機器基礎(chǔ)設(shè)計設(shè)計依據(jù)

設(shè)計機器基礎(chǔ)前，須收集下列資料作為依據(jù)：①機器的技術(shù)性能，包括型號、工作轉(zhuǎn)速、重量(機器總重、有些機器還應(yīng)列出轉(zhuǎn)子或定子的重量)、軸的臨界轉(zhuǎn)速、功率、傳動方式、重心位置及輪廓尺寸等。②機器的不平衡擾力和擾力矩及作用位置，其他荷載的分布位置、面積、大小、方向等。③工藝布置圖，包括各種動力機器的位置（如螺栓安裝位置、輔助機器及管道安裝位置等），需隔振的機器、儀表的位置及隔振要求。④對基礎(chǔ)的要求，包括機器底座的輪廓尺寸和基礎(chǔ)平面位置圖；輔助機器、管道位置以及溝、坑、洞的位置和尺寸圖；二次灌漿的厚度和尺寸；錨固螺栓、預(yù)埋件的尺寸和位置等。⑤擬建場地的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料，包括室內(nèi)或原位測試所得的土動力參數(shù)。

其目的在于保證機器本身的正常使用和防止對鄰近機器、建筑物的危害及減少對周圍人員的影響。設(shè)計機器基礎(chǔ)時應(yīng)先確定基礎(chǔ)對動荷載的反應(yīng)。動荷載引起的慣性力，如果是基礎(chǔ)所受的全部荷載中的一個重要部分，則應(yīng)對基礎(chǔ)作動力計算；如果運動是緩慢的，慣性力可以略去不計時，則可以不考慮荷載的動力特性，而將動荷載變?yōu)楫?dāng)量靜荷載考慮。對后一情況，基礎(chǔ)不需要進行動力計算（如一般的機床基礎(chǔ)和水壓機基礎(chǔ)）。

對于需要進行動力計算的機器基礎(chǔ)，都應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件和周圍環(huán)境，首先滿足靜荷載下地基土的設(shè)計要求，然后再滿足動荷載所附加的設(shè)計要求，即基礎(chǔ)的振動不超過容許振動限值。容許振動限值根據(jù)下列條件制定：①應(yīng)保證機器的正常運轉(zhuǎn)；②由基礎(chǔ)產(chǎn)生的振動，對鄰近的儀表、機器、建筑物以及附近的人員不產(chǎn)生有害的影響。

① 確定容許振動限值。對承受動荷載的基礎(chǔ)應(yīng)采用工作狀態(tài)（或某一特定頻率）時振幅的極限值，或峰值速度的極限值，或峰值加速度的極限值作為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。這些極限值是根據(jù)設(shè)計功能遭到“破壞”的原則確定的。

② 確定動荷載。動荷載的類型不同,隨時間改變的規(guī)律也各異，作用于機器基礎(chǔ)上的性質(zhì)也就不同。如果動荷載隨時間的變化是已知的（這種荷載稱為非隨機荷載，如諧振荷載、周期荷載、沖擊荷載等）。則反應(yīng)分析通常稱為數(shù)定分析。如果荷載隨時間的變化不是完全已知的（這種荷載稱為隨機荷載），則反應(yīng)分析可從統(tǒng)計結(jié)果中進行，稱為非數(shù)定分析。

動荷載作用下的基礎(chǔ)反應(yīng)用基礎(chǔ)位移表示。數(shù)定分析能導(dǎo)出相應(yīng)于非隨機荷載下的位移-時間過程。 基礎(chǔ)的其他數(shù)定反應(yīng)（如應(yīng)力、應(yīng)變、內(nèi)力等反應(yīng)）可從位移反應(yīng)中求得。非數(shù)定分析只能提供有關(guān)位移的統(tǒng)計資料；由于位移隨時間的變化是不確定的，基礎(chǔ)的其他數(shù)定反應(yīng)必須用特定的非數(shù)定分析方法直接計算。

③ 選擇機器基礎(chǔ)計算模型。常用的計算模型有基床反力模型和彈性半空間模型（見機器基礎(chǔ)計算模型）。為了盡量避免基礎(chǔ)與機器發(fā)生共振，必須慎重選擇地基土的動力參數(shù)。

④ 選擇基礎(chǔ)方案、確定基礎(chǔ)形式和尺寸。基礎(chǔ)振動的大小直接與機器本身擾力的大小和擾力作用點的位置有關(guān)。因此，要求機器盡量減少擾力并降低作用點的位置，力求機器與基礎(chǔ)聯(lián)合重心與基礎(chǔ)底面形心位于同一垂直線上，并盡量使擾力作用線與機組軸線位于基礎(chǔ)對稱面內(nèi)。

基礎(chǔ)尺寸最后應(yīng)保證振動計算值在容許振動限值以內(nèi)，否則應(yīng)采取減振措施（如調(diào)整擾力；增大阻尼、剛度或質(zhì)量；設(shè)置吸振器等）或隔振措施（見機器基礎(chǔ)隔振）。

機器基礎(chǔ)不宜與建筑物以及它們的基礎(chǔ)連接，以免基礎(chǔ)振動對建筑物的影響。對承受振動的管道不宜直接擱置在建筑物上，以免管道振動傳到建筑物上引起建筑物局部共振。此外，必須注意機器基礎(chǔ)的構(gòu)造，并保證基礎(chǔ)整體剛度，防止構(gòu)件的過大變形和開裂。

機器基礎(chǔ)綜述

動力機器基礎(chǔ)概念設(shè)計就是針對不同的動力機 器基礎(chǔ)提出合理的結(jié)構(gòu)形式，平、立面配置，基本構(gòu)件 尺寸和構(gòu)造，以保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。 概念設(shè)計不 等于結(jié)構(gòu)設(shè)計，僅是結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)和前提條件。 在動力荷載作用下，如基組固有頻率與機器擾 力頻率相同就會產(chǎn)生共振效應(yīng)。 影響基礎(chǔ)振動的主 要因素是機器的擾頻、地基剛度、基組質(zhì)量等。 防止 共振的發(fā)生就要使基組的固有頻率與擾力頻率盡量 錯開。 動力機器基礎(chǔ)振動對機器及環(huán)境都會產(chǎn)生不 利的影響，振動事故處理的難度也較大，因此，在動 力機器基礎(chǔ)設(shè)計伊始，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員就應(yīng)該對振動 問題產(chǎn)生足夠的重視 。

其目的在于保證機器本身的正常使用和防止對鄰近機器、建筑物的危害及減少對周圍人員的影響。設(shè)計機器基礎(chǔ)時應(yīng)先確定基礎(chǔ)對動荷載的反應(yīng)。動荷載引起的慣性力，如果是基礎(chǔ)所受的全部荷載中的一個重要部分，則應(yīng)對基礎(chǔ)作動力計算；如果運動是緩慢的，慣性力可以略去不計時，則可以不考慮荷載的動力特性，而將動荷載變?yōu)楫?dāng)量靜荷載考慮。對后一情況，基礎(chǔ)不需要進行動力計算（如一般的機床基礎(chǔ)和水壓機基礎(chǔ)）。

對于需要進行動力計算的機器基礎(chǔ)，都應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件和周圍環(huán)境，首先滿足靜荷載下地基土的設(shè)計要求，然后再滿足動荷載所附加的設(shè)計要求，即基礎(chǔ)的振動不超過容許振動限值。容許振動限值根據(jù)下列條件制定：①應(yīng)保證機器的正常運轉(zhuǎn)；②由基礎(chǔ)產(chǎn)生的振動，對鄰近的儀表、機器、建筑物以及附近的人員不產(chǎn)生有害的影響。

機器基礎(chǔ)設(shè)計依據(jù)

設(shè)計機器基礎(chǔ)前，須收集下列資料作為依據(jù)：①機器的技術(shù)性能，包括型號、工作轉(zhuǎn)速、重量（機器總重、有些機器還應(yīng)列出轉(zhuǎn)子或定子的重量）、軸的臨界轉(zhuǎn)速、功率、傳動方式、重心位置及輪廓尺寸等。②機器的不平衡擾力和擾力矩及作用位置，其他荷載的分布位置、面積、大小、方向等。③工藝布置圖，包括各種動力機器的位置（如螺栓安裝位置、輔助機器及管道安裝位置等），需隔振的機器、儀表的位置及隔振要求。④對基礎(chǔ)的要求，包括機器底座的輪廓尺寸和基礎(chǔ)平面位置圖；輔助機器、管道位置以及溝、坑、洞的位置和尺寸圖；二次灌漿的厚度和尺寸；錨固螺栓、預(yù)埋件的尺寸和位置等。⑤擬建場地的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料，包括室內(nèi)或原位測試所得的土動力參數(shù)。

機器基礎(chǔ)設(shè)計步驟

① 確定容許振動限值。對承受動荷載的基礎(chǔ)應(yīng)采用工作狀態(tài)（或某一特定頻率）時振幅的極限值，或峰值速度的極限值，或峰值加速度的極限值作為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。這些極限值是根據(jù)設(shè)計功能遭到“破壞”的原則確定的。

② 確定動荷載。動荷載的類型不同，隨時間改變的規(guī)律也各異，作用于機器基礎(chǔ)上的性質(zhì)也就不同。如果動荷載隨時間的變化是已知的（這種荷載稱為非隨機荷載，如諧振荷載、周期荷載、沖擊荷載等）。則反應(yīng)分析通常稱為數(shù)定分析。如果荷載隨時間的變化不是完全已知的（這種荷載稱為隨機荷載），則反應(yīng)分析可從統(tǒng)計結(jié)果中進行，稱為非數(shù)定分析。

動荷載作用下的基礎(chǔ)反應(yīng)用基礎(chǔ)位移表示。數(shù)定分析能導(dǎo)出相應(yīng)于非隨機荷載下的位移-時間過程。基礎(chǔ)的其他數(shù)定反應(yīng)（如應(yīng)力、應(yīng)變、內(nèi)力等反應(yīng)）可從位移反應(yīng)中求得。非數(shù)定分析只能提供有關(guān)位移的統(tǒng)計資料；由于位移隨時間的變化是不確定的，基礎(chǔ)的其他數(shù)定反應(yīng)必須用特定的非數(shù)定分析方法直接計算。

③ 選擇機器基礎(chǔ)計算模型。常用的計算模型有基床反力模型和彈性半空間模型（見機器基礎(chǔ)計算模型）。為了盡量避免基礎(chǔ)與機器發(fā)生共振，必須慎重選擇地基土的動力參數(shù)。

④ 選擇基礎(chǔ)方案、確定基礎(chǔ)形式和尺寸。基礎(chǔ)振動的大小直接與機器本身擾力的大小和擾力作用點的位置有關(guān)。因此，要求機器盡量減少擾力并降低作用點的位置，力求機器與基礎(chǔ)聯(lián)合重心與基礎(chǔ)底面形心位于同一垂直線上，并盡量使擾力作用線與機組軸線位于基礎(chǔ)對稱面內(nèi)。

基礎(chǔ)尺寸最后應(yīng)保證振動計算值在容許振動限值以內(nèi)，否則應(yīng)采取減振措施（如調(diào)整擾力；增大阻尼、剛度或質(zhì)量；設(shè)置吸振器等）或隔振措施（見機器基礎(chǔ)隔振）。

機器基礎(chǔ)不宜與建筑物以及它們的基礎(chǔ)連接，以免基礎(chǔ)振動對建筑物的影響。對承受振動的管道不宜直接擱置在建筑物上，以免管道振動傳到建筑物上引起建筑物局部共振。此外，必須注意機器基礎(chǔ)的構(gòu)造，并保證基礎(chǔ)整體剛度，防止構(gòu)件的過大變形和開裂。

可以想見這樣的一個設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)教案是需要非常精巧的設(shè)計的。那么，克萊默 教授是如何來構(gòu)思這套教學(xué)體系的，其理論和方法學(xué)基礎(chǔ)是什么，教學(xué)的實際操作是如何實施的，教學(xué)的演變過程又是如何"para" label-module="para">

本書的題目《基礎(chǔ)設(shè)計·設(shè)計基礎(chǔ)》是克萊默教授經(jīng)常掛在嘴邊上說的一個詞組，體現(xiàn)了他對設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)的精辟概括?！盎A(chǔ)設(shè)計”在西方建筑教育的語境中是有著特定含義的，它指的就是包豪斯的設(shè)計基礎(chǔ)課程，霍斯利于1959年從美國回蘇黎世 聯(lián)邦理工學(xué)院執(zhí)教，也將一年級的設(shè)計基礎(chǔ)課程更名為“基礎(chǔ)設(shè)計”。其本意在包豪斯 是設(shè)計的先修課程，目的是幫助學(xué)生選擇專業(yè)。而在霍斯利的課程中最鮮明的特色就 是那些抽象的空間練習(xí)。于是，“基礎(chǔ)設(shè)計”的一般理解是“作為設(shè)計的基礎(chǔ)”，而不是設(shè)計本身?？巳R默教授對此的理解有所不同，“基礎(chǔ)設(shè)計”是指簡單、低復(fù)合度的設(shè) 計。也就是說這個課程所針對的始終是作為一個整體的建筑設(shè)計。相應(yīng)地，課程所涉及的“設(shè)計基礎(chǔ)”也必須基于這個整體的概念。

本書由四章所組成。第一章“原理”是克萊默教授對其教育思想的梳理，包含三個部分，“設(shè)計原理”闡述了他對建筑設(shè)計和建筑教育的一些基本觀點，“結(jié)構(gòu)化的基本建筑設(shè)計”解釋了他的課程討論建筑設(shè)計問題的三個層次，“三要素”則是指明了他對建筑設(shè)計問題的定義。第二章“教學(xué)”是克萊默教授對其教學(xué)法的梳理，包含兩個 部分，“教學(xué)模型”討論了他的教學(xué)實踐所處的專業(yè)和對教育環(huán)境的系統(tǒng)性看法，“教 學(xué)過程”則是他對基礎(chǔ)課程教學(xué)整體教案設(shè)計的一些原則性思考。第三章“教案”通 過具體的實例來呈現(xiàn)具體的教案，“課程結(jié)構(gòu)”是一個典型的教案的基本架構(gòu)和內(nèi)容， “演化”是對歷年教案的梳理以呈現(xiàn)一個教學(xué)模型在一個長時期的演進過程，“實例” 通過三個作業(yè)來呈現(xiàn)教學(xué)的實際操作。第四章“回響”則是對克萊默教授的教學(xué)法傳 到中國后的一個簡單的描述，包含四個部分，“南京交流”簡述了東南大學(xué)和蘇黎世聯(lián) 邦理工學(xué)院的交流歷史，“對話”收集了幾位交流參與者對克萊默教授教學(xué)的個人體會，而“影響”則呈現(xiàn)了東南大學(xué)、南京大學(xué)和香港中文大學(xué)的不同教案，從中可以 看到與克萊默教授的淵源關(guān)系。“解讀”是一篇關(guān)于克萊默教授的教學(xué)思想淵源、教學(xué) 法及教案設(shè)計和實施的系統(tǒng)解讀，作為本書的結(jié)束。

——《前言》顧大慶