【行业标准】 石油化工压缩机基础设计规范

ICS23.020
备案号：J1514-2013
中华人民共和国石油化工行业标准SH/T3091—2012
代替SH3091—1998
石油化工压缩机基础设计规范
Designspecificationforcompressorfoundationinpetrochemicalindustry
2012-11-07发布
2013-03-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布
规范性引用文件
3术语和符号
3.1术语·
3.2符号
4活塞式压缩机基础
一般规定
地基的主要动力参数
扰力计算
静力计算·
4.5动力计算
4.6联合基础…
简化计算
4.8材料与构造
5离心式压缩机框架式基础.
5.1一般规定
5.2动力计算…
5.3静力计算.…
5.4构造与配筋
附录A（规范性附录）惯性矩及转动惯量计算次
附录B（资料性附录）活塞式压缩机常用型式的扰力、扰力矩计算·附录C（规范性附录）动力系数表·附录D（规范性附录）系数表·
附录E（规范性附录）po、pe系数表·本规范用词说明·
附：条文说明
SH/T3091—2012
SH/T3091—2012
Foreword
2Normativereferences
3Terms and symbols**
3.2Symbols
4ReciprocatingmachineryfoundationContents
4.1General provisions
4.2Main dynamic parameter ofground4.3Dynamicforcecalculation
4.4 Static calculation..*.
Dynamic calculation.
Combinedfoundation
Simplified calculation*
4.8Materials and construction.5 Rotary machineryfoundationGeneral provisions
5.2Dynamiccalculation*
5.3Static calculation.
5.4Constructionand reinforcementAnnexA（Normative）Calculationformomentofinertiaandrotational inertia.12
Annex B(Informative)Calculation for dynamic force and dynamic moment of reciprocating machinery*32AnnexC（Normative）DynamiccoefficienttableforniAnnex D（Normative）Coefficient table for β-.AnnexE（Normative）Coefficienttable forpol and pa2*Explanation of wording in this specification..Add:Explanation of articles.I
+···36
SH/T3091—2012
根据国家发展和改革委员会办公厅《2004年行业标准项目计划》（发改办工业[2004]872号）的要求，规范编制组广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，在广泛征求意见的基础上，修订本规范。
本规范共分5章和5个附录。
本规范的主要技术内容是：活塞式压缩机基础、离心式压缩机基础的静力和动力设计。本规范是在SH3091一1998《石油化工企业压缩机基础设计规范》的基础上修订而成，修订的主要技术内容是：
因国家标准及行业标准的变动而进行的相应修订；对如何减少压缩机进出口管线的振动影响，增加了相关规定；原规范基础顶面控制点总振动线位移采用一、二谐绝对值之和的计算方法，为与国家标准GB50040一96《动力机器基础设计规范》统一，修改为按二次型方根法计算（平方和开平方）。
本规范由中国石油化工集团公司负责管理，由中国石油化工集团公司建筑设计技术中心站负责日常管理，由中国石化工程建设有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见和建议，请寄送日常管理单位和主编单位。
本规范日常管理单位：中国石油化工集团公司建筑设计技术中心站通讯地址：河南省洛阳市中州西路27号邮政编码：471003
话：0379-64887187
真：0379-64881787
本规范主编单位：中国石化工程建设有限公司通讯地址：北京市朝阳区安慧北里安园21号邮政编码：100101
黄左坚
本规范主要起草人员：聂向东吴恋群本规范主要审查人员：王松生
王耀东
葛春玉
刘杰平
崔忠涛
张新敏
嵇转平
刘毅兵
本规范1998年首次发布，本次为第1次修订。田大齐
李云忠
何国富章健
黄月年
董以富
石油化工压缩机基础设计规范
SH/T3091—2012
本规范规定了石油化工压缩机基础静力及动力计算、构造要求、材料选用要求等。本规范适用于石油化工工程的活塞式压缩机基础和工作转速大于3000r/min的离心式压缩机基础的设计。
本规范不适用于支承在楼盖上的压缩机基础的设计。2规范性引用文件
下列文件对于本规范的应用是必不可少的。凡是标注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。凡是不标注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。GB50009—2001建筑结构荷载规范（2006年版）GB50010—2002混凝土结构设计规范GB50040—1996动力机器基础设计规范GB/T50269地基动力特性测试规范3
术语和符号
下列术语和符号适用于本规范。3.1术语
基组foundationset
动力机器基础和基础上的机器、附属设备、填土的总称。3.1.2
当量荷载equivalentload
为便于分析而采用的与作用于原振动系统的动荷载相当的静荷载。3.1.3
框架式基础frametypefoundation由顶层梁板、柱和底板连接而构成的基础。3.1.4
墙式基础walltypefoundation
由顶板、纵横墙和底板连接而构成的基础。3.1.5
地基刚度stiffnessof subsoil
地基抵抗变形的能力，其值为施加于地基上的力（力矩）与它引起的线变位（角变位）之比。3.1.6
扰力dynamicforce
由离心压缩机转子旋转或活塞式压缩机往复及旋转质量运动产生的不平衡惯性力。3.1.7
谐扰力primaryreciprocatingforceSH/T3091—2012
往复式压缩机扰力项中频率等于主轴圆频率的扰力、3.1.8
二谐扰力secondaryreciprocatingforceRESS
于轴圆频率两倍的扰力。
往复式压缩机扰力项中频率
扭转振动torsion
在扭转力矩作用
【轴（竖向轴）的振动。效流临）大斯鲜工
振动horzontaland gyration coupling vibration水平回转耦合折
基组沿
3.2符号
及作用救
同时绕垂直于该轴的另一水平轴回转的振动并
在竖向扰力作用下，
基础顶面控制点的竖向振动线位移；基组绕X轴的第一、第
振型的回转
角位移：
基组绕Y轴的第一、第二振型的回转角位移；
PETROCHEMICAL
沿X、Y轴向的水平振动线值
在回转力矩作用下，基础顶面控制点在回转力矩作用下
基组的扭转角位移；
基础顶面控制点的坚向振动线位移；在扭转力矩作用下，基础顶面控制点沿X、Y轴向的水平振动线位频率为
的扰力作用下基础顶面某点的振动线位移活塞式压
机器的回转
机器的扭转扰力矩：
电机短路力矩标准值
竖向当
量荷载标准值
点的总
力标准值：
基础底面平均静压
空吸力标准值；
冷凝器
础上的短路力标准值：
作用在差
机器的横向水平扰力；
机器的纵
从向水平扰
机器的竖向扰力：
赖率为
的扰力作用下基础顶面
某点的振动速度：
基础顶
某点的振动速度：
赛式压缩
专子重力；
质点的重力：
基组璃
机器工作转速：
机器扰力的质
基组竖向固有圆频率；
基组水平固有圆频率；
基组回转固有圆频率；
点的总振动速度：
Om中1、Om中2
计算指标
Ix、ly
BI、Bz
基组扭转固有圆频率：
SH/T3091—2012
基组水平回转耦合振动第一、第一振型固有圆频率。CHINA
许报动位移：
基础的允
然地基抗压刚度系数：
获地基抗弯刚度系数；
地基抗剪刚度系数；
基抗扭刚度系数；
抗压刚度系数
天然地基抗压刚度：
天然地基抗弯刚度：
地基抗剪刚度：
天然地基抗扭刚度，
基组对通过其重心并
轴的转动惯量；
绕X(Y、Z)
基础的允许振动速度
特征值：
修正后的地基承载力
地基承载力特征值：
地基竖向阻尼比：
地基扭转向阻尼比：
电基水平回转耦合振动第一、第二振型阻尼比：基组第
基组算
数及计算系数
基础底面积
振型统入轴当量回转半任
当转半
冷凝器与汽轮机接口处连接管道的截面面短作用点之
电机短路力
基础底面对
通过其形心
础底面对
寸通过其形心
间的距离；
X、Y轴的惯性矩：
轴的极惯性矩；
组重心至
基础顶面的
重心至bzxZ.net
基础底面白
其组重心至机器水平扰力作用线的距离：基础高度：
面控制点至扭转轴在X、Y轴向的水平距离：载力的动力折减系数；
位移折减系数：
作用对地基抗压刚度的提高系数：基础埋深
PETROCHEMICAL
刚性地面与基础连接时，对地基抗剪、抗弯、抗扭刚度的提高系数；基础埋深作用对竖向阻尼比的提高系数：基础埋深作用对水平回转向、扭转向阻尼比的提高系数；基组水平回转耦合振动固有圆频率与回转固有圆频率之比值系数：3
SH/T3091—2012
%基础埋深比：
—基组竖向（回转、扭转）振动时的动力系数：por、
基组第一、第二振型当量回转半径与h之比值系数。4活塞式压缩机基础
4.1一般规定
4.1.1压缩机基础的设计，应根据机器的布置和动力特性、工程地质条件、生产和工艺对压缩机基础的技术要求等因素，合理选择有关动力参数和基础形式。基础的设计应满足下列要求：保证基础的结构强度；
基础的振动不得超过允许值：
基础不应产生有害的不均匀沉降。设计活塞式压缩机基础时，应取得下列资料：4.1.21
机器（包括压缩机、电动机等）的主要技术参数：名称、型号、工作转速、规格、功率；1）
重量及重心位置：
曲柄连杆机构运动所产生的一谐及二谐不平衡扰力和扰力矩，作用位置和方向；当需要计算扰力时，应按本规范第4.3.1条要求提供数据：压缩机曲轴中心线至基础顶面的距离：4）
机器组装总图和机器底座外轮廓图，基础中按要求设置的坑、沟、孔、洞的位置和尺寸、后b)
浇层的厚度和范围，地脚螺栓、预埋件位置、数量、规格及埋设方式和深度；c)
机器基础在建筑物中的位置及与厂房、临近构筑物或其他设备基础的相互关系：d）工程地质、水文地质勘察资料及地基动力特性试验资料。4.1.3基础外形尺寸应按制造厂提供的图纸和工艺提出的辅助设备布置、配管条件等资料进行确定。基础形式应简单规整，并力求对称、质量分布均勾，一般为大块式。当机器操作平台位于二层楼面标高时，宜采用墙式。墙式基础的构造形式应避免应力集中，加强整体刚度。4.1.4大块式或墙式基础，宜设计成处于共振前工作状态；宜降低基础高度，增大底板面积。4.1.5压缩机基础应与厂房或其他构筑物基础分开。当基础埋置深度相同时，其净距不宜小于100mm。机器基础的振动，如对邻近的人员、机器基础、精密仪器和建筑物等可能产生有害影响时，应调整平面布置或采取隔振措施。
4.1.6压缩机基础及上部附属钢操作平台应与厂房楼盖梁、板脱开30mm～50mm；平台梁、板除应满足强度要求外，尚应具有一定刚度，并应加强铺板与钢梁之间的连接。4.1.7压缩机气缸钢筋混凝土支柱应具有足够的刚度。4.1.8压缩机进出口管线宜设置独立的支撑系统，并应采取有效的措施加大进出口管线支撑系统的水平及竖向刚度，且应与厂房结构体系分开。当分开确有困难时，在连接处应采取有效的减振或隔振措施，并应适当加强厂房结构的刚度。其它振动管线，当支承在厂房结构之上时，也应采取减振措施。4.1.9钢筋连接不宜采用焊接接头。4.1.10重要的或对沉降有严格要求的机器，应在其基础上设置永久的沉降观测点，并应在设计图纸中注明要求。在基础施工、机器安装及运行过程中应定期观测，作好记录。4.1.11基础的埋置深度，应根据场地的岩土工程条件、基础的构造要求、相邻建（构）筑物的相互影响等因素确定，不宜小于800mm。4.1.12基础宜设置在比较均匀的中低压缩性土层上，如遇软弱地基或其他特殊地基时应采取处理措施。
基组的固有圆频率与机器的扰力圆频率的差值宜在土25%以上。4.1.14
基础计算应包括下列各项：
核算基组的重心与基础底面的形心在座标X、Y轴两个方向的偏心矩；SH/T..3091—2012
验算地基承载力和基础构件的承载力。当基础底面的平均静压力标准值小于地基承载力特征值的50%时，可不作沉降计算；
动力计算应计算基组的固有圆频率和在一、二谐扰力作用下的最大振动线位移和最大振动速度。
设计压缩机基础的荷载取值应符合下列规定：当进行静力计算时，结构构件强度计算应采用荷载设计值，地基承载力计算应采用荷载标准值；
当进行动力计算时，应采用荷载标准值。4.2地基的主要动力参数
4.2.1地基基本动力参数宜由现场试验确定。试验方法应按GB/T50269的规定，当无条件进行试验并有经验时，可按本规范4.2.2条～4.2.9条规定确定。4.2.2天然地基的抗剪、抗弯、抗扭刚度系数；应按下列公式计算：Cx=0. 70 Cz
Ca=2.15Cz
上述式中：
Cy=1.05Cz
天然地基抗压刚度系数，kN/m，按表4.2.2取值；一天然地基抗剪刚度系数，kN/m；Cx
天然地基抗弯刚度系数，kN/m；(4.2.2-1)
+(4.2.2-2)
(4.2.2-3)
4.2.3基底下影响深度范围内的地基，由不同土层组成时（图4.2.3)，其综合抗压刚度系数可按下式计算：
式中：
1-iCz(1+h-1/d
.1+h/d
分层土综合抗压刚度系数，kN/m：-第i层土的抗压刚度系数，kN/m：方形基础边长，当为矩形基础时，d=VA，m；从基底至i层、讠1层土
表4.2.2天然地基（匀质土）抗压刚度系数值地基承载力特征值属
黏性土
55 000
各种土的抗压刚度系数值Cz
SH/T3091—2012
天然地基（匀质土）抗压刚度系数值（续）RESS
地基承载力特征值k
注：表中所列。
A为基础底面
黏性土
各种上的抗压刚度系数值Cz
底而积大于或等于20m的基础，当底面积小于20mEO
下影响深度。
分层土地基示意
列公式计算：
的抗压、抗弯、抗剪、
抗扭刚度，应按下
上述式中：
Kx、Key
Ix、ly
全然地基抗压刚度
Kx=CxA
K=Culp
地基绕X轴、Y轴的抗弯刚度，kN·m；也基抗剪刚度，kN/m；
天然地基抗扭刚度，kN.m；
基础底面对通过具形心X、Y轴的惯性矩形心轴的极惯性矩，m，不的
基础底面通
基础底面积，m。
值应乘以我
PETROCHEMIC
.......0:
.2.4-2)
（4.2.4-4)
.........
(4.2.4-5)
的计算方法见附录A；
法见附录A：
4.2.5当地基的承载力特征值小于350kPa，且基础周围回填土与地基土的密度比不小于0.85时，可考虑基础埋深对地基刚度的提高作用。6
SH/T3091—2012
4.2.6当考虑基础的埋深和刚性地面对地基刚度的提高作用时，地基的抗压、抗弯、抗剪、抗扭刚度，可按下列公式计算：
Kz=azCzA
x=axaiColx
-axaiColy
Kx=axaiCxA
K=axaClp
az=(1+0:4)2
理深作用对地基抗压刚度的提高系数CHINA
.. 4.2.6
.(4.2.6-2)
..(4.2.63)
...(4.2.6-4)
... (4.2.6-5)
...(4.2.66)
出埋深作用对地基抗剪、抗弯、抗扭刚压更的提高系数：
....(4.2.6-7)
...(4.2.6-8)
TROCHEMICAY
性地面与基础连接时，对地基抗剪、抗弯、抗扭刚度的提高系数，4，对于其他地基土可取1.
去础理深比，
当算得的品大于0.6时，
应取0.6：
础埋置深度
基阻尼比，
阻尼比：
可按下列公式计算：
±：2-0.16
粉土：
向阻尼比：
粉土：c
水平回
同转向阻尼比
上述式中：
地基整
扭转向阻尼比；
基水平回转向第一、
基组质量比：
基组质量，t:
地基土的密度，t/m
第二振型阻尼比
基土可取
(4.2.7-5)
.(4.2.7-6)
(4.2.7-7)
当考虑基础埋深对阻尼比提高作用时，提高后的天然地基竖向、水平回转向、扭转向阻尼比应4.2.8
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