谈工业建筑设备基础设计

杨 旋

(煤炭工业太原设计研究院，山西 太原 030001)

谈工业建筑设备基础设计

杨 旋

(煤炭工业太原设计研究院，山西 太原 030001)

简要阐述了工业建筑设备基础的设计理念，对设备基础中的设计条件进行了介绍，并详细分析了工业建筑设备基础设计的基本要求及其注意事项，以节约造价，同时满足工艺设备的正常运转要求。

工业建筑，设备基础，设计，基本要求

0 引言

由于工艺特殊要求，工业厂房是结构专业从事设备基础的设计，怎样能既满足设备的正常运转标准，同时又节约造价，是设计者有待解决的问题。设备基础的设计要求同工艺专业密切配合，满足工艺要求同时又经济合理。

1 设备基础的设计理念

一般设备基础都应先满足生产工艺的实际要求，它应该是该设备的有力支承，以保障设备的正常应用，而且不能影响临近设备的正常使用。为了满足此要求，设备基础须具有足够的刚度、强度和耐久性。

2 设备基础中的设计条件

一个好的设计，第一要把设备基础条件理解透：动荷载值、设备的荷载分布情况、顶标高、基础顶面模板图、预埋件及预留孔情况等。第二要收集设备周边的材料，比如场地的基础临近建筑物、构筑物和其他设备基础情况。任何条件都决定了基础的数据，忽略任何一项都很可能埋下极大的安全隐患。

3 设备基础的设计基本要求

我们知道设备基础运行重量很大，但由于其占地面积也较大，因此基础底面的压力较小，天然地基大概能满足要求。对于湿陷性黄土、软弱地基等问题，应根据设备的详细情况，选择解决方案。对大型设备基础，特别是对沉降高要求的设备基础，可用复合地基的方案根治。有些工程应用水泥土搅拌桩法处理地基，取得了显著的成果。对于严重湿陷的地段，可以应用挤密桩法破除湿陷性。对于复杂的场地条件，而设备对沉降高要求的情况，应设计成桩基础，可是设备基础占地面积不小，通常桩基础造价不菲，因此是否选择桩基础，应该谨慎考虑。对于小型设备基础，一般只是一个“小墩”，则可应用换填垫层法来处理地基，先去除软弱的土层，然后用灰土或级配砂石回填至标准高度，并验算软弱下卧层承载力。对于高水位地下水情况，设备基础还应符合抗浮要求。设备基础设计的前提是理解工艺专业的资料，清楚各工艺流程。某喷漆室设备基础之中，土建中工艺给提的资料是沿着周圈布置宽300 mm的钢板，结构按材料设计周边的钢板。现场施工结束后，发现设备应该焊在钢板上的点仅有区区几段。若工艺和土建能在之前密切配合，提早了解焊点的位置，将周圈布置钢板改为间断布置，就可以节省下费用，这并不难做到。设计人员需要清楚设备的荷载分布情况，并知道有无动荷载、底面要求的标高、预留孔的情况、预埋件的分布情况。并注意到和其他建筑基础有无冲突，并结合情况作相应调整。有些厂房基础做得较大，平面上排不开了，就只好降厂房基础，使设备压在厂房之上，此部分设备基础的荷载就转到了厂房基础上，厂房基础就应该重新核准。设备基础的顶面标高是由设备条件决定，底面标高可由设备条件及结构专业要求来定。在满足工艺要求及地基承载力标准的条件下，设备基础应埋浅，在冻土季节性分布的地带，基础底面应被埋在冻土厚度下。要近观工艺要求设计预埋件。对在地基上卧置的块型设备基础，一般只受压力作用，需要采用素混凝土灌注，可是考虑大体积混凝土在施工中存在裂缝，在顶层或者底层配有钢筋网。《混凝土结构设计规范》要求“卧于地基上的混凝土板，板中钢筋受拉的最小配筋率可适度降低，但应不小于0.15%。”板式的设备基础，需要符合此要求，对厚度大的设备基础(设备基础的一般埋深，在不算冻土的条件下，应该是地面以下500 mm，其顶面高于地面200 mm～300 mm，对同一平面尺寸2 m×2 m的设备基础，受到弯矩相对厚度来说，大概可忽略不计，应算是厚度较大的了)那么不应当认为是“板”，因此不必满足这条标准。其实，对于块型的设备基础，钢筋配置均不受力，对此种构造钢筋，要从混凝土浇筑体积的大小选择钢筋的间距和种类，调控混凝土收缩为初衷的钢筋，设置大又密并没有必要，小型设备基础，要求裂缝不敏感，做成素混凝土墩问题也不大。对于引起震动的设备，应该满足《动力机器基础设计规范》的标准，“体积为20 m3～40 m3的大块基础，要在基础顶面配置半径为5 mm，间距为200 mm的钢筋网”“体积大于40 m2的大块式基础，要沿四侧和顶底面配置直径10 mm～14 mm，间距为200 mm～300 mm的钢筋网。”对一引动动力设备基础，要预防设备震动使结构破坏抑或建筑地面破碎，要采取隔震措施。做法一般是为设备基础建造一池子，其底板和侧壁通过计算，底板上是细砂卵石，上面铺油毡，之后垫层，进行混凝土浇筑。部分设备基础不引起震动，同样需要隔震措施，这些设备一般精度要求高(光学厂房较多见)，对外在震源敏感，此设备基础除上面隔震要求外，也尽量做大设备基础体积，来保证其在外在震源下稳定。对大块体的设备基础要考虑裂缝控制情况，要尽可能选强度等级低的混凝土，钢筋尽量选择直径和间距小的方式。

4 其他需要注意的情况

1)设备基础，尤其是动力设备基础，应当用柔性材料和周围地面相隔，以防因设备震动致地面开裂而危及到周边建筑结构的安全。2)大块体在选材时要考虑大体积混凝土施工中控制裂缝，尽可能选强度等级低、水化热低水泥配制的混凝土。相同钢筋面积时，可选用直径、间距小的方式。3)有些设备基础要预留地脚螺栓孔，其大小除符合工艺要求及结构设计规范，同时还设计为方便施工，方便灌入二次灌浆材料。

5 结语

本人阐述了设备基础设计的相关问题。设备基础的设计没有统一的设计标准，因此要参照其他相关规定、规则执行，在参照的同时，要择优而从之。本文对工业建筑设备基础设计分析研究具备一定的参考价值。

[1] GB 50007—2011，地基基础设计规范[S].

[2] GB 50040—96，动力机器基础设计规范[S].

[3] GB 50010—2010，混凝土结构设计规范[S].

[4] 黄志全，李 逵，李中良.水泥土搅拌法在工业建筑设备基础地基处理中的应用[J].中国水运，2007(8)：68-70.

[5] 刘军亮.浅谈设备基础[J].山西建筑，2007，33(6)：136-137.

[6] 程懋堃.高层建筑结构构造资料集[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.

Discussion on industrial building equipment foundation design

Yang Xuan

(CoalIndustryTaiyuanDesignAcademy,Taiyuan030001,China)

The paper briefly describes the design concept of industrial building equipment foundation, introduces the design conditions of equipment foundation, and specifically analyzes basic demands and matters of industrial building equipment foundation design, with a view to save cost and meets normal industrial equipment operation as well.

industrial building, equipment foundation, design, basic demands

2015-01-30

杨 旋(1977- )，男，工程师

1009-6825(2015)10-0077-02

TU470

A