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文档简介

1、化工设备基础设计规定,一般规定 1. 本规定所列设备基础的安全等级宜取二级,200kW以下 的机泵类设备基础的安全等级宜取三级。抗震按丙类构 筑物设计。 2. 基础螺栓预留孔内和顶面的二次灌浆宜微膨胀或采用无 收缩灌浆料。基础顶面二次灌浆层的厚度3050mm, 或按设备制造厂 的规定。当其厚度小于等于30mm时, 宜采用1:2水泥砂浆;当厚度大于30mm时,宜采用强度 等级高于基础本体一级的细石混凝土。 注:提出条件专业无要求时:基础顶面二次灌浆层厚度 为50mm无收缩灌浆料,找平层厚度为30厚细石混 凝土。 3. 基础受力钢筋的混凝土保护层厚度宜取50mm。,一般规定 4. 基础的地脚螺栓的

2、材质除特殊要求外,应采用未经冷加 工的Q235-A、F钢(现在大厂一般不生产沸腾钢)。 5. 埋置深度:对于带弯钩(或直钩)的地脚螺栓,应不小 于20d;对于带锚板的地脚螺栓,应不小于15d;构造螺 栓不受此限,但不小于300mm。地脚螺栓弯钩尺寸见 ( 图一),直钩及锚板等构造尺寸详见行业标准地脚螺 栓(锚栓)通用图(HG/T21545-2006)。 注:通用图中的螺栓用于受拉时锚固长度偏小,建议螺 栓用于受拉时锚固长度按混凝土设计规范定。,一般规定 6. 当地脚螺栓为埋入式时,其中心至基础边缘距离不应小 于4d,且不应小于100mm(当d20时不应小于150mm) 和不小于锚板宽度一半加5

3、0mm。地脚螺栓地面下混凝土 净厚度不应小于50mm。详见(图二)。 7. 当地脚螺栓采用预留孔埋置时,预留孔边至基础边缘距离 不应小于100mm,预留孔低至基础底面不应小于100mm。 当不满足要求时,宜配置直径为68mm,间距为100 150mm的钢筋网。地脚螺栓底端至预留孔底的距离不得小 于50mm。详见图三。,一般规定,一般规定,一般规定,一般规定 8. 带弯钩(或直钩)的地脚螺栓预留孔尺寸可按下表确定。,地脚螺栓预留孔尺寸,一般规定 9. 设备基础不宜设置温度缝。当底板边长(或直径)、环形 基础周长超过40m时,应预留后浇带。后浇带宽度宜为 5001000mm,配筋为原配筋的1.2倍

4、,待底板浇灌28天 后采用较基础高一级的无收缩混凝土浇灌,也可在混凝土 中掺加膨胀剂,而不预留后浇带。 10.重要的压缩机、大型气柜、储罐、球罐、工业炉、冷箱等 基础,应根据工艺要求在基础顶面设置沉降观测点并在设 计说明中要求在施工、生产过程中定期观测。 11.基础混凝土宜一次浇灌完成,不留施工缝。当施工要求必 须留施工缝时,应严格遵守施工缝的构造、操作要求。当 混凝土强度达到70%以上时,方可安装设备。 12.基础外露表面可用1:2水泥砂浆抹平。,机泵类设备基础 1. 本章适用于可不作动力计算的各类工业泵、鼓风机、透平压缩 机和活塞式压缩机等各类容积式压缩机的大块式基础设计。 不作动力计算的

5、条件为: a. 功率小于500kW的对称平衡型活塞式压缩机; b. 功率小于80kW的卧式、L型、角度活塞式压缩机(立式压缩机除外); c. 除活塞式压缩机以外的容积式压缩机; d. 功率小于500kW的各类工业泵、鼓风机和透平压缩机。,机泵类设备基础 2. 设计机泵类设备基础时,应取得下列资料: a. 机泵类设备的型号、转速、功率、规格及轮廓尺寸图 等; b. 机器自重及重心位置,或压缩机、电动机及辅助设备 的质量分布图; c. 基础模板图、基础顶面的设计标高、二次灌浆层厚 度、地脚螺栓(或地脚螺栓孔)的位置、规格(尺 寸); d. 设备基础在生产装置中的坐标位置; e. 建设场地的工程地质

6、和水文地质勘察资料。,机泵类设备基础 3. 机泵类基础宜采用块式基础,机器底座边缘至基础顶面 边缘的距离不宜小于100mm。基础底板尺寸按下列规定 确定,底板悬臂长度不宜大于2.5倍的板厚。 基础底板尺寸宜由以下三个条件确定: a. 基础质量应大于机器质量的35 倍; b. P(0.50.7)f P-基础地面除平均静压力设计值,kPa; f-地基承载力设计值,kPa; c. 基组的总重心与基础地面形心应位于同一铅垂线上, 其相对偏心不应超过3 %。,机泵类设备基础 4. 基组总重心按下列各式计算: x0=mixi/mi y0=miyi/mi z0=mizi/mi x0 、y0 、z0-基组总重

7、心的x、y、z向的坐标,m; mi-基础、基础上的机器及底板上填土的分质量,t; xi 、yi 、zi -基础、基础上的机器及底板上填土在x、y、z向的坐标,m。 注:坐标系的原点可设定在基础底板面角点。,机泵类设备基础 5. 基础混凝土体积小于20m3时可不配表面构造钢筋;混凝 土体积为2040m3时,应在基础表面配置直径为10mm 、 间距为200mm的钢筋网;混凝土体积大于40m3时,尚应 在基础四周和顶、底配置直径为1014mm、间距为 200300mm的钢筋网。 6. 基础底板悬臂部分应按强度计算配置上、下侧钢筋。当底 板悬臂长度小于底板厚度时,可不必配筋。 7. 地脚螺栓宜采用直钩

8、式,埋置方法宜采用预留孔。,槽、储罐类设备基础 气柜基础(制低压湿式气柜基础设计) 钢制立式圆筒形储罐基础(常压) 球罐基础,槽、储罐类设备基础 (钢制立式圆筒形储罐基础) 1. 适用于储存各种液态的化工原料、中间产品或成品的常压 钢制立式圆筒形储罐基础的设计。 2. 设计钢制立式圆筒形储罐基础时,应取得下列资料: a. 储罐直径、高度等几何尺寸、总重心标高、基础顶面中 心标高、罐底拱升值; b. 储罐自重与物料重、物料名称与浓度(当物料有腐蚀性 时)、罐底温度; c. 储罐基础的总图坐标位置;建设场地的工程地质和水文 勘察资料等。每个储罐详勘点不得少于2个,勘探深度 不宜小于储罐半径并不得小

9、于10m或钻至硬坚土层还应 给出土层中是否存在有利于排水的条件; d. 预埋螺栓的位置、规格(或尺寸)。,槽、储罐类设备基础 (钢制立式圆筒形储罐基础) 3. 钢制立式圆筒形储罐基础选型宜遵守下列规定: a. 护坡式基础(图四):用于地基为硬、中硬的场地,当承 载能力与沉降差能满足要求且场地不受限制时采用。 b. 环墙式基础(图五) :罐壁直接支承在钢筋混凝土环墙 基础上。用于地基为中软、软或较不均匀的场地。 4. 储罐基础计算应考虑下列荷载基本组合: a. 永久荷载:钢储罐自重(包括保温层及附件重)基础自 重,分项系数取1.2。 b. 可变荷载:物料重、液压试验的水重,分项系数取1.2。,槽

10、、储罐类设备基础(钢制立式圆筒形储罐基础),槽、储罐类设备基础(钢制立式圆筒形储罐基础),槽、储罐类设备基础(钢制立式圆筒形储罐基础),槽、储罐类设备基础 (钢制立式圆筒形储罐基础) 5. 基础构造宜遵守下列规定: a. 基础顶面应自罐中心预先起拱,起拱高度宜为(1535)R或按设备要求取值。 b. 钢筋混凝土环墙宽度不宜小于250,罐壁宜置于环墙顶 面中心处。 c. 钢筋混凝土环墙应延罐周每隔1020m均匀设置30的 检漏管,从干铺黄砂层中穿越环墙,出口处应设置卵石 过滤层和塑料过滤网。该检漏管以不小于5%的坡度坡 向外侧,出口应高于地面出口应高于地面。 d. 地震作用或风荷载较大地区,应沿

11、罐底四周边埋设锚固 螺栓,未设钢筋混凝土环墙时应在罐底设钢筋混凝土板 固定锚固螺栓。当储罐内储存物料的最高温度高于95 或有隔冷保温要求时,应在罐底设置保温绝缘层。 e. 储罐基础沉降观测点宜沿储罐圆周约10m间距均匀布 置,注意在充水预压及投产使用期间及时进行沉降观测。,槽、储罐类设备基础 (球罐基础) 1. 适用于化工 、石油化工行业储存各种气态、液态物料、由 钢柱和斜拉杆支承的钢制球形储罐基础的设计。 2. 球罐基础时应取得一下资料: a. 基础的总图坐标位置、基础顶面的设计标高、物料名称 和浓度(当物料有腐蚀性时); b. 建设场地的工程地质和水文地质勘察资料; c. 有设备专业提供的

12、基础柱墩顶面荷载(包括竖向荷载和 水平荷载),或提供下列数据按本规定附录A计算: 球罐各部分几何尺寸,支承方式; 球罐自重(包括附件及支承重、保温重)、物料重、液 压试验时的水重。,槽、储罐类设备基础 (球罐基础) 3. 球罐基础选型宜遵守下列规定: a. 当地基为硬、中硬场地,抗震设防烈度不高于7度时, 宜采用在每个钢柱下设独立钢筋混凝土基础。 b. 当不满足上述条件时,宜采用钢筋混凝土多边形或环形 基础;也可采用由连梁连接的独立基础。 c. 采用桩基时,应与支柱同轴布桩,避免偏心,桩承台用 连梁连接。,槽、储罐类设备基础 (球罐基础) 4. 球罐基础计算应考虑下列荷载: a. 永久荷载:球

13、罐自重(包括保温重、支柱和拉杆重、附 件重)、基础自重、基础上的土重;分项系数取1.2。 b. 可变荷载:物料重、液压试验时的水重,分项系数取 1.2;风荷载、雪荷载,分项系数取1.4;雪荷载的罐顶 积雪分布系数取0.4。 c. 水平地震作用,按抗震计算水准B计算(7 度 max=0.25),分项系数取1.05;风荷载和地震荷载作 用应分别考虑A、B两个水平方向的作用。 注:抗震计算水准见构筑物抗震设计规范(GB5019193),截面抗震验算的水平地震影响系数最大值 特征周期根据场地指数按下式计算: Ts=0.65-0.450.4,槽、储罐类设备基础(球罐基础),槽、储罐类设备基础 (球罐基础

14、) 5. 风荷载可按下式计算: WK=1/4*D0ZSCZW0 6. 球罐基础可不考虑竖向地震作用。水平地震作用可按单质 点单自由度体系计算: FEK=1 GE,槽、储罐类设备基础 (球罐基础) 7. 球罐基础计算宜考虑下列荷载的基本组合: a. 正常操作条件下:由永久荷载、物料重、雪荷载、风荷 载组合;风荷载组合系数取1.0。 b. 液压试验条件下:由永久荷载、液压试验时的水重、风 荷载组合;基本风压值取0.15kN/m2。 c. 地震作用条件下:由永久荷载、物料重、水平地震作 用、风荷载组合;风荷载组合系数取0.25。,槽、储罐类设备基础 (球罐基础) 8. 球罐基础的计算应包括地基承载力

15、计算、地基变形计算、 基础内力与配筋计算。 9. 地震作用条件下,圆环形基础底面与地基土之间零应力区 面积不应大于基底面积的1/4,验算方法见附录B。 10. 多边形或环形基础可按基底均布荷载作用下的倒置圆弧 连续梁计算,梁上荷载即地基静反力(扣除基础自重和土 重)。基础柱墩承载力应按偏心受压构件计算。,槽、储罐类设备基础 (球罐基础) 11. 球罐基础构造除满足前面一般规定外,应符合下列规定: a. 基础埋深不宜小于1.5m(基岩除外); b. 基础柱墩截面中心应与球罐支柱中心重合; c. 基础柱墩竖向钢筋不宜小于14,间距不宜大于 200mm。箍筋直径宜采用8,在地脚螺栓埋置范围内 间距应

16、采用100mm,其它部位为200mm。抗震烈度 7度的地区箍筋间距均应采用100mm。 d. 当采用环形基础时,底板边缘厚度不得小于250mm,悬 挑长度与根部厚度之比应不大于2.5。,换热器基础 1. 适用于卧式换热器基础设计,对于类似结构的喷淋式蛇管换 热器、套管式换热器的基础设计也可参照使用。 2. 设计换热器基础时,应取得下列资料: a. 换热器及附件的自重、操作重、充水重和重心标高; b. 抽芯力或管束自重(即清洗抽拉时的重量); c. 换热器滑动端和固定端支座轮廓图(即模板图)、基础顶 面设计标高、地脚螺栓位置、规格、二次灌浆层厚度; d. 换热器滑动端底板及基础滑动墩顶部预埋板的

17、材质及接触 面加工要求; e. 换热器基础在装置中的坐标; f. 建设场地的工程地质和水文地质勘察资料。,换热器基础 3. 换热器基础由两个支墩(固定墩、滑动墩)和底板构成,基 础选型宜符合下列要求: a. 当固定墩和滑动墩相距较远,底板承受的水平力及力拒较 小时可采用分离式基础; b. 当固定墩和滑动墩相距较近,底板承受的水平力及力拒较 大时可采用整体式基础; c. 当固定墩和滑动墩相距较远,底板承受的水平力及力拒较 大时可采用分离式基础并用联系梁连接(下称连梁式基 础)。 d. 当换热器基础由三个支墩和底板构成时,可设计为整体式 基础。 基础型式详见(图八),换热器基础,换热器基础 4.

18、换热器基础的计算包括地基承载力计算和基础支墩、底板及 连梁各部件的承载力计算。 5. 换热器基础计算应考虑下列荷载: a. 永久荷载:换热器自重(含管束、配管、保温材料和梯子 平台等附件重)、基础自重、基础底板上的填土重,分项 系数取1.2; b. 可变荷载:换热器内物料重、充水重、设备胀缩引起的摩 擦力,分项系数取1.2;风荷载,分项系数取1.4;抽芯 力,分项系数取1.1; c. 水平地震作用,按抗震计算水平A计算,分项系数取1.05。,换热器基础 6. 换热器胀缩摩擦力Pt标准值按下式确定: Pt=(G1+Q1)/2 G1-换热器自重标准值,kN; Q1-正常操作时,换热器内物料重标准值

19、,kN; -换热器滑动端底板与基础滑动墩顶部预埋钢板之间 的摩擦系数。 钢板与钢板见取=0.3;潮湿地区取=0.4 当采用其它材质时,按实际情况取值。 胀缩摩擦力Pt为一对大小相等、方向相反,作用于基础滑动 墩和固定墩顶面支座处。,换热器基础 7. 抽芯力Pb标准值按下式确定: Pb=*Gb Gb-设备检修时,被抽拉的管束自重标准值,kN; 当由适当的抽拉设备具有经验时抽芯力Pb可按下式确定: Pb=(0.30.4)Gb 重叠布置的换热器,仅考虑最上一台设备的抽芯力。 抽芯力Pb作用于设备中心线,全部由固定墩基础承担,并对 两个支墩产生一对竖向力Nb。 Nb= Pb h/L h -设备中心线与

20、基础支墩顶面的距离,m; L -两个支墩间的距离,m。,换热器基础,换热器基础 8. 换热器基础计算时应考虑下列荷载的基本组合: a. 正常操作条件下,由永久荷载、物料重、设备胀缩摩擦 力、侧向风荷载组合,可变荷载组合系数取0.85; b. 检修条件下,由永久荷载抽芯力组合; c. 充水试压条件下,由永久荷载、充水重、风荷载 (W=0.15kN/m2)组合; d. 地震作用条件下,由永久荷载、物料重、水平地震作用 组合。,换热器基础 9. 整体式基础和连梁式基础在验算地基承载力时,可不考虑设 备胀缩摩擦力。 10. 基础支墩应按偏心受压构件计算于配筋,最小配筋率为 0.2%(建议不小于混凝土规

21、范)。 11. 基础连梁的内力计算按(图十)进行,连梁配筋应按偏拉 或偏压构件进行计算。 12. 整体式基础底板内力可参照(图十)计算。,换热器基础,换热器基础 12. 换热器基础构造应满足下列要求: a. 支墩截面宽度应比设备支座底板两侧各长100mm, 且不小于300mm。 b. 支墩顶部宜设置埋入式地脚螺栓,螺栓型式宜采用直 钩式、爪式和锚板式。 c. 固定墩顶面应设置二次灌浆层,活动墩顶面应预埋厚 度小于10mm的钢板或按设备要求设计。 d. 基础底板连梁截面尺寸宜大于梁的跨度L的1/6。,工业炉基础 1. 适用于管式炉、裂解炉、转化炉、气化炉等各类工业炉基 础的设计。 2. 设计工业

22、炉基础时,应取得下列资料: a. 在竖向荷载、风荷载、地震作用和温度分别作用下, 通过炉体支柱柱脚传递与基础顶面的效应值(竖向 力、水平力和弯矩); b. 炉体基本自振周期(s); c. 工业炉基础在装置中的坐标位置,基础顶面的设计标 高,基础顶面的温度; d. 建设场地的工程地质和水文地质勘察资料。,工业炉基础 3. 工业炉基础可采用下列三种型式: a. 炉架支柱由设有连梁的单独基础支承; b. 炉架支柱由环形基础或十字型条形基础支承; c. 炉架支柱由筏板式基础(方形、矩形或圆形)支承。 4. 工业炉基础选型除按照设备要求外宜遵守下列规定: a. 于抗震设防烈度为8度、9度地区的软弱地基上

23、建造工 业炉基础时,宜采用筏板基础或桩基(加连梁); b. 于抗震设防烈度为6度地区、地基承载力标准值不小于 200kPa时,可采用独立基础。,工业炉基础 5. 工业炉基础计算应考虑下列荷载: a. 永久荷载:竖向荷载,分项系数取1.2,当荷载效应对 基础结构有利时,其分项系数取1.0; b. 可变荷载:风荷载、温度作用,分项系数分别取1.4、 1.2; c. 地震作用,按抗震水准B计算,分项系数取1.05。 6. 工业炉基础计算应考虑下列荷载的基本组合: a. 正常操作条件下,由竖向荷载、风荷载和温度作用组合。 b. 地震作用下,由竖向荷载、20%风荷载、温度作用和地 震作用组合。 立式炉(

24、箱式炉)应在两个主轴方向分别考虑水平地震 作用。,工业炉基础 7. 工业炉基础的计算包括地基承载力计算和基础构件承载 力计算;当地基承载力标准值小于130 kPa或均匀性较差 时,应进行地基变形计算。 8. 地震作用条件下,基础地面于地基土之间零应力区面积不 应大于基底面积1/4;环形基础验算方法见附录B。 9. 柱下环形或十字型条形基础可按基底均布荷载作用下的倒 置圆弧或直线连续梁计算。柱下筏板基础可按倒置楼盖或 弹性地基板计算。梁板上的荷载即地基净反力(扣除基础 自重和土重)。基础柱墩承载力按偏压计算。,工业炉基础 10. 筏板基础底板厚度不得小于500mm,悬挑长度不宜大于 1.5m,板

25、宜采用双层配筋;基础埋深及其他构造同球罐 基础。 11. 工业炉基础四周,地面应有排水设施,排水坡度不应小于 0.01。 12. 当基础顶面设有烟道等高温设施时,应由相关专业提出对 基础材料的要求。,空分装置冷箱基础 1. 适用于有冷量导出的空分装置冷箱基础的设计。 2. 设计冷箱基础时,应取得下列资料: a. 工艺条件图。包括设备布置、冷箱几何尺寸和箱底 标高、冷箱设备总重、物料重、配管附件重、隔冷 填料重、冷箱底的温度、地脚螺栓的位置和规格、 安装要求等; b. 冷箱基础在装置中的坐标位置、基础顶面的设计表高; c. 建设场地的工程地质和水文地质勘探资料。,空分装置冷箱基础 3. 基础选型

26、宜遵守下列规定: a. 大块式实体基础,宜设置在非冻胀性地基上,如基 岩或砂卵石、中粗砂等土层上; b.地下设置通风孔和强制通风系统的基础,适用于应工 艺要求基础顶面必须布置于地下的情况。在装置运转 过程中,强制通风系统应经常开启。 c.地面上设置通风孔的基础,在实体基础高出地面范围 设置若干孔径不小于200mm的通风孔,也可安装强制 通风系统,在事故状态下送热风。 d.钢结构架空式基础,在实体基础上,用型钢将冷箱加 起,型钢间形成通风通道。 e.框架式基础,框架柱支承于钢筋混凝土底板上,该底 板顶位于地面以下1.5m,并用粗砂填至地面。 f.柱墩架空式基础,基础地面以上用柱墩架空冷箱。,空分装置冷箱基础 4. 冷箱基础宜建造在非冻胀土地区或地基土含水量较少的 位置,不宜建在低洼积水和地下水位较高的位置。 当冷箱基础建造于高压缩性地基上时,应采用桩基等地 基处理措施,防止有害的沉降及偏沉。 5. 冷箱基础计算应考虑下列荷载: a. 永久荷载:设备重、隔冷填料重、基础自重,分

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