شالوده‌ها میتوانند تحت تاثیر بارهای استاتیک , دینامیک و یا ترکیبی از آنها قرار گیرند.
بار استاتیک , باری است که به آرامی و بتدریج بر شالوده تاثیر نماید , بطوری که هیچگونه ارتعاشی در سیستم شالوده - خاک به وجود نیاید.
بار دینامیک به باری اتلاق میشود که باعث ارتعاش سیستم کل شود.
در هر دو حالت تحت تاثیر بارگذاری , در سیستم خاک –شالوده تنش ایجاد میشود.
این ارتعاشات می‌تواند باعث آسیب ساختاری شود ، بر عملکرد ماشین‌آلات تأثیر منفی بگذارد و ارتعاشات را به سازه‌های مجاور یا محیط اطراف منتقل کند.
برای به حداقل رساندن این مسائل ، هنگام طراحی فونداسیون و سازه برای ماشین‌آلات ارتعاشی باید ملاحظات خاصی در نظر گرفته شود.
در حال حاضر چهار روش برای تحلیل دینامیک شالوده ماشین آلات وجود دارد. این روشها عبارتند از:
1. تئوری نیم فضای الاستیک
2. سیستم پارامترهای متمرکز (روش تشابهی)
3. روش جرم متمرکز
4. روش خاک-فنر الاستیک بارکان
در این برنامه از روش تشابهی برای مطالعه پاسخ دینامیکی خاک استفاده شده است.
آشنایی با قسمت های مختلف برنامه
مشخصات خاک
در این قسمت پارامترهای خاک زیر فونداسیون درج خواهد شد.
ثابت‌های الاستیک مورد استفاده در تحلیل تشابهی عبارتند از مدول برشی G و ضریب پواسون ν.
خاک می‌تواند تاثیر بسیار مهمی بر روی پاسخ دینامیکی سیستم بگذارد بنابراین بهتر است پارامترهای مورد نیاز خاک مانند مدول برشی دینامیکی خاک از مطالعات محلی و بررسی‌های آزمایشگاهی استخراج شود تا بر اساس در نظر گرفتن یک بازه از طبقه‌بندی کلی خاک.
مشخصات فونداسیون
در این قسمت مشخصات مصالح و ابعاد اولیه فونداسیون درج خواهد شد. استفاده از شالوده سنگین برای حذف ارتعاشات غیر مجاز ، از سالیان دراز مرسوم بوده است.
اغلب سازنده‌های ماشین ابعاد و وزن شالوده مناسب برای ماشین را توصیه می‌نمایند.
مشخصات ماشین
در این قسمت نوع ، وزن و موقعیت مرکز ثقل ماشین درج خواهد شد.
انواع ماشین‌هایی که در عمل با آنها برخورد میشود ، عبارتند از :
1. ماشین‌های دورانی
2. ماشین‌های پیستونی
3. ماشین‌های ضربه‌ای
توربین‌های بخار ، ژنراتورها ، پمپ‌های سانتریفوژ (گریز از مرکز) در رده ماشین‌های نوع اول قرار می‌گیرند. کمپرسورهای گاز یا هوا ، موتورهای عکس العملی و تلمبه‌های عکس العملی در رده ماشین‌های نوع دوم قرار می‌گیرند.
و بالاخره چکش‌های آهنگری ، پرس‌های منگنه زن (سوراخ کن) در رده ماشین‌های نوع سوم قرار می‌گیرند.
این برنامه برای طراحی فونداسیون ماشین‌های دورانی (Rotating) و پیستونی (Reciprocating) تهیه شده است.
نیروهای وارده از ماشین به پی
طراحی فونداسیون ماشین‌آلات پیچیده‌تر از فونداسیونی است که فقط بارهای ساکن را تحمل می‌کند. در فونداسیون ماشین‌آلات ، طراح باید علاوه بر بارهای استاتیکی ، نیروهای دینامیکی ناشی از عملکرد ماشین را نیز در نظر بگیرد. این نیروهای دینامیکی به نوبه خود به فونداسیون ماشین منتقل می‌شوند
نیروهای دینامیکی ناشی از عملکرد ماشین که به فونداسیون منتقل خواهند شد در این قسمت درج میشود.
مدهای ارتعاشی
شالوده‌های ماشین وقتی که تحت تاثیر نیروهای ارتعاشی قرار می‌گیرند ، میتوانند در امتداد و یا در حول هر یک از شش درجه آزادی نشان داده‌شده در شکل زیر ارتعاش نمایند.
این شش درجه آزادی عبارتند از ارتعاش انتقالی در امتداد محورهای X ،Y وZ ، و ارتعاش دورانی در حول محورهای X یا Y (که به ارتعاش گهواره‌ای معروف است) و ارتعاش دورانی در حول محور Z (که به ارتعاش پیچشی معروف است).
در میان این شش درجه ، ارتعاش انتقالی در امتداد قائم (محور Z) و ارتعاش دورانی در امتداد محور Y (ارتعاش پیچشی) مستقل از درجات آزادی دیگر است.
یک شالوده که تحت بارهای دینامیک قرار دارد , باید برای چهار مود ارتعاشی زیر مورد تحلیل قرار گیرد:
1.ارتعاش قائم (Vertical)
2.رتعاش انتقالی در امتدادهای X یا Y که به ارتعاش لغزشی (Sliding) معروف است.
3. ارتعاش گهواره‌ای (Rocking) در حول محورهای X یا Y
4.ارتعاش پیچشی (Yawing) در حول Z
ارتعاش گهواره‌ای در حول محورهای X یا Y همواره همراه با ارتعاش لغزشی امتداد Y یا X است. چنین حرکتی به حرکت ترکیبی معروف است.
لیکن ارتعاش قائم خالص می‌تواند مستقل و بدون همراهی با هرگونه ارتعاشی وجود داشته باشد.
طراحی
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 ماشین آلات جلوگیری شود.
این امر با استفاده از بتن مسلح یا سایر مصالح صلب و طراحی فونداسیون با ابعاد و آرماتور مناسب قابل دستیابی است.
معیارهای طراحی
در این قسمت از داشبورد برنامه برخی از جنبه‌های کلیدی که باید در هنگام طراحی فونداسیون ماشین آلات ارتعاشی در نظر گرفته شوند ، کنترل میشود.
