فونداسیون ماشین‌آلات برای پشتیبانی از ماشین‌هایی طراحی شده‌اند که در حین کار ارتعاش ایجاد می‌کنند. این ارتعاشات می‌تواند باعث آسیب ساختاری شود. لذا هنگام طراحی فونداسیون برای ماشین آلات ارتعاشی باید ملاحظات خاصی در نظر گرفته شود.
بارهایی که به سازه فونداسیون وارد می‌شود می‌توانند استاتیکی یا دینامیکی باشند.
بارهای استاتیکی به طور عمده تابع وزن ماشین دینامیکی مورد نظر و تجهیزات جانبی آن مانند لوله‌ها هستند. اما نیروهای دینامیکی ناشی از بهره برداری دستگاه بوده و شامل موارد زیر خواهند بود:
۱- نیروهای نامتعادل ناشی از خود تجهیز
۲- اینرسی اعضایی که حرکت می کنند
۳- حرکت سیال درون ماشین
لازم به ذکر است دامنه این بارهای دینامیکی در درجه اول به سرعت دستگاه بستگی دارد و در مراحل بعدی به نوع ، اندازه ماشین ، وزن و آرایش اجزای متحرک داخل دستگاه مربوط می‌شود.
فونداسیون ماشین‌آلات برای پشتیبانی از ماشین‌هایی طراحی شده‌اند که در حین کار ارتعاش ایجاد می‌کنند. این ارتعاشات می‌تواند باعث آسیب ساختاری شود، بر عملکرد ماشین آلات تأثیر منفی بگذارد و ارتعاشات را به سازه های مجاور یا محیط اطراف منتقل کند.
برای به حداقل رساندن این مسائل ، هنگام طراحی فونداسیون برای ماشین‌آلات ارتعاشی باید ملاحظات خاصی در نظر گرفته شود.
برنامه تحت اکسل تحلیل و طراحی فونداسیون ماشین‌آلات
این برنامه برای طراحی فونداسیون ماشین‌های دورانی و پیستونی (رفت و برگشتی) با استفاده از روش تشابهی تهیه شده است.(جهت اطلاعات بیشتر کلیک کنید)
برخی از جنبه‌های کلیدی که باید در هنگام طراحی فونداسیون ماشین آلات ارتعاشی در نظر گرفته شوند عبارتند از:
جداسازی
فونداسیون باید به گونه‌ای طراحی شود که ماشین‌های ارتعاشی را از بقیه سازه یا سازه‌های مجاور جدا کند. این امر را می‌توان با استفاده از تکنیک‌های مختلف به دست آورد ، مانند استفاده از جدا کننده‌ها یا پدهای ساخته شده از موادی که ارتعاشات را جذب می‌کنند ، ایجاد شکاف بین شالوده ماشین آلات و سازه اطراف یا ساخت فونداسیون بر روی یک دال مجزا و جدا شده.
جرم
جرم پی باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا از پایداری آن اطمینان حاصل شود و انتقال ارتعاشات به حداقل برسد. قانون کلی این است که جرم فونداسیون باید 3 تا 5 برابر جرم ماشین آلات پشتیبانی شده باشد. با این حال ، این نسبت ممکن است بسته به ماشین آلات خاص ، شرایط خاک و سایر عوامل متفاوت باشد.
در تمامی پی‌ها ، افزایش وزن ، فرکانس تشدید را کاهش می‌دهد.
سختی
فونداسیون باید به گونه‌ای طراحی شود که دارای سختی بالایی باشد تا از تغییر شکل و حرکت بیش از حد تحت بارهای دینامیکی تولید شده توسط ماشین‌آلات جلوگیری شود. این امر با استفاده از بتن مسلح یا سایر مصالح صلب و طراحی فونداسیون با ابعاد و آرماتور مناسب قابل دستیابی است.
میرایی
میرایی توانایی پی در اتلاف انرژی ارتعاشات است. فونداسیون باید به گونه‌ای طراحی شود که میرایی کافی را از طریق استفاده از موادی با خاصیت میرایی ذاتی یا با استفاده از وسایل میرایی خارجی مانند دمپرها یا میراگرهای جرمی تنظیم شده فراهم کند.
فرکانس طبیعی
فرکانس طبیعی فونداسیون و سازه تکیه گاه باید در هنگام طراحی در نظر گرفته شود. در حالت ایده‌آل ، فرکانس طبیعی فونداسیون باید با فرکانس‌های غالب ماشین‌های ارتعاشی متفاوت باشد تا از تشدید جلوگیری شود که می‌تواند ارتعاشات را تقویت کند و باعث آسیب ساختاری شود.
فرکانس تشدید یک سیستم خاک – پی باید کمتر از نصف فرکانس عملکرد برای ماشین‌های با سرعت زیاد باشد (فرکانس عملکرد > 1000 دور در دقیقه ). در این حالت ، در زمان شروع و یا خاتمه ، ماشین ارتعاش مختصری با فرکانس تشدید خواهد داشت.
برای ماشین‌های با سرعت کم ( > 35 – 40 دور در دقیقه) فرکانس تشدید سیستم خاک – پی باید حداقل دو برابر فرکانس عملکرد باشد.
خصوصیات خاک
یک شالوده در حالت کلی باید دو شرط زیر را بر آورده سازد:
1. خاک زیر شالوده در مقابل گسیختگی برشی پایدار باشد
2. نشست باید در محدوده مجاز باشد
برپایه دو معیار فوق ، برای اطمینان از عملکرد صحیح شالوده ، باید از یک تنش مجاز (ظرفیت باربری مجاز) مناسب برای خاک استفاده کرد. تنش مجاز خاک هم باید در مقابل بار استاتیکی و هم باید در مقابل بار دینامیکی جوابگو باشد.
تحت بارهای دینامیک نباید هیچگونه نشستی جز نشست الاستیک در خاک زیر شالوده بوجود بیاید.
افزایش ضریب برشی خاک (برای مثال ، بوسیله تزریق) فرکانس تشدید پی را افزایش می دهد.
تعمیر ، نگهداری و نظارت
فونداسیون باید با دسترسی برای نگهداری و نظارت بر ماشین‌آلات و همچنین خود فونداسیون طراحی شود. سنسورهای لرزش و سایر تجهیزات نظارتی ممکن است برای ارزیابی عملکرد فونداسیون و شناسایی مشکلات احتمالی نصب شوند.