طراحی فونداسیون های ماشین آلات
طراحی فونداسیون ماشین آلات با توجه به اعمال بارهای دینامیکی و خاص بر آن ها دارای پیچیدگی های زیادی است و نیازمند در نظر گرفتن تمهیدات ویژه مطابق با آئین نامه ها و استاندارهای داخلی و بین المللی می‌باشد.
به این گونه از فونداسیون ها علاوه بر بارهای استاتیکی ناشی از وزن خود و تجهیزات، یک مجموعه از بارهای دینامیکی، که مختص به نوع ماشین بوده و توسط سازنده آن معرفی می گردند، اعمال می گردد. عمدتاً، بارهای دینامیکی در مقایسه با بارهای ثقلی مقدار کمتری دارند ولی تکرارشوندگی بارهای دینامیکی و ایجاد ارتعاش است که می تواند در تحلیل و طراحی پی ماشین آلات تعیین کننده باشد.
طراحی اینگونه پی ها باید به نحوی باشد که ارتعاش آن به مجموعه ماشین و فونداسیون، تجهیزات و سازه های اطراف و افراد مجاور آن آسیبی وارد نکند؛ لذا ضروری است طراحی این سازه ها، توسط مهندسین مجرب صورت پذیرد.
بارگذاری فونداسیون های ماشین آلات:
پی ماشین آلات عموماً علاوه بر بارهای استاتیکی ناشی از وزن خود و ماشین آلات متکی بر آن، یک مجموعه از بارهای دینامیکی مربوط به عملکرد ماشین را نیز تحمل می کند. طبیعت بارهای دینامیکی به عملکرد ماشین آلات وابسته بوده و می بایست دقیقا تعریف شود.
این بارها شامل بار های بحرانی مانند بار ناشی از خرابی‌های ناگهانی، بارهای زمان روشن یا خاموش کردن ماشین تا رسیدن به عملکرد یکنواخت یا بارهای ناشی از عملکرد عادی ماشین می‌باشد. مقدار بارهای دینامیکی در مقایسه با بارهای ثقلی محدود است اما طبیعت تکرار آن که با ایجاد لرزش همراه است می تواند در تحلیل و طراحی پی ماشین آلات تعیین کننده باشد.
دامنه حرکات سیکلی یک ماشین در محدوده فرکانسی که کار می کند مهم ترین مشخصه ای است که باید در طراحی پی ماشین آلات در نظر گرفته شود. عموما مشخصات بارهای ماشین آلات توسط سازنده دستگاه ارائه می‌شود.
همچنین لازم است فرکانس طبیعی سیستم زمین– پی– ماشین نیز مطالعه شود. انواع مختلف ماشین آلات نیروهای چرخه ای متفاوتی را ایجاد می کنند. سه نوع از مهم ترین انواع این ماشین آلات شامل پیستونی، ضربه ای و دورانی می باشد. نکته مهم این است که انتخاب پی مناسب به نوع ماشین آلاتی که روی آن قرار خواهند گرفت، بستگی دارد. به عنوان مثال برای ماشین های پیستونی پی حجیم یا پی جعبه ای و برای توربین های بخار پی های پاشنه دار انتخاب می شود که متشکل از تیر و دال، دیوار و ستون و پی هستند.
تحلیل و طراحی پی ماشین آلات باید با بررسی شرایط زیر انجام شود:
1- نشست پی و فشار زیر آن تحت بارهای استاتیکی باید کوچکتر از مقادیر مجاز باشد.
2- تحت بارهای دینامیکی باید معیارهای زیر برآورده شوند:
1-2- به منظور جلوگیری از تشدید (رزونانس) فرکانس طبیعی سیستم خاک– پی– ماشین هرگز نباید با فرکانس بهره برداری سیستم انطباق پیدا کند. در واقع در این قبیل مواقع همیشه یک ناحیه تشدید معرفی می گردد که فرکانس طبیعی سیستم خاک– پی– ماشین باید خارج آن باشد.
نسبت فرکانس بهره برداری ماشین آلات به فرکانس طبیعی سیستم خاک – پی باید در محدوده های زیر باشد:
برای ماشین های با دور پایین باید نسبت فرکانس بهره برداری به فرکانس طبیعی کمتر از ۰/۵ باشد.
برای ماشین های با دور بالا باید نسبت فرکانس بهره برداری به فرکانس طبیعی بیشتر از ۰/۵ باشد.
2-2- دامنه حرکت در فرکانس بهره برداری ماشین باید کوچکتر از مقادیر مجاز باشد. دامنه حرکت مجاز برای هر ماشین را معمولا سازنده آن مشخص می کند.
3- ارتعاشاتی که ماشین تولید می کند نباید اثر سویی بر ماشین آلات، سازه های مجاور و اشخاص نزدیک ماشین داشته باشد. طبیعت ارتعاشات احتمالی مضر به فرکانس ارتعاش و دامنه حرکات بستگی دارد.