyjmować:

dla gumy o twardości ≤ 40°Sh

– 0,3 MPa,

dla gumy o twardości > 40°Sh – 0,5 MPa,

dla gumy porowatej – 0,02 MPa.

7.2.2.4. Odkształcenie gumowych elementów ściskanych pod wpływem stałego obciąŜenia statycznego nie powinno
być większe niŜ 20% ich wysokości.

7.2.2.5. Współczynnik tłumienia γγγγ

gumy zaleŜy od jej rodzaju i powinien być określony przez producenta.

Orientacyjnie moŜna przyjmować dla drgań wymuszonych:

dla gumy o twardości 45 ÷ 55°Sh γ

= 0,10,

dla gumy o twardości 60 ÷ 70°Sh γ

= 0.15.

7.2.2.6. Obliczanie elementów gumowych. W przypadku konieczności stosowania dla celów wibroizolacji ściskanych
elementów gumowych w postaci klocków o przekroju kwadratowym lub kołowym moŜna do obliczeń posługiwać się
wzorami (37) ÷ (41) podanymi w tabl. 25.

Rys. 21. Pracująca wysokość l

elementu gumowego

Tablica 25. Wzory do obliczania elementów gumowych

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 50

Obliczana wielkość

Wzór

Pracująca wysokość elementu gumowego l

(rys. 21)

(37)

Poprzeczny wymiar elementu gumowego b

(38)

PodłuŜna sztywność elementu gumowego K'

(39)

F ' - pole przekroju elementu, m

Poprzeczna sztywność elementu gumowego K'

(40)

Ugięcie elementu gumowego od charakterystycznych
obciąŜeń statycznych ƒ

stg

(41)

- nacisk na element, kN

7.2.3. Wibroizolacja złoŜona z róŜnych elementów (np. spręŜyny i elementy gumowe) .

7.2.3.1. Cel stosowania. Wibroizolację złoŜoną stosuje się gdy uŜycie samych spręŜyn nie zapewnia potrzebnego
współczynnika tłumienia wibroizolacji γ

7.2.3.2. Pionowe sztywności i współczynniki tłumienia wibroizolacji złoŜonej z róŜnych elementów w układzie
równoległym oblicza się w kN/m wg wzorów (42) i (43) podanych w tabl. 26, w których

, – sumaryczna sztywność pionowa wszystkich wibroizolatorów,

– sumaryczna sztywność pionowa wibroizolatorów gumowych,

– sumaryczna sztywność wibroizolatorów spręŜynowych,

, γ

- współczynniki tłumienia drgań odpowiednio: wszystkich wibroizolatorów gumowych i spręŜynowych.

Tablica 26. Sztywność i tłumienie izolacji złoŜonej z elementów o róŜnych właściwościach

Schemat układu wibroizolatorów

Sztywność i współczynnik tłumienia wibroizolacji

(42)

Wysokość podstawki do elementu gumowego

h = l

– l

– f

sts

– f

stg

(43)

Przy projektowaniu wibroizolacji złoŜonej zaleca się stosować równoległy układ wibroizolatorów rozmieszczonych

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 51

symetrycznie, w którym statyczny cięŜar Q

przekazujący się na elementy gumowe oblicza się w kN wg wzoru

(44)

w którym A

max

– amplituda drgań układu przy rezonansie przejściowym, m.

Na elementy spręŜynowe przypada cięŜar, w kN wg wzoru

(45)

w którym Q – cięŜar układu drgającego (maszyny i fundamentu opartego na wibroizolacji), kN.

Znając potrzebne wielkości K

i Q

oraz K

i Q

moŜna zaprojektować odpowiednie dla danego układu wibroizolatory

spręŜynowe i gumowe.

7.2.3.3. Nośność spręŜyn stalowych ustala się taką, Ŝeby przy obciąŜeniu pełnym cięŜarem Q układu nie
następowało przekroczenie stanu granicznego ich nośności i blokowanie się spręŜyn.

7.3. Układy konstrukcyjne fundamentów z zastosowaniem wibroizolacji pod maszyny nieudarowe

7.3.1. Układ. podparty (rys. 22) stosuje się w zasadzie, gdy nie jest potrzebna duŜa masa układu, a więc do maszyn
szybkobieŜnych obrotowych i tłokowych o zrównowaŜonych siłach wzbudzających pierwszego rzędu (tabl. 8, grupa 2, 3
i 4).

Rys. 22. Schemat układu podpartego

7.3.2. Układ zawieszony (rys. 23) stosuje się gdy potrzebny jest fundament o duŜej masie i o niskiej częstości drgań
własnych przy znacznej wysokości bloku fundamentowego, a więc do maszyn o duŜych siłach wzbudzających i niskiej
częstości drgań wzbudzających.

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 52

Rys. 23. Schemat układu zawieszonego

1 – blok fundamentowy; 2 – wibroizolatory; 3 – skrzynia osłaniająca

7.3.3. Wielkość i kształt masy układu drgającego ustala się tak, Ŝeby amplitudy drgań wymuszonych układu były
mniejsze od wartości dopuszczalnych. JeŜeli masa samej maszyny jest niewystarczająca, wtedy maszynę ustawia się
na fundamencie, którego masa uzupełnia potrzebną wielkość masy.

Ustawiona na wibroizolatoraeh płyta (lub rama) fundamentowa podpierająca maszynę powinna mieć odpowiednią
sztywność. Przy ustalaniu grubości płyty (lub ramy) fundamentowej naleŜy kierować się tabl. 27 i rys. 24.

Rys. 24. Płyta fundamentowa podpierająca maszynę

Tablica 27. Minimalna grubość płyty fundamentowej przy zastosowaniu wibroizolacji

Konstrukcja maszyn

Stosunek minimalnej grubości h płyty (lub ramy) fundamentowej Ŝelbetowej

(lub stalowej) do jej długości l (rys. 24)

ramy stalowe

płyty Ŝelbetowe

Maszyny o jednym wspólnym
sztywnym korpusie

Maszyny składające się z kilku
członów połączonych spręŜyście

Przy sztywnym połączeniu korpusu maszyny z podłuŜnymi elementami ramy stalowej lub z płytą Ŝelbetową długość l
moŜna zmniejszyć o odcinek l

równy długości sztywnego korpusu maszyny (rys. 24).

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 53

7.3.4. Rozmieszczenie wibroizolatorów powinno spełniać warunek, Ŝeby środek sztywności wibroizolatorów wg
1.3.11 leŜał na linii pionowej przechodzącej przez środek cięŜkości układu drgającego.

Przy stosowaniu wibroizolatorów róŜnego rodzaju warunek ten obowiązuje dla rozmieszczenia kaŜdego rodzaju
wibroizolatorów oddzielnie.

7.3.5. Sztywność ogólna wibroizolacji. Ogólna pionowa sztywność wibroizolacji stanowi sumę sztywności wszystkich
pojedynczych wibroizolatorów. Ogólna sztywność wibroizolacji K

jest związana z pionową prędkością kątową drgań

własnych λ

, rad/s, zaleŜnością (46)

(46)

w którym m – masa układu, Mg.

Potrzebną ogólną sztywność wibroizolacji określa się ze wzoru (46), po ustaleniu potrzebnej prędkości drgań własnych
pionowych układu zgodnie z 7.1.4. Sztywność wibroizolacji powinna spełniać takŜe dodatkowy warunek, Ŝe najwyŜsza z
sześciu prędkości drgań własnych układu, rozpatrywanego jako sztywna bryła drgająca na spręŜystym podłoŜu,
powinna być co najmniej 2,5 raza mniejsza od prędkości drgań wzbudzających.

7.3.6. Zakres obliczeń dynamicznych wibroizolacji fundamentów pod maszyny nieudarowe. Zakres obliczeń
dynamicznych w ogólnym przypadku powinien obejmować:

a) sprawdzenie stanu granicznego uŜytkowania (amplitud drgań wymuszonych) izolowanego fundamentu pod maszynę,
przy czym dopuszczalne wartości amplitud drgań wymuszonych naleŜy przyjmować zgodnie z wymaganiami 4.6,

b) sprawdzenie stanu granicznego uŜytkowania konstrukcji wsporczej, na której fundament pod maszynę jest ustawiony
za pośrednictwem wibroizolacji, przy czym dopuszczalne wartości amplitud drgań wymuszonych konstrukcji wsporczej
naleŜy przyjmować zgodnie z wymaganiami. rozdz. 4 i załącznika 2,

c) sprawdzenie stanu granicznego nośności wibroizolatorów,

d) określenie wartości obciąŜeń dynamicznych przekazywanych przez wibroizolację na konstrukcję wsporczą.

W celu sprawdzenia powyŜszych stanów granicznych obliczenia dynamiczne układu drgającego naleŜy wykonać
traktując go jako bryłę opartą na spręŜystym podłoŜu o określonych sztywnościach towarzyszących drganiom
pionowym, złoŜonym i skrętnym.

Obliczenie powinno zawierać:

– ustalenie sił wzbudzających (charakterystycznych) zgodnie z 3.6,

– obliczenie masy i momentów bezwładności układu drgającego,

– rozmieszczenie wibroizolatorów i określenie sztywności całej wibroizolacji,

– określenie współczynnika tłumienia drgań przez wibroizolację,

– obliczenie częstości drgań własnych układu i sprawdzenie warunków 7.1.3 i 7.1.4,

– obliczenie amplitud drgań wymuszonych fundamentu lub maszyny w płaszczyźnie jej podstawy i sprawdzenie
warunku poz. a),

– obliczenie nośności wibroizolatorów i porównanie z wartościami granicznymi,

– obliczenie amplitud drgań wymuszonych konstrukcji wsporczej i sprawdzenie warunku poz. b),

– określenie obciąŜeń dynamicznych przepuszczanych przez wibroizolację na konstrukcję wsporczą wg 7.1.3.

Dla maszyn kategorii I i II (tabl. 9) oraz grupy 3 i 4 (tabl. 8) powyŜszy zakres obliczeń moŜe być organiczony do
sprawdzenia warunku (33), jeŜeli nie ma w otoczeniu maszyny obiektów wraŜliwych na drgania, naleŜących do I i II
klasy (tabl. Z-2-1) lub nie są wymagane ograniczenia intensywności drgań ze względu na ich wpływ na człowieka.

Dla maszyn kategorii I i II lecz grupy 2, przy sprawdzaniu warunku wg poz. a), dopuszcza się traktować układ drgający

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 54

jako bryłę zawieszoną w przestrzeni, tj. pomijać wpływ sztywności wibroizolacji, o ile spełnione są warunki podane
wyŜej.

Stosowanie wibroizolacji bez przeprowadzenia obliczeń sprawdzających jest niedopuszczalne.

7.3.7. Wpływ momentu obrotowego i zwarcia. Ugięcie wibroizolacji dla maszyn elektrycznych naleŜy sprawdzić na
działanie momentu obrotowego powstającego przy uruchamianiu silnika lub momentu zwarcia. Wielkość tych ugięć
powinna być ograniczona do wielkości dopuszczalnych ze względów technologicznych (przeciętnie nie więcej niŜ
1,5 mm). Wielkość ugięć od działającego momentu nie powinna przekraczać w Ŝadnym przypadku:

a) przy uruchomieniu silnika – 5 mm,

b) przy zwarciu – 10 mm.

JeŜeli warunek ten nie jest spełniony, to naleŜy zwiększyć sztywność wibroizolacji i odpowiednio masę układu lub
zastosować odboje ograniczające ruchy fundamentu do 5 ÷ 8 mm; odboje te powinny mieć dostateczną wytrzymałość i
wykładzinę gumową dla łagodzenia uderzeń.

7.3.8. Wpływ obciąŜeń impulsowych. Przy przybliŜonym sprawdzaniu stropu na działanie ustawionej na nim maszyny
wytwarzającej obciąŜenia o charakterze impulsów za pośrednictwem wibroizolacji spełniającej warunek (34), moŜna
ograniczyć się do obliczenia stropu na statyczne działanie dwóch róŜnych zastępczych stałych obciąŜeń wg wzorów:

(47)

(48)

w których:

S – wielkość krótkotrwałego impulsu działającego na wibroizolowany układ, kNs,

– kątowa prędkość pionowych drgań własnych wibroizolowanego układu odpowiadająca działaniu impulsu, rad/s,

– stosunek prędkości drgań własnych układu na wibroizolacji λ

i podstawowej stropu λ

i ε

– współczynniki przyjmowane z wykresu rys. 25, w zaleŜności od wartości stosunku

– czas trwania impulsu, s,

i T

– okresy drgań własnych odpowiadające prędkościom λ

i λ

, s.

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 55

Rys. 25. Wykres do wyznaczania współczynników E

i E

do wzorów (47) lub (48)

Amplitudy przemieszczeń stropu pod wpływem działania impulsu określa się jako statyczne ugięcie układów, od
statycznego działania sił P

i P

przyłoŜonych do maszyny w miejscu działania impulsu i w taki sam sposób.

Prędkość własną λ

moŜna określać traktując strop jako absolutnie sztywny; przy określaniu prędkości λ

, moŜna

pomijać sztywność wibroizolatorów i masę wibroizolowanego układu.

JeŜeli obciąŜenie impulsowe powstaje w wyniku uderzenia stropu przez cięŜar G

, kN, to impuls S wyraŜa się wzorem

podanym w tabl. 12 lp. 8, a obciąŜenie P

zostaje zastąpione przez obciąŜenie

wyliczone wg wzoru

(49)

w którym P

– siła obliczona wg wzoru (47), kN.

7.4. Układy konstrukcyjne z zastosowaniem wibroizolacji fundamentów pod młoty

7.4.1. Typy układów konstrukcyjnych. Stosuje się wibroizolację fundamentów pod młoty

a) w układzie podpartym (rys. 26),

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 56

b) w układzie zawieszonym (rys. 27).

Dla fundamentów w układzie zawieszonym naleŜy przewidzieć dobre zabezpieczenie przed zanieczyszczeniem wolnej
przestrzeni między dnem skrzyni a spodem bloku fundamentowego.

Dla fundamentów w układzie podpartym naleŜy zapewnić dostęp do spodu bloku fundamentowego i wibroizolatorów z
zachowaniem właściwych wymagań BHP.

Podane wymiary minimalne moŜna stosować w wyjątkowych przypadkach przy braku miejsca.

Rys. 27. Wibroizolacja fundamentów pod młoty w układzie zawieszonym: 1 – wieszak, 2 – wibroizolatory, 3 – blok

fundamentowy, 4 – skrzynia osłaniająca, 5 – belki stalowe do zawieszenia bloku fundamentowego, 6 – pomost obsługi

7.4.2. Cechy wibroizolacji fundamentów pod młoty

7.4.2.1. Częstość drgań własnych pionowych układu składającego się z opartego na wibroizolacji bloku
fundamentowego z ustawionym na nim młotem powinna zawierać się w granicach podanych w tabl. 28.

Tablica 28. Zalecane częstości drgań własnych bloku fundamentowego przy zastosowaniu wibroizolacji

Warunki pracy młota

Częstość drgań własnych wibroizolacji

Normalne warunki zakładu przemysłowego, dobre podłoŜe
gruntowe

4 ÷ 6

Jw., lecz podłoŜe gruntowe słabe (nawodnione drobne piaski)

3 ÷ 4

Otoczenie zakładu wraŜliwe na drgania (budownictwo
mieszkaniowe, pomieszczenia laboratoryjne, a takŜe luźne piaski)

2 ÷ 3

7.4.2.2. Sztywność wibroizolacji naleŜy tak dobierać, Ŝeby częstość drgań własnych w Hz pionowych układu n

spełniała warunek

(50)

w którym:

i = 0,1,2,3 itd.

– częstość uderzeń młota na sekundę podczas serii uderzeń.

JeŜeli warunek (50) nie moŜe być spełniony to naleŜy uwzględniać zwiększenie amplitudy drgań na skutek wpływu
kolejnych uderzeń.

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 58

7.4.3. Obliczenie dynamiczne fundamentów pod młoty przy zastosowaniu wibroizolacji

7.4.3.1. Zakres obliczeń

a) Ustalenie dopuszczalnych amplitud drgań bloku fundamentowego na wibroizolacji oraz skrzyni osłaniającej z
uwzględnieniem wpływu drgań podłoŜa na otoczenie.

b) Ustalenie potrzebnej sztywności wibroizolacji dla uzyskania wymaganej częstości drgań własnych bloku
fundamentowego.

c) Określenie potrzebnej masy bloku fundamentowego przy czym jako masę drgającą moŜna przyjmować wspólną
masę bloku fundamentowego i ustawionego na nim młota.

d) Dobór wibroizolatorów.

e) Sprawdzenie częstości drgań własnych, amplitud drgań wymuszonych i współczynnika tłumienia wibroizolacji.

f) Ustalenie wymiarów skrzyni osłaniającej blok fundamentowy.

g) Sprawdzenie amplitud drgań skrzyni osłaniającej oraz obliczenie jej zbrojenia.

h) Ustalenie zbrojenia bloku fundamentowego wg zasad podanych w p. 5.5.4, przy czym zhrojenie wierzchu bloku
fundamentowego powinno stanowić 60% zbrojenia spodu bloku fundamentowego, ustalonego na podstawie obliczenia.

Wpływ zmęczenia w obliczeniach wytrzymałościowych naleŜy uwzględniać zgodnie z

PN-84/B-03264

, p. 7.2.

Dopuszcza się równieŜ stosowanie zaleceń wg 3.6.4.

7.4.3.2. Dopuszczalne amplitudy drgań pionowych bloku fundamentowego. Dopuszczalna amplituda drgań bloku
fundamentowego powinna być ustalona przez technologa w zaleŜności od wymagań procesu kucia. Przy braku danych
moŜna posługiwać się danymi zawartymi w tabl. 29.

Tablica 29. Dopuszczalne amplitudy drgań bloków fundamentowych pod młoty przy zastosowaniu wibroizolacji

Rodzaj kucia

Dopuszczalna amplituda

w, dop

, mm

Kucie przy wymaganiu najwyŜszej jakości
Swobodne kucie odkuwek długości ponad 2 m
Jak wyŜej, lecz o długości poniŜej 2 m
Kucie matrycowe
Kucie matrycowe przy minimalnych wymaganiach

0,5
1,0
2,0
3,0
4,0

NaleŜy mieć na uwadze, Ŝe wielkość fundamentu jest tym większa im mniejsza jest dopuszczalna wartość amplitudy
drgań, w związku z czym zaleca się w porozumieniu z technologiem zwiększać wartości amplitud drgań wymuszonych,
co pozwala uzyskać zmniejszenie wielkości bloku fundamentowego.

Amplituda drgań skrzyni osłaniającej blok fundamentowy nie powinna przekraczać wartości

dop

= 0,15 ÷ 0,20 mm

7.4.4. Wymagania konstrukcyjne. Minimalna grubość części podkowadłowej bloku fundamentowego ustawionego na
wibroizolatorach powinna być o 25%, większa od podanej w tabl. 18.

Pomost obsługi powinien być oddzielony od bloku fundamentowego i opierać się na skrzyni osłaniającej (rys. 26 i 27 ).

Wymagane tłumienie drgań przez wibroizolację spręŜynową (tabl. 24) zapewnia dodatkowe zastosowanie:

a) klocków gumowych

b) tłumików z cieczą lepką

c) resorów stalowych

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 59

d) urządzeń wytwarzających suche tarcie.

Wibroizolację zaleca się stosować w postaci spręŜyn stalowych zgrupowanych w jednostkach wielospręŜynowych oraz
w postaci zespołów złoŜonych z kilku klocków gumowych kaŜdy.

W układach zawieszonych (rys. 27) belki stalowe słuŜące do podwieszenia bloku fundamentowego nie powinny
spełniać roli zbrojenia bloku. Powinny być one umieszczone nieco poniŜej środka bloku i być zwymiarowane z
zastosowaniem współczynnika zmęczenia materiału α = 3 i najniekorzystniejszego działania obciąŜeń statycznych i
dynamicznych.

KONIEC

ZAŁĄCZNIK 1

ORIENTACYJNY PODZIAŁ MASZYN ZE WZGLĘDU NA ICH DYNAMICZNOŚĆ

Dynamiczna

kategoria

maszyny

Dynamiczność

maszyny

Nazwa maszyny

mała

obrabiarki i automaty do obróbki metali: frezarki, obrabiarki do kół zębatych,
szlifierki do kół zębatych i gwintów, wiertarki, rewolwerówki, wytaczarki i
docieraczki, szlifierki o masie wrzeciona mniejszej niŜ 20 kg; tokarki do metali o
masie wrzeciona mniejszej niŜ 20 kg; tokarki do drewna; maszyny przędzalnicze;
automaty do pakowania w przemyśle cukierniczym, spoŜywczym i
gastronomicznym; automaty do napychania papierosów i inne automaty w
fabrykach papierosów, automaty do ostrzenia brzytew; maszyny do szycia;
maszyny elektryczne o masie mniejszej niŜ 100 kg; pompy odśrodkowe o masie
mniejszej niŜ 50 kg itp.

średnia

strugarki poprzeczne i inne; tokarki o masie wrzeciona większej niŜ 20 kg;
szlifierki o masie wrzeciona większej niŜ 20 kg lecz mniejszej niŜ 100 kg; tarcze
szlifierskie, pompy tłokowe o małej mocy; jednocylindrowe silniki, dla których
iloczyn masy tłoka przez promień korby jest mniejszy niŜ 250 kgcm; poziome i
pionowe wirówki o masie napełnionego pojemnika mniejszej niŜ 100 kg; czesarki
w fabrykach włókienniczych; bębny do prasowaniu w szwalniach, transmisyjne
przekładnie; wentylatory o masie wirnika mniejszej niŜ 30 kg; silniki elektryczne o
masie w większej niŜ 100 kg, lecz mniejszy niŜ 1000 kg itp.

III

duŜa

wirówki z napełnionym pojemnikiem o masie większej niŜ 100 kg, lecz mniejszej
niŜ 300 kg; wentylatory o masie wirnika większej niŜ 30 kg, lecz mniejszej niŜ 100
kg; maszyny tkackie; prasy z suwakiem o masie mniejszej niŜ 200 kg; maszyny
typograficzne; szlifierki o masie wrzeciona większej niŜ 100 kg; maszyny
elektryczne o masie większej niŜ 1000 kg, silniki jednocylindrowe, dla których
iloczyn masy tłoka przez promień korby jest większy niŜ 250 kgcm, lecz mniejszy
niŜ 750 kgcm; pompy tłokowe średniej mocy itp.

bardzo duŜa

automaty matrycowe i prasy automatyczne z suwakiem o masie większej niŜ 200
kg, sita wstrząsowe zakładów cukrowniczych i krochmalniczych; urządzenia do
przesiewania; kruszarki; stoły wibracyjne i sita w fabrykach i zakładach
wzbogacania surowców i w innych, wentylatory o masie wirnika większej niŜ 100
kg; wirówki o masie bębna wraz z wypełnieniem większej niŜ 300 kg;
jednocylindrowe silniki, dla których iloczyn masy tłoka przez promień korby jest
większy niŜ 750 kgcm; tłokowe pompy o duŜej mocy itp.

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 60

ZAŁĄCZNIK 2

OCENA SZKODLIWOŚCI DRGAŃ I WSTRZĄSÓW DLA PRACUJĄCYCH LUDZI ORAZ DLA URZĄDZEŃ W

BUDYNKACH

1. SPRAWDZENIE SZKODLIWOŚCI WPŁYWÓW DRGAŃ I WSTRZĄSÓW NA URZĄDZENIA W BUDYNKACH

1.1. ZałoŜenia ogólne. Kryteria oceny ujęto w dwóch grupach: pierwsza dotyczy maszyn i przyrządów mechanicznych,
druga – urządzeń laboratoriów pomiarowych i urządzeń specjalnych. Wielkością charakteryzującą jest tu maksymalna
prędkość drgań.

Zaliczanie maszyn do klas wraŜliwości naleŜy wykonywać wg tabl. Z2-1.

Tablica Z2-1

Klasa wraŜliwości

Charakterystyka

wraŜliwości na

drgania

Nazwa maszyn lub urządzenia

bardzo wraŜliwe

urządzenia do wywaŜania statycznego i dynamicznego, sprawdzania i
regulacji przyrządów optycznych, mikroskopy pomiarowe, interferometry i
inne dokładne przyrządy optyczne, obrabiarki precyzyjne, przyrządy
pomiarowo-kontrolne stałe o dokładności do kilku mikrometrów,
urządzenia rektyfikacyjne przyrządów pomiarowych, elektroniczne
maszyny cyfrowe

średnio wraŜliwe

szlifierki do gwintów, kół zębatych, łoŜysk, wiertarki i froterki
automatyczne, tokarki z tolerancjami do kilkunastu mikrometrów,
automaty dokładne i obrabiarki dokładne

III

mało wraŜliwe

zwykłe tokarki, frezarki, wiertarki, szlifierki, obrabiarki zwykłej
dokładności, maszyny włókiennicze, tkackie, typograficzne

prawie niewraŜliwe

silniki, dłutownice, maszyny do szycia, obrabiarki do metali lekkich i
drewna, prasy przemysłowe, przecinarki

zupełnie

niewraŜliwe

wentylatory, kruszarki, młynki, wstrząsarki, stoły i sita wibracyjne,
przesiewacze, młoty itp.

1.2. Ocena szkodliwości wpływu drgań na pracę maszyn i urządzeń mechanicznych. JeŜeli technologia
urządzenia nie narzuca specjalnych wymagań, to dopuszczalne, nieszkodliwe wartości amplitud przemieszczeń albo
prędkości lub przyśpieszeń naleŜy przyjmować wg tabl. Z2-2. Podane wartości naleŜy traktować jako dopuszczalne
drgania podłoŜa, mierzone przy unieruchomionej maszynie.

Wartości podane w tabl. Z2-2 dotyczą jednego kierunku o najbardziej niekorzystnych wielkościach.

Dla pomieszczeń z urządzeniami specjalnymi (np. z mikroskopami elektronowymi) dopuszczalne wartości drgań naleŜy
przyjmować wg kryteriów podanych przez konstruktorów i uŜytkowników urządzeń.

Tablica Z2-2

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 61

Klasa wraŜliwości

maszyny

Charakterystyka

maszyny lub

urządzenia

Dopuszczalna

maksymalna

prędkość drgań

podłoŜa w jednym

kierunku V

mm/s

Dopuszczalne amplitudy przemieszczeń

przy częstości

n = 10 Hz

n = 50 Hz

bardzo wraŜliwe

0,1

1,6

0,3

średnio wraŜliwe

1,0

III

mało wraŜliwe

3,0

prawie niewraŜliwe

6,0

100

zupełnie niewraŜliwe

powyŜej 6,0

500

100

2. SPRAWDZENIE SZKODLIWOŚCI WPŁYWÓW DRGAŃ I WSTRZĄSÓW NA LUDZI ZNAJDUJĄCYCH SIĘ W

BUDYNKACH

2.1. ZałoŜenia ogólne. Oceną objęto drgania mechaniczne o częstości 0,5 ÷ 100 Hz; nie dotyczy ona drgań
akustycznych i związanych z ich wpływem szkodliwych oddziaływań. W podanym ujęciu dostosowano się do średnich
właściwości organizmu ludzkiego.

2.2. Skala odczuwalności drgań przez człowieka. Stosuje się następującą skalę stopni odczuwalności drgań:

I – nieodczuwalne,

II – ledwo odczuwalne w spokoju,

III – odczuwalne,

IV – wyraźnie odczuwalne,

V – silnie odczuwalne,

VI – bardzo silnie odczuwalne,

VII – bardzo silnie odczuwalne i przeszkadzające,

VIII – trudne do zniesienia,

IX – nie do zniesienia.

W wykresach na rys. Z2-1 podano wpływy drgań harmonicznych ciągłych, przenoszących się na człowieka stojącego
lub siedzącego. Wykresy podano w 9 stopniach odczucia wg współrzędnych: amplituda przemieszczenia, prędkości lub
przyśpieszenia oraz częstości drgań.

Przy częstościach drgań wynoszących około 5 Hz miarodajne do oceny jest przyśpieszenie, przy częstościach powyŜej
5 a 15 Hz – prędkość drgań. Przy częstościach między 5 a 15 Hz moŜe decydować przyśpieszenie albo prędkość, w
zaleŜności od indywidualnych cech człowieka.

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 62

Rys. Z2-1. Wykresy wpływu drgań harmonicznych ciągłych przenoszących się na człowieka, wg współrzędnych: a)

amplituda przemieszczenia, b) prędkość, c) przyspieszenie

2.3. Ocena stopnia wpływu drgań na człowieka następuje w miejscu ich przenoszenia się na człowieka (np. na
podłodze) w warunkach normalnych. Stopień szkodliwości wpływu naleŜy odczytywać z odpowiedniego wykresu (rys.
Z2-2).

Rys. Z2-2. Wykresy stopnia szkodliwości drgań na człowieka

a) dopuszczalne linie graniczne dla poszczególnych kategorii wpływów w budynkach mieszkalnych, b) w zakładach

pracy umysłowej, c) w zakładach przemysłowych

WraŜliwość na drgania pionowe jest wyŜsza niŜ na drgania poziome. Odczytanie na wykresie następuje dla bardziej
niekorzystnej wartości przyśpieszenia.

ZaleŜność przyśpieszenia a od amplitudy i częstości drgań wyraŜa się, w cm/s

, wzorem

(51)

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 63

n – częstość drgań, Hz,

A – amplituda drgań, cm.

2.4. Dopuszczalna wielkość drgań i wstrząsów dla ludzi znajdujących się w budynkach

2.4.1. Budynki mieszkalne. Dopuszczalne linie graniczne dla poszczególnych kategorii wpływów wg rys. Z2-2a):

a) drgania wymagające zmniejszenia, jeŜeli występują w sposób ciągły i przez określony okres czasu (kilka godzin w
ciągu doby) – linia C,

b) drgania wymagające zmniejszenia, jeŜeli występują w formie wstrząsów (z przerwami o stosunku czasu trwania do
przerwy wynoszącym około 0,1 i mniej) – linia C',

c) drgania niedopuszczalne, jeŜeli występują bez przerw i w określonych okresach (kilka godzin w ciągu doby) – linia D,

d) drgania niedopuszczalne, jeŜeli występują w formie wstrząsów w liczbie większej niŜ 5 na godzinę w ciągu dnia –
linia D',

e) drgania absolutnie niedopuszczalne w Ŝadnej postaci występowania – linia E.

2.4.2. Zakłady pracy umysłowej. Dopuszczalne linie graniczne dla poszczególnych kategorii wpływów wg rys. Z2-2b):

a) drgania przeszkadzające w pracy umysłowej lub innej wymagającej ciągłości i szczególnego skupienia, jeŜeli
działają stale – linia A,

b) drgania przeszkadzające w pracy umysłowej wg poz. a), występujące sporadycznie lub w formie wstrząsów (z
przerwami jak w 2.4.1 b) – linia B,

c) drgania wykluczające pracę umysłową wg poz. a) i b), a przeszkadzające w zwykłej pracy umysłowej, nie
wymagającej stałego skupienia – linia C,

d) drgania niedopuszczalne przy pracy umysłowej (dopuszczalne 1 ÷ 5 razy, w ciągu doby w formie wstrząsów) – linia C.

Do szpitali i domów wypoczynkowych odnoszą się kryteria dotyczące pracy umysłowej wymagającej szczególnego
skupienia.

2.4.3. Zakłady przemysłowe. Dopuszczalne linie graniczne dla poszczególnych kategorii wpływów wg rys. Z2-2c):

a) drgania utrudniające pracę w przypadku ciągłego występowania (tzw. trudne warunki pracy)

w zakładach przemysłu lekkiego – linia C',
w zakładach przemysłu cięŜkiego – linia D;

b) drgania przeszkadzające w pracy, w kaŜdej postaci występowania (z wyjątkiem sporadycznych wstrząsów w liczbie
do 2 na godzinę)

w zakładach przemysłu lekkiego – linia D',
w zakładach przemysłu cięŜkiego – linia E;

praca w tych warunkach, jeŜeli jest konieczna, wymaga okresowych odpoczynków i kontroli lekarskiej;

c) drgania niedopuszczalne, szkodliwe dla zdrowia – linia F; stała praca w warunkach o charakterystyce powyŜej linii F
jest niedopuszczalna, praca z przerwami (o stosunku pracy do przerwy 1 ÷ 5 lub mniejszym) jako niebezpieczna dla
zdrowia wymaga opieki lekarskiej i stałej kontroli zdrowia.

2.4.4. Stosowanie kryteriów szkodliwości w przypadku drgań złoŜonych. Jeśli drgania mają charakter okresowy,
naleŜy stosować kryteria wg 2.3. JeŜeli drgania są ciągłe, a mają charakter nieokresowy i jeŜeli nie róŜnią się od
przeciętnych więcej niŜ o 50% wartości przyspieszenia (do 10 Hz) lub prędkości (powyŜej 10 Hz) oraz powtarzają się co
najmniej średnio co 2 min (30 razy na godzinę) – drgania te naleŜy traktować jako okresowe o najbardziej
niekorzystnych wartościach.

W innych przypadkach drgania naleŜy traktować jako wstrząsy o maksymalnych wartościach.

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 64

2.4.5. Dopuszczalne amplitudy drgań przy serii impulsów. Przy obciąŜeniu stropów powtarzającymi się impulsami
(obciąŜeniami udarowymi) dopuszczalne amplitudy drgań ustalone ze względu na warunki pracy obsługi lub ze względu
na wpływ na wraŜliwe na drgania urządzenia, określa się jak dla obciąŜeń zmiennych harmonicznie, przyjmując jako
częstość wzbudzającą częstość drgań własnych konstrukcji n

i stosując współczynnik zwiększający

(52)

w którym:

– współczynnik tłumienia drgań przez konstrukcję wg tabl. 23,

– częstość występowania powtarzających się impulsów, Hz,

– częstość drgań własnych konstrukcji, Hz.

ZAŁĄCZNIK 3

FUNDAMENTY OBRABIAREK. WYMAGANIA SPECJALNE

1. ZałoŜenia technologiczne. W załoŜeniach technologicznych powinny być podane dodatkowe dane:

a) dla obrabiarek wymagających ograniczenia przechyłu fundamentu – dane o granicznych połoŜeniach ruchomych
mas oraz dopuszczalne wielkości kąta obrotu fundamentu względem osi poziomej,

b) dla obrabiarek o wysokiej precyzji obróbki dane o poziomie drgań w miejscu usytuowania maszyny oraz o
dopuszczalnych amplitudach drgań.

2. Ustawianie obrabiarek na podłodze. Obrabiarki o masie do 10 Mg, o normalnej i podwyŜszonej dokładności, z
korpusami sztywnymi, tj. gdy stosunek długości korpusu obrabiarki do wysokości jego przekroju

, a takŜe

obrabiarki o wysokiej dokładności, które mogą być ustawione na wibroizolatorach umieszczonych bezpośrednio pod
podstawą maszyny, naleŜy ustawiać na podłodze pomieszczenia.

Obrabiarki o masie do 30 Mg naleŜy ustawiać na pogrubionych betonowych pasmach podłogi pomieszczenia.

3. Ustawianie obrabiarek na oddzielnych fundamentach. Na oddzielnych specjalnie projektowanych fundamentach
naleŜy ustawiać następujące rodzaje obrabiarek:

a) obrabiarki o niedostatecznej sztywności korpusu, przy

i wtedy, gdy fundament ma zapewnić potrzebną

sztywność obrabiarce,

b) obrabiarki o masie większej niŜ 10 Mg wtedy, gdy podłoga pomieszczenia ma niedostateczną grubość,

c) obrabiarki o wysokiej dokładności, wibroizolacja których wymaga zastosowania płyty fundamentowej.

W uzasadnionych przypadkach moŜna ustawiać kilka obrabiarek na wspólnym fundamencie.

4. Wibroizolacja. Przy stosowaniu fundamentów na wibroizolacji naleŜy przewidywać moŜliwość regulacji i wymiany
elementów wibroizolacji. Prawidłowość wyboru wibroizolacji powinna być uzasadniona odpowiednim obliczeniem.

Obliczenie drgań fundamentów posadowionych bezpośrednio na gruncie nie jest wymagane.

5. Wysokość fundamentów pod obrabiarki. Indywidualne fundamenty dla obrabiarek o masie do 30 Mg powinny
mieć wysokość ustaloną zgodnie z tabl. Z3.

Wysokość fundamentów dla obrabiarek o masie większej niŜ 30 Mg naleŜy ustalać z uwzględnieniem specjalnych
wymagań producenta maszyny.

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 65

6. Mocowanie obrabiarek do fundamentów. Obrabiarki naleŜy mocować śrubami fundamentowymi w następujących
przypadkach:

a) przy ustawianiu obrabiarki na indywidualnych fundamentach,

b) gdy wymagają tego przepisy BHP,

c) gdy wymagane jest usztywnienie korpusu obrabiarki przez fundament,

d) przy obciąŜeniach dynamicznych od mas poruszających się ruchem postępowo-zwrotnym lub przy skrawaniu
szybkościowym.

7. Bezpośrednie ustawianie obrabiarek na elementach spręŜystych. Ustawianie obrabiarek bezpośrednio na
spręŜystych podstawkach jest dopuszczalne, jeŜeli mają one sztywny korpus (przy

) i jeŜeli nie przeszkadza to w

obróbce.

Minimalne wysokości fundamentów indywidualnych dla obrabiarek o masie do 30 Mg, w zaleŜności od długości

fundamentu L, m

Rodzaj obrabiarki

Wysokość fundamentu m

Tokarki, przeciągarki poziome, strugarki podłuŜne, frezarki
podłuŜne

Szlifierki

Obrabiarki do nacinania kół zębatych, karuzelówki, półautomaty,
automaty pionowe, karuzelo-frezarki, frezarki wspornikowe i
bezwspornikowe, wytaczarki poziome

Wiertarki pionowe i promieniowe

0,6 ÷ 1,0 m

Strugarki poprzeczne i dłutownice

0,8 ÷ 1,4 m

INFORMACJE DODATKOWE

1. Instytucja opracowująca normę – Centralny Ośrodek Badawczo-Projektowy Budownictwa Ogólnego.

2. Istotne zmiany w stosunku do PN-67/B-03040

a) powiązano normę z aktualnymi normami projektowania konstrukcji Ŝelbetowych, stalowych i innych w zakresie
oznaczeń, materiałów i metod wymiarowania, wprowadzając pojęcie stanów granicznych,

b) wprowadzono metodę częściowych współczynników bezpieczeństwa,

c) uściślono i rozszerzono wymagania konstrukcyjne w zakresie projektowania fundamentów pod turbozespoły,

d) rozszerzono zakres normy na obciąŜenia o charakterze impulsów,

e) wprowadzono metodę oceny szkodliwości drgań i wstrząsów dla pracujących ludzi oraz na urządzenia w budynkach
(w oparciu o uniewaŜniony Projekt PN/B-02170).

3. Normy związane

PN-86/B-02480 Grunty budowlane. Określenia, symbole, podział i opis gruntów

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 66

PN-83/B-02482 Fundamenty budowlane. Nośność pali i fundamentów palowych

PN-87/B-03002 Konstrukcje murowe. Obliczenia statyczne i projektowanie

PN-81/B-03020 Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia statyczne i projektowanie

PN-80/B-03200 Konstrukcje stalowe. Obliczenia statyczne i projektowanie

PN-84/B-03264 Konstrukcje betonowe, Ŝelbetowe i spręŜone. Obliczenia statyczne i projektowanie

PN-68/B-06050 Grunty budowlane. Wymaganie w zakresie wykonywania i badania przy odbiorze

PN-75/B-06250 Beton zwykły

PN-69/C-01601 Guma. Własności mechaniczne. Nazwy i określenia

PN-64/M-80700 SpręŜyny śrubowe walcowe z drutów lub prętów okrągłych. Ogólne wymagania i badania techniczne

PN-85/M-80701 SpręŜyny śrubowe walcowe z drutów lub prętów okrągłych. SpręŜyny naciskowe. Obliczanie i
konstrukcja

4. Normy zagraniczne

ISO/IS 2974, Code of practice for design and constrution of machine foundations (Part 1 – 1969, Part 2 – 1966, Part 3
– 1975, Part 4 – 1968, Part 5 – 1970).

NRD TGL 25731 Bl. 1÷ 4. Dynamisch beanspruchte Fundamente u Stütßkonstruktionen für Maschinen. 1972.

5. Autor projektu normy – doc. mgr inŜ. Janusz Lipiński z zespołem.

6. Programy do obliczania fundamentów i konstrukcji wsporczych obciąŜonych dynamicznie.

6.1. Obliczanie sił wewnętrznych w ramowych układach płaskich od obciąŜeń dynamicznych

a) DYSTAKON (na EMC ODRA 1204)

Oprac. Głównego Biura Studiów i Projektów Górniczych, Katowice, 1976

b) DYSTAK (adaptacja na EMC NOVA 840)

Oprac. Energoprojekt, Warszawa 1977.

6.2. Obliczanie drgań fundamentów pod maszyny nieudarowe BUD-40

a) Oprac. Głównego Biura Studiów i Projektów Górniczych, Katowice (na EMC ODRA 1305).

b) Adaptacja Biura Proj. Przem. Hutniczego Biprohut na maszynę NOVA 1200.

6.3. Obliczanie wibroizolacji pod wentylatory WIBRO

(Program na EMC ODRA 1300)

Oprac. Biuro Studiów i Projektów Przem. Włókienniczego w Łodzi.

7. Wydanie 4 – stan aktualny: marzec 1988 – uaktualniono normy związane i poprawiono błędy.

PN-80/B-03040 Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny Obliczenia i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 67