《动力机器基础设计标准》为国家标准，编号为GB50040-2020.pdf

3.2.1动力机器基础宜采用整体式混凝士结构，混凝土强展

不宜低于C30，当大块式或墙式基础不直接承受冲击荷载或 造要求设计时，混凝土的强度等级可采用C25

3.2.2动力机器基础的受力钢筋应采用HRB400、HRB5

筋2018标准规范范本，其他部位可采用HRBF400、HRBF500钢筋，钢筋的连接不宜 采用焊接接头，

3.2.3基组的总重心与基础底面形心宜位于同十竖直线上。

不在同一竖直线上时，两者之间的偏心距和平行偏心方向基底边 长的比值，不应犬于5%；当该比值大于5%时，应计人附加力矩作 用的影响 3.2.4~动力机器底座边缘至基础边缘的距离不宜小于100mm； 除锻锤基础以外，在机器底座下应预留二次灌浆层，其厚度不宜小 于50mm；二次灌浆层应在设备安装初调后，采用高一个等级的材 料填充密实

11型和Ⅱ型地脚螺栓的锚固长度不应小于25倍螺栓直 径，Ⅲ型地脚螺栓的锚固长度不应小于20倍螺栓直径； 2地脚螺栓轴线距基础边缘的距离不应小于5倍螺栓直径 且不应小于150mm，预留孔边缘距基础边缘的距离不应小 于100mm; 3预埋地脚螺栓底面下混凝土的厚度不应小于50mm，当设

置预留孔时，孔底面下混凝土的厚度不应小于100mm

表3.3.4地基土动沉陷影响系数β值

2对桩基础，宜按桩端持力层地基土类别选用 3.3.5动力机器基础的地基土类别宜按表3.3.5确定

3.3.5动力机器基础的地基土类别宜按表3.3.5确定

表3.3.5地基土类别

3.3.6动力机器基础的振动响应，应符合下列规定：

3.3.6动力机器基础的振动响应，应符合下列规定

u<[u] [] a<[a]

一基础的容许振动加速度。 动力机器的振动荷载应符合现行国家标准《建筑振动荷载 GB/T51228的有关规定。 动力机器的容许振动标准应符合现行国家标准《建筑工程 辰动标准》GB50868的有关规定。

3.4地基动力特性参数

3.4.1天然地基的动力特性参数宜由现场测试确定，测

3.4.1大然地基的动力特性参数宜由现场测试确定，测试方法应 符合现行国家标准《地基动力特性测试规范》GB/T50269的有关 规定；当无测试条件时，宜按本标准第3.4.2条第3.4.11条的 规定确定

表3.4.2天然地基的抗压刚度系数C值（kN/m）

2当基础底面积小于20m时，抗压刚度系数宜采用表 4.2中的数值乘以基础底面积修正系数，基础底面积修正系数 按下式计算：

3.4.4当基础对地基土影响深度范围内包含不同土层时（图 3.4.4),其抗压刚度系数宜按下式计算：

(3.4. 4) W2 n 式中:C一地基土抗压刚度系数（kN/m）； 第i层土的抗压刚度系数（kN/m3），可按本标准第 3.4.2条的规定确定； 从基础底至i层土底面的深度（m）； 从基础底至i一1层土底面的深度（m）

图3.4.4分层土地基 1一基础:2一地基

图3.4.4分层土地基 1一基础:2一地基

Cx = 0. 7C, C, = 0. 7Cz C=2.15C C= 2.15Cz C± = 1. 05Cz

周回填土与地基土的密度比不小于0.85时，其抗压、抗剪、抗弯 抗扭刚度宜乘以提高系数，提高系数宜按下列公式计算：

α,=1±0.40)

=(1十1.28a) ht dd= VA

式中：αz 基础埋深作用对地基抗压刚度的提高系数 α 基础埋深作用对地基抗剪、抗弯、抗扭刚度的提高 系数； 基础埋深比，当a大于0.6时,取0.6； ht 基础埋置深度（m)。 Y

3.4.8当基础与刚性地面相连时，地基抗弯抗剪、抗括

以刚性地面提高系数，提高系数可取1.0～~1.4，软弱地基土的提 高系数宜取上限值

3.4.9天然地基的阻尼比应按下列规定计算：

式中: z 天然地基竖向阻尼比； m 基组质量比； m 基组的质量（t）： 地基土的密度（t/m"）。 2水平回转向、扭转向阻尼比

Shi= 0.5 Sh2= Shl = (h

式中：Snl一天然地基水平回转耦合振动第一振型阻尼比； Sh2一一天然地基水平回转耦合振动第二振型阻尼比； 5一一天然地基扭转向阻尼比。 3.4.10理埋置基础的天然地基阻尼比，宜取明置基础的阻尼 以基础理深作用对阻尼比的提高系数，阻尼比提高系数宜按 公式计算： 7

βz=1十od 3=1+28

式中：β一一基础埋深作用对竖向阻尼比的提高系数； β一基础埋深作用对水平回转向或扭转向阻尼比的提高 系数。 V 3.4.11采用本标准第3.4.2条～第3.4.10条确定的天然地基 动力特性参数计算天然地基大块式基础的振动位移时，计算的竖 向振动位移值应乘以折减系数0.7，水平向振动位移值应乘以折 减系数0.85，冲击式机器和压力机基础可不折减。 /Ⅱ桩基 3.4.12桩基的动力特性参数取值应符合下列规定： 1预制桩或沉管灌注桩的动力参数宜由现场测试确定；当无 测试条件时，宜按本标准第3.4.13条～第3.4.22条的规定确定； 2钻孔灌注桩或其他桩型的动力参数宜由现场测试确定； 3桩基动力参数的测试方法应按现行国家标准《地基动力特 性测试规范》GB/T50269的规定确定。 3.4.13桩基的抗压刚度应按下列公式计算：

Kpz = npkpz CpriApri +CpzA kpz=

式中:Kpz 桩基抗压刚度（kN/m）； np 桩数; 单桩的抗压刚度（kN/m）；

Cpri桩周第i层土的当量抗剪刚度系数（kN/m3）：第i层土的桩周表面积（m）；Cpz——桩端土的当量抗压刚度系数（kN/m）；A.一桩的截面积（m）。3.4.14当桩的间距为桩的直径或截面边长的4倍～5倍时，桩周各土层的当量抗剪刚度系数C,值宜按表3.4.14采用。表3.4.14桩周土的当量抗剪刚度系数C值土的名称土的状态当量抗剪刚度系数Cp（kN/m）淤泥饱和6000~7000淤泥质土天然含水量45%~50%8000软塑7000~10000黏性土可塑10000~15000硬塑15000~25000粉土、粉砂、细砂稍密～中密10000~15000中砂、粗砂、砾砂稍密～中密20000~25000稍密15000~20000圆砾、卵石人中密20000~300003.4.15／当桩的间距为桩的直径或截面边长的4倍～5倍时，桩端土层的当量抗压刚度系数C值宜按表3.4.15采用。表3.4.15桩端土的当量抗压刚度系数Cz值桩尖埋置深度当量抗压刚度土的名称土的状态(m)系数Cp（kN/m）软塑、可塑10~20500000~800000黏性土软塑、可塑20~30800000~1300000硬塑20~301300000~1600000粉土、粉砂、细砂中密、密实20~301000000~1300000.15:

续表 3. 4. 15

.4.16桩基的抗弯刚度应按下列公式计算：

3.4.16桩基的抗弯刚度应按下列公式计算：

式中:Kp、Kp——桩基绕轴、y轴的抗弯刚度(kN·m); kpz一单桩抗压刚度(kN/m）; rxi、ryi———第订根桩的轴线至通过基础底面形心的回转 α轴、轴的距离(m)。 3.4.17 桩基的抗剪和抗扭刚度应按下列规定确定：

3.4.17桩基的抗剪和抗扭刚度应按下列规定确定：

Kpx =14K Kpy = 1.4K Kp = 1. 4K

式中:Kpx、Kpy 桩基沿α轴、y轴抗剪刚度（kN/m）； Kp一桩基抗扭刚度(kN·m)。 2当计入基础埋深和刚性地面作用时，桩基的抗剪刚度宜按 下列公式计算：

Kpx=Kx(0.4+αα1)

中:Kpx、Kpy 基础理深和刚性地面对桩基刚度提高作用后的 桩基沿α轴、y轴抗剪刚度（kN/m）；

定确定。 3当计人基础埋深和刚性地面作用时，桩基的抗扭刚度宜按 下式计算：

Kp = K(0.4+αα1)

式中：Kp 基础理深和刚性地面对桩基刚度提高作用后的桩 基抗扭刚度（kN·m）。 4当采用端承桩或桩上部土层的地基承载力特征值不小于 200kPa时，桩基抗剪刚度和抗扭刚度不应大于相应的天然地基抗 剪刚度和抗扭刚度。 3.4.18斜桩的抗剪刚度应按下列规定确定： 1当桩的斜度大于1：6,其间距为桩的直径或截面边长的 4倍～5倍时，斜桩的当量抗剪刚度宜取相应的天然地基抗剪刚度 的1.6倍。 2当计人基础埋深和刚性地面作用时,斜桩桩基的抗剪刚度 宜按下列公式计算： X

1当桩的斜度大于1：6，其间距为桩的直径或截面边长 4倍～5倍时，斜桩的当量抗剪刚度宜取相应的天然地基抗剪刚度 的1.6倍。 2当计人基础埋深和刚性地面作用时,斜桩桩基的抗剪刚度

Kpx = Kx(0. 6aan) Kpy = K,(0.6+aα1)

3.4.19计算桩基的固有频率和振动位移时，其竖向和水平回转 向总质量及基组的总转动惯量应按下列公式计算：

mpz=m十mo mpx = m+0.4mo mpy=mpx mo = l,bdpp Jo = J。(1 + 0. 4mo m m 0.4mo J=J(1+ m

式中:mpz、mpx、mpy 桩基上基础沿之轴竖向、沿轴和y轴水 平回转振动质量（t）； m 天然地基基组的质量（t）； mo 竖向振动时桩和桩间土参加振动的当量质 量(t); 1. 桩的折算长度(m)； 6 基础底面的宽度（m）； d 基础底面的长度（m）； Pp 桩和桩间土的混合密度(t/m"）; Jpe、Jpd、Jpd 桩基上基组对轴、轴、轴的转动惯量 (t : m) J。、J$、J 天然地基上基组对轴、y轴、之轴的转动 惯量(t:m)。

桩的人土深度(m) 桩的折算长度（m） ≤10 1. 8 ≥15 2. 4

桩基竖向阻尼比宜按下列公式计算： 1)桩基承台底为黏性土时：

2)桩基承台底为砂土、粉土时：

4)当桩基承台底与地基土脱空时，其竖向阻尼比可取端承 桩的竖向阻尼比。 2 桩基水平回转向、扭转向阻尼比宜按下列公式计算

Sph1=0.55pa Sph2 = Sphl Spμ = Sphl

式中 3 桩基承台理埋深对竖向阻尼比的提高系数； β——桩基承台埋深对水平回转向或扭转向阻尼比的提高 系数。

4.1.1汽轮发电机组基础宜采用现浇钢筋混凝土框架结构 4.1.2汽轮发电机组的框架式基础宜采用多自由度空间力学模 型分析，并应进行多方案优化设计，合理地确定框架的布置和构件 尺寸。结构选型应符合下列原则： 1基础顶板应具有满足基础的振动特性及静变形要求的质 量和刚度；顶板各横梁的静位移宜接近，顶板的外形和受力应简 2在满足强度稳定性和静位移要求的条件下，宜适当减小 柱的刚度，但其长细比不宜大于14； 3基础底板刚度应根据地基刚度综合分析确定，避免基础出 现不均匀沉降。 4.1.3<对工作转速为3000r/min且功率不大于125MW的汽轮 发电机组，当基础为由横向框架与纵梁构成的空间框架，且同时满 足下列条件时，可不进行动力计算： 1中间框架、纵梁：

G; ≥ 6Ggi G: ≥ 10G

式中:G; 一 集中到梁中或柱顶的总重力（kN）； Gi——作用在基础第i点的机器转子重力(kN)。 Ⅱ振动计算

计算，并宜符合下列规定： 1一般情况下，可只计算扰力作用点的振动响应； 2工作转速时的计算响应宜取一定范围内的最大响应，其范 围值宜根据计算模型确定。 4.1.5当基础为由横向框架与纵梁构成的空间框架时，可简化为 横向平面框架，宜按本标准附录B中双自由度体系的方法计算。 4.1.6当框架式基础按空间多自由度体系进行振动计算时，对于 机器工作转速小于3000r/min的基础，地基宜按弹性计算；对于汽轮

4.1.9基础承载力计算时，荷载分项系数应按表4.1.9的规 取值。

表 4. 1. 9 荷载分项系数

续表 4. 1. 9

主：当永久荷载效应起控制作用时，永久荷载分项系数应取1.35；当永久荷载效 应对结构有利时，永久荷载分项系数应取1.0。

4.1.12当动内力采用当量荷载计算时，应按基础的基本振

1横向框架上第i点的竖向当量荷载计算值不应小于转子 重力荷载的4倍，竖向当量荷载可按下式计算：

Fzi = 8Fgi Wnl 7 ma

式中：Fzi 横向框架上第i点的竖向当量荷载（kN）； Fg; 横向框架上第i点的机器扰力（kN）； Wl 横向框架竖向的第一振型固有圆频率（rad/s），可按 本标准附录B的规定计算； 7max一 最大动力系数，可取8。 2水平向总当量荷载计算值不应小于转子总重力荷载，总当 量荷载应按刚度分配到各框架，水平向总当量荷载可按下列公式 计算：

2水平向总当量荷载计算值不应小于转子总重力荷载，总当 量荷载应按刚度分配到各框架，水平向总当量荷载可按下列公式 计算：

Fx = 5x K G F=&y K G

Kxj Fxi = Fx ZKx

柱间距：b:为横梁间

注：G.为构件及其支承机器的重力荷载

4.1.16当动内力按空间多自由度体系计算时，应取机器工作车 速的0.75倍～1.25倍范围内的最大动内力值作为控制计算值， 4.1.17在多个扰力作用下，质点的动内力可按下式计算：

4.1.17在多个扰力作用下，质点的动内力可按下式计算：

(4. 1. 17) 式中：S;一质点i的动内力（kN)； 4.1.18当作转速不小于3000r/min的汽轮机组不进行动力计 算时.竖向、水平向当量荷载可按表4.1.18采用。

(4. 1. 17)

表4.1.18 当量荷载

4.1.19基础顶板的纵、横梁应计入由于构件内外侧温差产生的 应力，温差可取15℃～20℃；当基础纵向框架长度不小于40m时， 应计算纵向框架的温度应力；顶板与柱脚的计算温差，可取20℃。 4.1.20顶板承载力计算时，应计入设备安装时的活荷载，活荷载 应根据工艺要求确定；当无资料时，可按表4.1.20采用。

林业标准表 4.1.20 基础安装活荷载标准值（kN/m）

注：活荷载可按发电机转子、汽轮机高低压转子等大件堆放布置图进行计算；当堆 放活荷载超过表中数值时，计算中应取实际的堆放荷载。

4.1.22基础承载力验算的荷载组合应符合下列规定： 1基本组合可取永久荷载与振动荷载或当量荷载组合，其中 振动荷载只计入单向作用，组合系数可取1.0； 2偶然组合可取永久荷载、振动荷载及短路力矩组合，振动 荷载组合系数可取0.25，短路力矩的组合系数可取1.0； 3地震作用组合可取永久荷载、振动荷载及地震作用组合 振动荷载组合系数可取0.25，地震作用组合系数可取1.0； 4设计值应取其荷载组合的较大值。 Y IV构造要求 4.1.23框架式基础的顶部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。 4.1.24框架式基础的底板宜采用并式、梁板式或平板式；平板式 基础底板的厚度、井式或梁板式基础的梁高，可根据地基条件取相 质

基础底板的厚度、并式或梁板式基础的梁高，可根据地基条件 柱最大净距的1/5～1/3.5，当地基条件较好时宜取小值， 宜取大值。

4.1.25对中、高压缩性地基土，应采取加强地基和基础的刚

悬臂支座处的截面高度不应小于悬出长度的0.75倍

4.1.28当底板设置在碎石土及风化基岩地基上时，应计人施工

1汽轮发电机组基础底板各侧面均应设置钢筋网；底板板顶 和板底钢筋的配筋率不宜小于0.1%；底板侧面四周钢筋网钢筋 的直径不宜小于16mm，间距不宜大于250mm；当底板厚度大于 2m时，宜在底板板厚中间部位设置直径不小于12mm、间距不大 于300mm的双向钢筋网。 2汽轮发电机组基础的柱配筋应按计算确定，柱全部纵向钢 筋的配筋率不宜小于0.6%，钢筋直径不宜小于25mm；柱宜采用 封闭箍筋，箍筋直径不宜小于12mm，加密区箍筋间距不宜大于 200mm，非加密区箍筋间距不宜大于300mm，肢距不宜大 于300mm。 3汽轮发电机组基础中间平台采用现浇钢筋混凝土结构时， 梁和板的构造应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。 4汽轮发电机组基础运转层顶板配筋应按计算确定，顶板顶 面、底面钢筋配筋率不宜小于0.15%；基础顶板应计人构件两侧 温差产生的应力，梁两侧应分别配置温度影响的钢筋，高、中压缸 侧的纵、横梁侧面配筋率不宜小于0.15%，其余梁每侧配筋率不 宜小于0.1%。 5汽轮发电机组基础钢筋的连接应符合现行国家标准《混凝 土结构设计规范》GB50010的有关规定，采用机械连接时应满足 抗疲劳性能的要求锻件标准，