汽轮机基础结构设计要点

1、框架式汽轮机基础设计要点 一、顶板设计 (1) 顶板应有足够的质量和刚度，应加大扰力作用点下构件的质量，以减小基础的振动。 (2) 顶板各横梁的静挠度宜接近，以保持轴系的平直，改善基础的动力性能。 (3) 顶板的外形和受力应简单，尽量采用外形规则的矩形或T形截面，并宜避免偏心荷载。 (4) 顶板的挑台应做成实腹式，其悬出长度不宜大于1.5m，悬臂支座处的截面高度，不应小 于悬出长度0.75倍。 (5) 励磁机处宜增大顶板构件的断面，以防局部振动过大。 (6) 顶板四周应留有变形缝与其他结构隔开。 (7) 汽机底座边缘至顶板边缘的距离不宜小于100mm。在汽机底座下应预留二次灌浆层，其 厚度不宜

2、小于25mm。二次灌浆层应在设备安装就位并初调后，用微膨胀混凝土填充密实， 且与混凝土基础面结合。 (8) 基础顶面的二次灌浆层厚度大于50mm时，可在基础顶面预留直径$ 810mm、间距 200300mm的插筋，以保证基础砼与二次灌浆层结合牢固。 (9) 基础顶面四周边缘及沟道边，一般可设置5075mm的角钢保护，以防止边缘损坏。 二、框架柱设计 (1) 柱子一般采用矩形截面，在满足强度和稳定性要求的前提下宜适当减小柱的刚度，但其 长细比(Lo/b)不宜大于14。(柱刚度小可降低基础的基本频率，改善基础的动力特性。) 机组功率(MW) 柱截面咼度尺寸(mm) 1225 600800 5012

3、5 8001200 200300 10001500 L0柱计算长度，按 GB 50010 -2010表6.2.20-2中的现浇楼盖底层柱确定 b矩形截面的短边尺寸 柱子截面刚度EA宜与其上荷载成相同比例值。 (3) 柱主筋在底板内的锚固：当底板厚度w 1.2m时，柱主筋均应伸至底板底部钢筋网上，；当 底板厚度1.2m时，柱主筋可只将一半的柱主筋伸至底板底部钢筋网上，另一半在底板内 达到直线锚固长度即可。 (4) 柱主筋在顶板内的锚固：直线锚入顶板内，钢筋伸至顶板顶。 (5) 可设23道施工缝，各设在柱顶、柱脚及零米附近。施工缝处理：预留$ 8200的钢筋， 长600mm，插入300mm;浇灌前

4、应凿毛混凝土表面，湿润清扫干净后，坐一层掺有胶结剂 的水泥净浆。 (6) 中间柱子与横梁可不在同一平面，适当移动柱子的位置有时可明显改善基础的动力特性。 三、平板式基础底板设计 (1) 底板应有一定的刚度，可嵌固柱子，并将荷载均匀传递给地基，底板的刚度对调整不均 匀沉降起一定的作用。 (2) 底板厚度对其动力特性影响不大，不宜过厚；底板的厚度，对中转速机组(1000 v n w 3000r/min )可取基础底板长度的1/151/20，对高转速机组(3000r/min v n)可取基础底板 长度的1/101/15，底板厚度不应小于柱截面的边长，也不应小于800mm。 当底板厚度hw 1.2m时

5、，底板双层双向配筋；当 1.2mv hw 2m时，底板中部设一层构造 钢筋网($ 1620600900 );当2m v hw 3m时，设两层；当 3mv hw 4m时，设三层。 (4) 汽机基础应独立布置，底板四周应留有变形缝与其他结构隔开。中间平台宜与基础主体 结构脱开， 当不能脱开时，在两者连接处宜采取隔振措施。必要时，汽机底板上允许设置加 热器平台和地下室楼板的柱子。 (5) 基础底板的埋深对体系的刚度和阻尼都有影响，埋置基础四周的地基土对提高地基刚度 和阻尼有一定的作用。 (6) 汽机基础及毗邻建筑物基础置于天然地基上，当能满足施工要求时，两者的埋深可不在 同一标高上，但基础建成后，基

6、底标高差异部分的回填土必须夯实。 (7) 基组的总重心与基础底面形心宜位于同一竖线上，当不在同一竖线上时，两者之间的偏 心距和平行偏心方向基底边长的比值不应超过3%。( 机组对中要求，除可防止机组偏沉外， 在动力计算中， 还可将竖向振动与水平回转耦合振动分别计算，即 “对中”可视为上述两类 振动互不相关的必要条件。 ) 四、地基处理 (1) 高压缩性土处理：加厚底板不能避免产生不均匀沉降，一般采取人工地基、加大基底面 积、地基预压或采用箱型结构底板。 (2) 当基础建在高、中压缩性地基上时，应在运转层和零米层柱上分别设置永久的沉降观测 点。沉降观测五个阶段：底板施工完后、基础全部施工完后、机器

7、安装完后、试运行期间、 投产后如发现有问题时。 (3) 湿陷性黄土地基，需整片换填处理。防止投产后地下管道漏水，导致未处理的黄土地基 发生湿陷。 (4) 人工砂垫层地基，需保证施工质量，高密度压实。防止机器长期振动作用下基底脱空， 造成基础偏沉，振动过大。 (5) 采取毛石砼垫层时，须待毛石砼终凝后，再浇注砼基础，以保证垫层不参与基础振动。 (6) 五、材料及配筋 (1) 钢筋宜采用i、n级钢筋，不宜采用冷轧钢筋。受冲击力较大的部位，宜采用热轧变形 钢筋。钢筋连接不宜采用焊接接头，宜采用机械连接接头。 (2) 承受重复荷载作用，基础混凝土强度等级不应低于C30。 (3) 二次灌浆层应采用具有早

8、强、微膨胀、流动性好的灌浆材料。 (4) 固定机器设备的锚固螺栓，通常采用预留孔方式，需埋设钢套管。 (5) 钢筋的接头不得采用绑扎，宜优先采用焊接或机械连接。 (6) 基础各构件的最小配筋率， 可按现行钢筋混凝土规范选用， 当柱断面边长超高 2m 时， 可 适当减小。 (7) 基础顶板的纵、横梁应考虑由于构件两侧温差产生的应力，可在梁两侧分别配置温度钢 筋，每侧配筋百分率为 0.1 %； 1 00MW 及以上机组每侧配筋百分率为 0.15%。 (8) 基础上部纵、横梁及柱子的配筋，需沿外围设有封闭式钢箍。 (9) 梁柱节点为刚接节点，梁钢筋向下弯折锚入柱内。 (10) 出线小室墙上有电气瓷瓶

9、穿过时，为防止涡流作用使砼中的钢筋受热而变形，应在涡流 作用范围(瓷瓶中心往外 500mm半径)内，每根钢筋在交接处应用绝缘材料包扎，以免 钢筋 六、计算 (1) 旋转式机器的扰力： P=Posin 3 t 式中Po=meew 2 me偏心质量 e偏心距 理论上旋转式机器的转动质量是可以平衡的， 实际上由于机器的设计、 制造、 安装和维修等 因素影响，总有不平衡扰力的存在。 (2) 动力计算体系： 质量 -弹簧-阻尼体系假定基础为有质量的钢体，地基为无质量的弹簧， 并起阻尼器的作用。 (3) 动力计算方法：共振法和振幅法，我国现行动力机器基础设计规范GB 50040-96 采用 振幅法。 (4

10、) 基础底面地基平均静压力设计值应满足：p6Ggi，边框架Gj 10Ggi； b) 机组功率w 200MW，中间框架纵梁 Gi7Ggi，边框架Gj 12Ggi； Gi集中到梁中或柱顶的重量(包括机器重) Ggi作用在基础第i点的机器转子重量，一般为集中到梁中或柱顶的转子重量 500kW 的对称平衡型 (2) 除立式压缩机以外的功率小于 80kW 各类压缩机基础和功率小于 压缩机基础，但需满足以下条件： a) 基础质量大于压缩机质量的5倍； b) 基础底面的平均静压力设计值小于修正后的地基承载力设计值的1/2时； c) 基组重心与基础底面形心应位于同一竖线上，其相对偏心率不应超过3%。 (3) 转速在