Instructiuni tehnice pentruarea si executarea masurilor de protectie acustica si antivibratila la cladiri industriale

INSTRUCTIUNI TEHNICE PENTRU PROIECTAREA SI EXECUTAREA MASURILOR DE PROTECTIE ACUSTICA SI ANTIVIBRATILA LA CLADIRI INDUSTRIALE

Indicativ P 121 - 89
Inlocuiesc P 121 - 83

Cuprins

* GENERALITATI
* MASURI DE PROTECTIE ACUSTICA IN INTERIORUL HALELOR
* MASURI DE PROTECTIE ACUSTICA IN EXTERIORUL HALELOR
* MASURI DE PROTECTIE ANTIVIBRATILA
* ANEXA 0
* ANEXA 1
* ANEXA 2
* ANEXA 3
* ANEXA 4
* ANEXA 5
* ANEXA 6

1. GENERALITATI

1.1. Obiect si domeniu de aplicare

1.1.1. Prezentele instructiuni tehnice cuprind ansamblul masurilor tehnice care trebuie avute in vedere la proiectarea si executarea halelor industriale, astfel ca parametrii ce caracterizeaza campul de presiune acustica din interiorul halelor si cel corespunzator zgomotului radiat in exteriorul acestora precum si nivelele de tarie ale vibratiilor produse de surse tehnologice sa se incadreze in limitele admisibile de confort al muncii prevazute de Normativul republican de protectie a muncii si cele de durabilitate a elementelor de constructie prevazute in STAS 12025/2-81.

1.1.2. In spiritul prezentelor instructiuni tehnice se considera ca rezultatele optime, din punct de vedere tehnico-economic, se obtin in situatia in care se actioneaza concomitent in urmatoarele directii:

- alegerea unor masini si agregate (surse de zgomot si vibratii) cat mai silentioase si care sa dezvolte un regim de vibratii cat mai reduse, dotate eventual cu echipament de protectie acustic si sisteme izolatoare de vibratii;

Obs. Valorile ce caracterizeaza din punct de vedere acustic si dinamic utilajele din hale industriale se obtin, in principiu, din caietele de sarcini, normele interne sau prospectele acestora, sau prin masuri directe. In mod orientativ in ANEXA 0 sunt trecute valorile corespunzatoare unor agregate, determinate prin masuri in camera anecoica sau "in situ".

- justa amplasare a surselor de zgomot si vibratii in cadrul halelor;

- adoptarea unei geometrii a halei cat mai avantajoasa din punct de vedere acustic;

- adoptarea unor solutii constructive corespunzatoare din punct de vedere acustic si antivibratil.

1.2. Prescriptii tehnice conexe

STAS 1957/1,2,3-88 'Acustica. Terminologie'.

STAS 12203/1-83 "Acustica in constructii. Determinarea nivelului de putere acustica in camerele anecoice si semianecoice".

STAS 12203/2-83 "Acustica in constructii. Proiectarea camerelor anecoice si semianecoice".

STAS 10854-82 "Socuri si vibratii. Terminologie".

STAS 12025/1,2-81 "Acustica in constructii. Efectele vibratiilor asupra cladirilor sau partilor de cladiri. Metode de masurare. Limite admisibile".

STAS 10009-87 "Acustica in constructii. Acustica urbana. Limite admisibile ale nivelului de zgomot urban".

STAS 7206-87 "Fundatii de masini. Prescriptii de proiectare'.

1.3. Terminologie

1.3.1. In mod suplimentar fata de terminologia utilizata in prescriptiile tehnice conexe, in cadrul prezentelor instructiuni tehnice se introduc urmatoarele notiuni:

a) Semnal sonor util - grupul de unde directe care parvin de la o sursa sau un grup de surse intr-o anumita zona a halei si asupra carora personalul de deservire din zona respectiva isi indreapta atentia in scopul bunei desfasurari a procesului muncii si a realizarii conditiilor de securitate colectiva si individuala.

b) Semnal sonor inutil (perturbator) - grupul de unde directe care parvin de la celelalte surse din hala si asupra carora personalul de deservire din zona nu isi indreapta in mod special atentia cat si grupul de unde reflectate de elementele constructive delimitatoare ale halei provenite de la toate sursele care functioneaza in hala.

c) Indicele de utilitate a semnalului sonor - (IUS) - marime definitiva de expresia:

(1)

in care: E_xid - densitatea de energie a semnalului sonor util (pJ/m³),

            E_p - densitatea de energie a semnalului sonor perturbator (pJ/m³).

d) Clase de randament acustic (CRA) - ordinale care caracterizeaza diferite intervale de valori pe care le poate avea indicele de utilitate a semnalului sonor, conform tabelului 1.

Tabelul 1

CLASELE DE RANDAMENT ACUSTIC IN FUNCTIE DE INDICELE DE UTILITATE A SEMNALULUI SONOR

[top]

2. MASURI DE PROTECTIE ACUSTICA IN INTERIORUL HALELOR

2.1. Limite admisibile

2.1.1. Nivelul de presiune acustica (nivelul de zgomot) din interiorul halelor industriale se limiteaza in conformitate cu prevederile Normelor republicane de protectie a muncii (cap. XVI). Compararea cu limitele admisibile se face evaluand nivelul de presiune acustica sub forma de nivel acustic echivalent.

2.1.2. Clasa de randament acustic se limiteaza in functie de tipul activitatii ce se desfasoara in interiorul halelor industriale in conformitate cu prevederile tabelului 2.

Tabelul 2

CLASA DE RANDAMENT ACUSTIC, MAXIM ADMISIBIL, IN FUNCTIE DE TIPUL ACTIVITATII DIN INTERIORUL HALELOR INDUSTRIALE

2.2. Principii de calcul si verificare

2.2.1. Nivelul de presiune acustica intr-un punct din interiorul unei hale industriale, care se compara cu limitele admisibile, se calculeaza sub forma de nivel acustic echivalent "L_ech" conform STAS 195/3-88 "Acustica in constructii si transporturi. Terminologie" pct. 9 in care coeficientul q = 3.

Calculul se face cel putin pentru benzi de 1/1 octava, in domeniul de frecvente 125 . 8000 Hz.

2.2.2. Intr-o perioada de timp in care "n" surse dintr-o hala industriala radiaza zgomote de nivel constant in timp, nivelul de zgomot total intr-un punct A se calculeaza cu relatia:

(dB) (2)

in care:

E_1(Sj-A) - densitatea energiei undelor directe la o distanta unitara fata de sursa S_j-A pe directia (S_j - A) (pJ/m³).

E_1(Sj-i) - densitatea energiei undelor directe la o distanta unitara fata de sursa S_j pe directia (S_j-i); ("i" reprezinta proiectia punctului A pe suprafata respectiva) (pJ/m³);

E₀ - densitatea energetica de referinta egala cu 1 pJ/m³;

k_(Sj-A) - caracteristica de directivitate a sursei S_j/ pe directia (S_j - A);

d_(Sj-A) - distanta de la sursa S_j la punctul A (m) (fig. 1);

D_(Sj-A) - distanta de la sursa S_j la proiectia punctului A pe suprafata "i" (m) (fig. 1);

_ii'm - coeficient de absorbtie acustica mediu pentru suprafetele "i" si "i" care sunt paralele;

k' - coeficient de directivitate al undelor reflectante intre doua suprafete paralele si care are urmatoarele valori

- pentru 1 15 m,         k' = 0

- pentru 15 m < 1 36,         k' = 3

- pentru 1 > 36 m,          k' = 5

l - distantele dintre suprafetele "i" si "i'" (m) (fig. 1).

In cazul in care, in interiorul halei actioneaza surse de putere egala si care radiaza constant pe toate directiile spatiului, relatia (2) devine:

(dB) (3)

in care:

L₁ - reprezinta nivelul de zgomot al undelor directe emise de o sursa la o distanta unitara fata de aceasta pe orice directie a spatiului (E₁ si L₁ se determina experimental prin masuratori in camera anecoica sau semianecoica conform STAS 12203/1-83).

Obs. Proiectarea pe baza relatiei 2 se poate face cu ajutorul programului de calcul SONIC-1, existent in biblioteca de programe a Centrului de calcul al Institutului Politehnic Iasi.

2.2.3. Reducerea nivelului de zgomot total, intr-un punct al halei, datorat aplicarii unor ecrane acustice intre surse, se va calcula in conformitate cu prevederile cap. 5 din "Normativul privind proiectarea si executarea masurilor de izolare fonica si a tratamentelor acustice in cladiri", indicativul C 125-87.

2.2.4. Indicele de utilitate a semnalului sonor "IUS" intr-un punct A al unei hale se determina cu relatia de definitie (1) in care:

(4)

unde:

E_1(Sx-A) - densitatea energiei undelor directe la o distanta unitara fata de sursa S_x, calculata ca medie ponderata pe perioada de actionare a sursei;

d_(Sx-A) - distanta de la sursa Sx la punctul A;

k_(Sx-A) - caracteristicile de directivitate a sursei Sx pe directia (Sx-A).

(5)

unde toate notatiile au semnificatiile de la relatia (2), iar E_1(Sj-A) si S_1(Sj-i) reprezinta medii ponderate de actionare a surselor.

2.2.5. In mod practic valorile caracteristicii de directivitate a unei surse se adopta dupa cum urmeaza:

a) k = 10, pentru utilaje la care radiatia de suprafata este rezultatul unei transmisii solide a actiunilor de impact din interiorul acestuia;

b) k = 20, pentru utilajele la care radiatia de suprafata este rezultatul unei transmisii aeriene a actiunilor mecanice originare catre exterior.

2.2.6. Coeficientul de absorbtie acustica mediu pentru doua suprafete paralele_ii'm, in dreptul unui punct A din hala, se determina dupa cum urmeaza:

a) Din punctul A catre suprafetele respective se construiesc piramide patratice cu unghiurile la varf (punctul A) de 45. Pentru calcul, din bazele piramidelor astfel construite se retine numai zona care se incadreaza efectiv in suprafata elementului delimitator respectiv (Sz) (fig. 2).

b) In cadrul zonei stabilite ca la punctul "a" se determina coeficientul de absorbtie acustica mediu al acesteia cu relatia:

(6)

in care

_i - coeficientul de absorbtie acustica al unei arii specifice 'Si' a zonei 'Sz'.

c) Intre cei doi coeficienti de absorbtie acustica medii, corespunzator celor doua zone continute de suprafetele paralele, se face o medie aritmetica:

(7)

Obs. Valoarea _ii'm se limiteaza inferior la valoarea 0,10.

In cazul in care una dintre cele doua suprafete paralele este sensibil neregulata la asimilarea acesteia cu o suprafata imaginara plana.

Ordonata suprafetei imaginare "Z_I" fata de suprafata opusa se determina cu relatia

(8)

in care

Z_i - ordonata centrului de greutate al unui volum caracteristic 'V_i" care intra in componenta volumului "V" determinat de suprafata plana si cea neregulata (fig. 3).

2.3. Elemente de proiectare

2.3.1. La realizarea unei hale industriale este obligatoriu ca tema de lucru a proiectului tehnologic sa cuprinda caracteristicile acustice si dinamice ale tuturor utilajelor si agregatelor ce intra in componenta liniilor tehnologice, ca de exemplu:

- nivelul de putere acustica al sursei, determinat in conditii de camera anecoice sau semianecoica, conform STAS 12203/1-83 (global si cel putin in benzi de 1/1 octava in domeniul de frecvente 125 . 8000 Hz);

- caracteristicile de directivitate ale sursei, determinate in conditii de camera anecoica sau semianecoica, conform STAS 12203/1-83;

- frecventele de lucru ale partilor sursei aflate in miscare si masele acestora;

- lungimea cursei partilor sursei aflate in miscare rectilinie si viteze de actionare a acestora;

- natura suprafetelor de contact in cazul unor actiuni de impact etc.

2.3.2. Proiectul tehnologic va tine seama in mod obligatoriu ca alegerea si amplasarea surselor in liniile de productie sa se faca astfel incat sa se obtina nivele de presiune acustica, minime posibile si cele mai favorabile clase de randament acustic, in conditiile asigurarii unor parametrii functionali normali.

Tema de proiectare tehnologica va fi insotita de un precalcul acustic al carui principal scop este punerea in evidenta a acelor situatii in care sunt posibile depasiri ale limitelor acustice admisibile.

Pe baza precalculului acustic, rezolvarea definitiva a unor astfel de situatii se va face prin optimizarea tehnico-economica a urmatoarelor categorii de lucrari

- alegerea unor utilaje cu caracteristici acustice imbunatatite si reamplasarea unor utilaje (in cadrul proiectului tehnologic);

- aplicarea unor solutii constructive de izolare acustica si tratare fonoabsorbanta (in cadrul fazei DE a proiectului tehnologic);

- legiferarea pentru unitatea productiva respectiva a unui program de lucru zilnic redus, in conformitate cu prevederile Normelor republicane de protectie a muncii (cap. XVI).

Precalculul acustic si solutiile de imbunatatire a regimului acustic vor fi elaborate de specialisti incadrati in colectivul de proiectare sau de institute de specialitate.

2.3.3. La realizarea proiectului de constructie al unei hale industriale se va tine seama de urmatoarele aspecte;

a) Orice cladire care nu contine tratamente fonoabsorbante conduce la o sporire a nivelului de presiune acustica, interior, cu 16 . 20 dB fata de situatia in care sursele, care functioneaza in interiorul ei, sunt amplasate in conditiile de camp acustic liber (conditii de camera anecoica si semianecoica).

In aceste conditii alegerea geometriei halei se poate face pe criterii preponderent tehnologice.

b) Prin aplicarea unor tratamente fonoabsorbante eficace specifice cladirilor de tip industrial, pe toate suprafetele delimitatoare ale acestora (mai putin pardoseala), se pot obtine reduceri ale nivelului de presiune acustica, interior, fata de situatia in care nu se aplica tratamente fonoabsorbante, de ordinul 9 . 10 dB.

In aceste conditii tratamentele fonoabsorbante aplicate pe suprafetele delimitatoare ale unei hale devin eficace, atunci cand nivelul de presiune acustica radiat de utilajele respective, in conditii de camp acustic liber, nu depaseste valori de ordinul 80 . 83 dB (A).

In legatura cu aspectele relevate la pct. 2.3.3., in ANEXA 1 este prezentat in mod orientativ un exemplu de modul de hala industriala blindata avand diferite tipuri de tratamente fonoabsorbante aplicate pe toate suprafetele delimitatoare (mai putin pardoseala) si care dau rezultate echivalente din punct de vedere al reducerii nivelului de presiune acustica, interior, in cadrul modulului.

2.3.4. Vitrarea peretilor si acoperisului halelor industriale creaza suprafete care (impreuna cu pardoseala), din punct de vedere practic, nu pot fi tratate fonoabsorbant. Coeficientul de absorbtie acustica corespunzatori unor astfel de suprafete au in general, valori foarte scazute ( 0,10).

Obtinerea unor rezultate echivalente din punct de vedere acustic, in cazul halelor vitrate (in comparatie cu halele nevitrate), poate fi realizata prin sporirea, proportionala cu gradul de vitrare, a eficacitatii tratamentelor fonoabsorbante.

In mod orientativ in tabelul 3 sunt prezentate valorile necesare ale coeficientilor de absorbtie caracteristice zonelor nevitrate ale unei hale vitrate _v' (in functie de procentul de vitrare) determinate astfel incat suprafata echivalenta de absorbtie acustica a acestei hale sa fie egala cu cea corespunzatoare unei hale de dimensiuni identice, nevitrate, ale carei suprafete au un coeficient de absorbtie acustica  " _nv

Atunci cand conditiile tehnologice o permit (hale fara pod rulant), atenuarea efectelor negative (din punct de vedere acustic), ale vitrarii elementelor delimitatoare ale halei, se poate face prin aplicarea de ecrane fonoabsorbante suspendate de elementele de rezistenta ale acoperisului. Se recomanda ca amplasarea ecranelor fonoabsorbante sa fie facute la nivelul suprafetelor vitrate (fig. 4).

2.3.5. Realizarea practica a tratamentelor fonoabsorbante prezentate in principal in ANEXA 1 se poate face in conformitate cu prevederile cap. 4 si ANEXEI 3 din "Normativul privind proiectarea si executarea masurilor de izolare fonica si a tratamentelor acustice in cladiri" indicativ C 125-87.

Tabelul 3

COEFICIENTI "_NV" SI "_V" PENTRU SITUATII ECHIVALENTE DIN PUNCT DE VEDERE ACUSTIC, IN CAZUL HALELOR NEVITRATE SI VITRATE

2.3.6. Tratamentele fonoabsorbante aplicate pe elementele delimitatoare ale halei trebuie sa indeplineasca si conditiile necesare din punct de vedere higrotermic. Se recomanda proiectarea unor elemente care sa asigure aceasta dubla functionalitate, ca de exemplu peretii din elemente b.c.a. si deseuri din vata minerala care pot fi utilizate in aceleasi conditii de climat higrotermic ca si elementele pline din b.c.a.

2.3.7. Pentru obtinerea unui indice superior de utilizare a semnalului sonor (IUS) si deci pentru realizarea unei mai bune incadrari in clasele de randament acustic (CRA), este recomandabil ca, ori de cate ori este posibil din punct de vedere tehnologic, sa se aplice intre utilaje sau grupe de utilaje, care sunt deservite de grupe distincte de personal productiv, ecrane acustice. Aceste ecrane pot fi realizate in conformitate cu prevederile cap. 5 din Normativul C 125-87.

2.3.8. In cazul in care, din considerente de ordin tehnologic este necesara utilizarea unor utilaje si agregate caracterizate de nivele acustice superioare valorilor recomandate la pct. 2.3.3., acestea se vor izola fata de mediul inconjurator prin aplicarea unor carcase sau cabine fonoizolatoare.

Realizarea constructiva a carcaselor sau cabinelor fonoizolatoare se face in conformitate cu prevederile cap. 5 si ANEXEI 1 din Normativul C 125-87.

Atunci cand nivelul acustic al acestor utilaje sau agregate este foarte ridicat si din motive de buna desfasurare a procesului tehnologic nu pot fi realizate carcase sau cabine eficace, (din punct de vedere al izolarii acustice), utilajele sau agregatele respective vor fi amplasate in incaperi speciale ale caror elemente constructive (pereti, plansee, usi, ferestre etc.) in totalitatea lor, sa poata conduce la aducerea nivelului acustic in exteriorul acestor incaperi (deci in interiorul halei) in limitele admisibile.

Realizarea elementelor constructive ale acestor incaperi se poate face pe baza prevederilor cap. 2 si ANEXEI 1 din Normativul C 125-87.

2.3.9. La executarea de tratamente fonoabsorbante, ecrane, carcase si cabine fonoizolatoare se vor respecta prevederile din "Norme tehnice de proiectare si realizare a constructiilor privind protectia la actiunea focului" P 118-83, tinand seama de categoria de pericol de incendiu stabilita pentru hala respectiva, in functie de natura procesului tehnologic si de gradul de rezistenta la foc a elementelor de constructie a halei.

2.4. Masuri administrative

2.4.1. Pentru evitarea aparitiei unui nivel acustic ridicat pe parcursul functionarii utilajelor si agregatelor, datorita defectiunilor care pot surveni previzibil sau intamplator, se va proceda la realizarea unui program periodic de control mecano-electric.

Pe baza observatiilor furnizate de controalele periodice vor fi inlocuite acele subansambluri sau piese care prin degradarea lor produc o ridicare a nivelului acustic al utilajului sau agregatului peste valorile obtinute prin functionare normala.

In cazul constatarii unui grad ridicat de degradare a majoritatii subansamblurilor sau pieselor, utilajul sau agregatul respectiv va fi inlocuit cu unul corespunzator din punct de vedere acustic si tehnologic.

2.4.2. Pentru evitarea scaderii capacitatii de absorbtie a elementelor delimitatoare ale halei se vor face controale periodice in scopul verificarii starii de degradare a structurilor poroase din cadrul tratamentelor fonoabsorbante. In cazul in care se constata degradari de ordinul 10 . 15% din suprafata, se va proceda la reparatii capitale ale tratamentului fonoabsorbant.

2.4.3. In cazul in care survin schimbari importante in regimul higrotermic din hala, se vor face verificari pentru depistarea unor eventuale zone de condens a vaporilor in interiorul tratamentelor fonoabsorbante care conduc la scaderea capacitatii de fonoabsorbtie a acestora.

[top]

3. MASURI DE PROTECTIE ACUSTICA IN EXTERIORUL HALELOR

3.1. Limite admisibile

3.1.1. Nivelul de presiune acustica (nivelul de zgomot) din exteriorul halelor industriale se normeaza astfel incat la limita incintei industriale sa nu fie depasita valoarea admisibila stabilita prin STAS 10.009-87 (65 dB (A) respectiv Cz 60).

3.2. Principii de calcul si verificare

3.2.1. Calculul nivelului zgomotului radiat in exteriorul halelor industriale se face avandu-se in vedere, in principal, zgomotul produs de functionarea utilajelor tehnologice (la stabilirea relatiilor de calcul s-a considerat ca in interiorul halei industriale, campul acustic are caracter "difuz" iar in exterior sunt conditii de camp acustic "liber").

3.2.2. Zgomotul produs in interiorul halei industriale este radiat in afara acestora de catre elementele componente ale fatadelor si acoperisurilor (elemente opace sau vitrate, cu diferite alcatuiri, goluri de ventilatie), iar nivelul de zgomot, intr-un anumit punct situat in exteriorul unei hale industriale se determina prin insumarea energetica a nivelelor zgomotelor radiate in acest punct de catre toate elementele componente ale fatadelor si acoperisului.

3.2.3. Nivelul de zgomot radiat in exteriorul unei hale industriale, de catre un element component al fatadelor sau acoperisului, ce determina intr-un punct de coordonate (r, - conform fig. 5), in mod diferit dupa cum acest punct se gaseste in campul acustic departat al elementului, in zona de radiatie plana sau intre cele doua zone.

a) Se considera ca pentru un element dreptunghiular de fatada sau acoperis, campul acustic departat se formeaza la o distanta "r", determinata cu relatia:

r 1,5 D (m) (9)

in care 'D' este cea mai mare dintre dimensiunile caracteristice ale dreptunghiului.

Pentru elementele de alta forma decat dreptunghiulara, relatia (9) devine

(m) (9')

in care 'S' este aria elementului.

b) Pentru elemente de orice forma se considera ca zona de radiatie plana se intinde de la elementul propriu zis pana la distanta "r", determinata de relatia

(m) (10)

Camp acustic departat

3.2.4. Nivelul de zgomot radiat in exteriorul unei hale industriale, de catre un element component al fatadelor sau acoperisului, se determina in benzi de frecventa de 1/3 octava, intr-un punct de coordonate (r,  ) - conform figurii 5) din campul acustic departat al elementului cu relatia:

(dB) (11)

in care

- unghiul solid in care se produce radiatia zgomotului (sterad),

L_d - nivelul de zgomot din interiorul halei (dB),

R - indicele de reductie sonora al elementului radiant (dB),

S_ - aria sectorului de suprafata sferica de raza "r" si unghi solid " " in care are loc raspandirea zgomotului si pe care este situat punctul de coordonate (r,  ) (m²),

S - aria elementului radiant (m²),

  - caracteristica de abatere de la radiatia uniforma, a elementului radiant (dB),

L_E - corectie datorita efectului de ecranare a constructiei (dB),

L_A - corectie privind influenta factorilor de mediu care conduc la abateri de la conditiile de camp "acustic liber" (dB).

3.2.4.1. Unghiul solid de radiatie, corespunzator unui anumit element, se determina considerand sectorul sferic ce se obtine din intersectia unei sfere avand centrul geometric al elementului (si care imbraca hala industriala considerata) cu planul orizontal corespunzator terenului (fig. 6.1., 6.2., 6.3.).

In numeroase cazuri (in special in cazul peretilor de la halele parter) . Pentru peretii de la nivelele superioare ale halelor etajate ca si pentru acoperisuri acest unghi creste ajungand in anumite situatii limita pana aproape de valoarea

Daca se considera, in mod acoperitor, ca unghiul solid de radiatie este , relatia (11) devine (tinand seama ca S = 2 r²):

(11')

3.2.4.2. Nivelul de zgomot din interiorul halei 'L_D" se determina prin calcul sau masuri directe.

Pentru a corecta, intr-o oarecare masura, aproximatia facuta la deducerea relatiei (11) (considerarea campului interior ca 'perfect difuz') nivelul 'L_D' se va determina pentru fiecare element radiant, intr-un punct situat la 1,50 m de elementul respectiv, in dreptul centrului geometric al acestuia.

Obs. La determinarea nivelului 'L_D" se intalnesc doua situatii limita:

a) cazul halelor parter, fara compartimentari, cand se poate admite ca nivelul de zgomot este uniform, pe toata suprafata elementelor delimitatoare;

b) cazul halelor cu mai multe nivele si/sau cu compartimentari, cand este necesara determinarea nivelului de zgomot, cel putin in fiecare unitate functionala caracteristica.

3.2.4.3. Indicele de reductie sonora al elementului radiant "R" se determina prin calcul sau prin masurari directe.

3.2.4.4. Caracteristica de abatere de la radiatia uniforma a elementului radiant '" se determina diferentiat in functie de caracteristicile geometrice si mecanice ale elementului considerat.

Se mentioneaza ca prin elemente radiante se inteleg panourile de inchidere dispuse, de obicei, intre elementele liniare ale structurii de rezistenta (de ex. panouri de pereti amplasati intre stalpii de cadru, placi de beton considerate intre grinzile de rezemare etc.)

a) Pentru elementele dreptunghiulare care sub actiunea unei forte normale aplicata pe una din fete se incovoie conform ipotezei lui Bernoulli si ale caror rigiditati le incovoie determinate dupa axele "x - x" si "y - y" sunt egale (in cazul elementelor intr-un strat) caracteristica depinde numai de unghiul ' " si se determina astfel:

I. Se determina frecventa de coincidenta a elementului, "f_g", cu relatia:

(Hz) (12)

in care

'c' - este viteza de propagare a sunetului in aer (m/s),

M - masa pe unitatea de suprafata a elementului considerat (kg/m²),

B - rigiditatea de incovoiere a elementului (N.m).

Obs. In cazul placilor intr-un strat, rigiditatea la incovoiere "B" se determina cu relatia:

in care

E - este modulul de elasticitate dinamic al materialului,

h - grosimea placii (m),

- coeficientul lui Poisson.

In acest caz, 'f_g" se poate determina si cu relatia echivalenta cu (12):

(Hz) (12')

in care:

c, h - au semnificatia de mai sus;

c_L - viteza de propagare a undelor longitudinale, corespunzatoare materialului din care a fost facuta placa (m/s).

II. Pentru oricare din cercurile perpendiculare pe planul elementului radiant, abaterile pozitive de la radiatia uniforma (pentru unghiuri rad) se determina (considerand in mod acoperitor ca unghiul solid de radiatie este ) in functie de si si in care:

f este frecventa la care se face calculul Hz

f_g - frecventa de coincidenta, determinata cu una din relatiile (12), (12') Hz;

b - latura corespunzatoare dreptunghiului (m)

_g - latura de unda, corespunzatoare frecventei de coincidenta (m).

1. In cazul elementelor caracterizate prin raportul , se considera ca radiatia sunetului sferic (la orice distanta "r" de elementul considerat).

2. In cazul elementelor caracterizate prin raportul , se considera ca radiatia sunetului se face diferit, in functie de valorile raportului :

- pentru radiatia este sferica

- pentru abaterile pozitive de la radiatia uniforma se determina cu ajutorul diagramei din fig. 7, in functie de valorile raportului ''.

- pentru , abaterile pozitive de la radiatia uniforma se determina cu ajutorul diagramei din fig. 8, in functie de valorile raportului "'.

- pentru valori ale raportului '" situate intre 1,5 si 2. respectiv intre 2 si 10, abaterile pozitive de la radiatia uniforma se determina prin interpolare liniara.

3. In cazul elementelor caracterizate prin raportul , abaterile pozitive de la radiatia uniforma se determina cu ajutorul diagramei din fig. 9, in functie de valorile raportului ''.

III. In mod acoperitor (pentru unghiuri rad.) abaterile negative de la radiatia uniforma se neglijeaza.

b) Pentru elemente dreptunghiulare care sub actiunea unei forte normale aplicate pe una din fete se incovoie conform ipotezei lui Bernoulli si ale caror rigiditati la incovoiere determinate dupa axele "x - x" si "y - y" sunt diferite (de ex. elemente tip "carcasa"; elemente cutate pe o directie etc.), caracteristica O_H depinde atat de unghiul " " cat si de unghiul " " si se determina dupa cum urmeaza:

I. Se determina frecventele de coincidenta ale elementului pe directia "x - x" si "y - y" cu relatia (12).

Obs. Rigiditatea de incovoiere 'B' se determina calculand momentul sectional care este capabil sa produca o deformatie specifica la incovoiere, unitara.

II. (1) Pentru cercul perpendicular pe planul elementului radiant, determinat de axa "x-x" si normala, se determina caracteristica O_H (pentru unghiuri rad.) conform prevederilor paragrafelor "a.II." si "a.III.", in functie de rapoartele si cu ajutorul diagramelor din fig. 7, 8, 9.

Obs. In acest caz 'b' este lungimea laturii paralela cu "y-y".

II. (2) Pentru cercul perpendicular pe planul elementului radiant, determinat de axa "y-y" si normala, se determina caracteristica (pentru unghiuri rad.) conform prevederilor paragrafelor "a.II." si "a.III.", in functie de rapoartele si cu ajutorul diagramelor din fig. 7, 8, 9.

Obs. In acest caz "b" este lungimea laturii paralela cu "x-x".

III. Pentru oricare dintre celelalte cercuri perpendiculare pe planul elementului radiant, se determina caracteristica (pentru unghiuri rad.), prin interpolare liniara intre valorile determinate conform paragrafelor "b.II (1)" si b.II (2)".

c. Pentru elementele dreptunghiulare care sub actiunea unei forte normale aplicate pe una din fete se incovoie fara a respecta ipoteza lui Bernoulli (de ex. elementele "duble"), se determina caracteristica pentru fiecare dintre componentele structurii ( de ex. la elementele "duble", pentru fiecare dintre cele doua fete ale peretelui sau acoperisului) conform paragrafului "b".

In final, caracteristica a elementului se determina in mod acoperitor, luand in consideratie efectul combinat al caracteristicilor determinate pentru fiecare dintre componente.

3.2.4.5. Pentru unghiuri rad. se ia in consideratie valoarea , determinata pentru unghiul (conform paragrafului 3.2.4.4.) si se adauga corectia datorita efectului de coranare a constructiei " L_E" care se determina dupa cum urmeaza:

a) Pentru cercul perpendicular pe planul elementului radiant determinat pe axa "x-x" ("y-y") si normala se determina distantele "d₁, d₂" de la centrul geometric al elementului considerat la muchiile cladirii paralele cu axa "y-y" ("x-x").

b. Se determina rapoartele "' si '', in care ' " este lungimea de unda a sunetului, corespunzatoare frecventei la care se face calculul.

c. Pentru valori '" (i = 1,2) corectia " L_E" se determina conform indicatiilor din figura 10.

d. Pentru valori ale raportului '" (i = 1,2) din corectia " L_E" determinata conform pct. 3.2.4.5.c. se scad suplimentar valorile '' indicate in tabelul 4.

Tabelul 4

3.2.4.6. Corectia privind influenta factorilor de mediu care conduc la abateri de la conditiile de "camp acustic liber" se determinata conform relatiei:

L_A = - L_D - L_M - L_N + L_R (13)

in care:

L_A este scaderea suplimentara a nivelului de presiune acustica pe parcursul propagarii datorita disiparii de energie in aer;

L_M - scaderea suplimentara a nivelului de presiune acustica pe parcursul propagarii, datorita factorilor meteorologici;

L_N - scaderea suplimentara a nivelului de presiune acustica pe parcursul propagarii, datorita ecranelor vegetale, reliefului si altor obstacole;

L_R - sporul de nivel de presiune acustica datorita reflexiilor de la sol sau de la constructii aflate pe parcursul propagarii.

Camp acustic apropiat

3.2.5. Nivelul de zgomot radiat in exteriorul unei hale industriale, de catre un element component al fatadelor sau acoperisului se determina in benzi de frecventa de 1/3 octava, intr-un punct situat la distanta "r" din zona de radiatie plana a elementului, cu relatia:

(14)

in care:

L_D este nivelul de zgomot in interiorul halei determinat conform pct. 3.2.4.2.

R - indicele de reductie sonora al elementului radiant determinat conform pct. 3.2.4.3.

Zona intermediara

3.2.6. Nivelul de zgomot radiat in exteriorul unei hale industriale, de catre un element component al fatadelor sau acoperisului se determina in benzi de frecventa de 1/3 octava, intr-un punct situat la distanta "r" ce se afla intre zona de radiatie plana a elementului si campul acustic departat al acestuia, prin interpolare liniara intre valorile determinate cu relatiile (11) si (14).

3.2.7. Considerentele expuse in paragrafele 3.2.3. . 3.2.6. sunt valabile si in cazul radiatiei zgomotului produs in interiorul unei hale de productie prin goluri lasate in pereti sau acoperis (avand grosimea mai mica de 20 cm) cu precizarile din paragrafele urmatoare.

a) Nivelul de zgomot radiat se determina in benzi de frecventa de 1/3 octava intr-un punct de coordonate (r, - conform figurii 5) din campul acustic departat cu relatia (11') in care R = O iar caracteristica de abatere de la radiatia uniforma "' pentru elementele dreptunghiulare depinde numai de unghiul " " si se obtine pentru unghiuri mai mici de rad., conform tabelului 5, in functie de raportul in care 'b' este oricare din dimensiunile caracteristice ale dreptunghiului iar " " lungimea de unda a sunetului considerat.

Tabelul 5

Obs. 1. In functie de dimensiunile caracteristice ale dreptunghiului, pot exista caracteristici diferite dupa directiile "x-x" si "y-y".

2. Pentru goluri cu alta forma decat cea dreptunghiulara in locul marimii "b" in tabelul de mai sus se introduce .

b. Nivelul de zgomot radiat intr-un punct din zona de radiatie plana "L_r", se determina cu relatia:

L_r = L_D - 6 (dB) (14')

c. Nivelul de zgomot radiat intr-un punct situat intre cele doua zone se determina prin interpolare liniara.

d. Pentru unghiuri rad. se ia in consideratie valoarea determinata pentru unghiul si se adauga corectia datorita efectului de ecranare a constructiei " L_E" care se determina conform pct. 3.2.4.5.

3.2.8. In cazul unor hale industriale caracterizate prin zgomote de banda larga, este indicat un calcul simplificat al nivelului zgomotului radiat in exterior [global in dB(A)]. In acest caz, la aplicarea relatiilor (11) sau (14) se introduce in calcul indicele de reductie sonora al elementului radiant, determinat la 500 Hz, "R₅₀₀" si se neglijeaza caracteristica de abatere de la radiatia uniforma a elementului radiant. Corectia datorita efectului de ecranare a constructiei se calculeaza de asemenea pentru 500 Hz.

[top]

4. MASURI DE PROTECTIE ANTIVIBRATILA

4.1. Limite admisibile

4.1.1. In spiritul prezentelor instructiuni tehnice se considera ca, intr-o cladire industriala supusa actiunilor dinamice, sunt indeplinite conditiile de exploatare normala ale aacesteia, daca sunt asigurate concomitent criteriile de durabilitate a elementelor constructive ale cladirii si cele privind confortul personalului muncitor.

Se mentioneaza ca masurile de protectie prevazute in instructiuni se refera la actiuni dinamice ce produc vibratii ale caror caracteristici cinematice (determinate pe sol, la cca. 1,0 m de limita sursei) se inscriu in domeniile prevazute in tabelul 6.

4.1.2. Limitele admisibile luate in considerare in prezentele instructiuni pentru evaluarea durabilitatii elementelor constructive ale cladirii sunt cele prevazute in STAS 12025/2-81 "Acustica in constructii. Efectele vibratiilor asupra cladirilor sau partilor de cladire. Limite admisibile". In mod suplimentar, pentru elementele constructive din beton armat conditia de durabilitate se verifica cu ajutorul curbei caracteristice prezentate in figura 11.

Tabelul 6

DOMENIILE DE VARIATIE ALE PARAMETRILOR CINEMATICI CARACTERISTICI VIBRATIILOR PRODUSE DE ACTIUNI DINAMICE

Obs. Actiunile dinamice ce produc vibratii cu parametrii cinematici superiori cor fi analizate de la caz la caz.

4.1.3. In mod orientativ, pentru evaluarea rapida a actiunilor dinamice ce actioneaza pe planseele halelor cu structura de rezistenta din beton armat, se poate folosi scala de apreciere din tabelul 7 care indica starea de degradare posibila a elementelor in functie de valoarea eficace globala maxima a vitezei de oscilatie inregistrata (pe elementul de constructie).

Tabelul 7

SCALA DE APRECIERE A VIBRATIILOR PRODUSE DE UTILAJE AMPLASATE PE PLANSEELE CLADIRILOR INDUSTRIALE (IN SPECIAL UTILAJE ACTIONATE DE MOTOARE ROTATIVE, CU FRECVENTE CUPRINSE INTRE 10 .100 Hz)

4.1.4. Limitele admisibile luate in considerare in prezentele instructiuni pentru evaluarea confortului la locul de munca, se exprima prin valori ale acceleratiilor, in functie de durata de expunere corespunzatoare programului normal de activitate si de natura activitatii, dupa cum urmeaza:

a) pentru locurile de munca obisnuite, conform tabelelor a.1. si a.2.

Obs. Directiile x, y, z sunt conform figurii 2 din STAS 12025/2-81.

b) pentru locurile de munca ce necesita o atentie deosebita (mecanica fina, industria electronica etc.) conform valorilor din tabelele a.1 si a.2 impartite prin 3.

Tabelul 1

VALORI ADMISIBILE DUPA Axa "a_z'

Tabelul 2

VALORI ADMISIBILE DUPA Axa "a_x" si "a_y'

4.1.5. Se recomanda ca dimensionarea fundatiilor de utilaje sa se faca astfel incat la nivelul elementului de constructie care reazema direct pe sol sa fie indeplinite conditiile prevazute in prezentul pct.

In cazul halelor industriale amplasate in apropierea unor cladiri civile, fundatiile de utilaje vor fi astfel proiectate incat vibratiile care se propaga prin sol sa nu depaseasca in zona cladirilor civile valorile admisibile stabilite pentru aceasta prin STAS 12025/2-81. Pentru evaluarea valorilor admisibile la talpa fundatiilor de utilaje se considera ca propagarea vibratiilor se face in semispatiu, conform relatiei:

(m) (15)

in care:

A - parametrul cinematic considerat, in punctul de masurare;

A₁ - parametrul cinematic considerat, determinat la 1 m de curba;

R - distanta de la sursa pana la punctul de masurare.

4.2. Principii de calcul

4.2.1. Nivelul de tarie echivalent "S_ech" corespunzator vibratiilor produse de un ansamblu (S₁, n₁) (S₂, n₂) . (S_n, n_n) se determina cu relatia:

(vibrari) (16)

in care:

n_i - numarul de cicluri corespunzator actiunii "i"

S_i - nivelul de tarie corespunzator actiunii "i".

Nivelul de tarie a vibratiilor "S_i" corespunzator unei perioade de "n_i' cicluri pe parcursul carora parametrii cinematici ai vibratiei sunt constanti se determina cu relatia:

(vibrari) (17)

in care:

A_i - taria vibratiilor (cm²/s³),

A₀ - taria de referinta (10^-1 cm²/s³).

Taria vibratiilor "A_i' se determina cu relatia:

(cm²/s³) (18)

in care:

a - amplitudinea acceleratiei vibratiilor la frecventa "f" (cm²/s²), (constanta pe parcursul celor "n_i' cicluri);

f - frecventa considerata (Hz).

Observatii:

1. Frecventa "f" reprezinta frecventa componentelor directe ale unei vibratii periodice sau frecventa medie a benzii de frecventa in care se face analiza, in cazul unor vibratii cu spectru continuu.

2. Intre nivelul de tarie a vibratiilor "S_i" si parametrii cinematici ai vibratiilor exista urmatoarele relatii de transformare:

;

;

.

in care:

d_i, v_i, a_i - deplasarea, viteza, acceleratia vibratiilor la frecventa "f"

f - frecventa considerata;

d₀ - deplasarea de referinta (0,008 cm);

v₀ - viteza de referinta (0,05 cm/s);

a₀ - acceleratia de referinta (0,316 cm/s²).

4.2.2. La calculul nivelului de tarie a vibratiilor "S_i" se ia in considerare amplitudinea rezultata a parametrului cinematic (d_i, v_i, a_i) ales, care se determina pe cele trei directii ale unui sistem de referinta triortogonal.

Valorile introduse in calcul sunt cele corespunzatoare actiunilor care produc eforturi in elementele constructive, neglijand valorile obtinute prin miscari de solid rigid.

4.2.3. Parametrii cinematici ai vibratiilor care intervin in calculul nivelului de tarie "S_i" se determina prin:

- masuri directe;

- studii pe modele;

- calcul.

Calculul se poate face, fie prin scrierea ecuatiilor de echilibru dinamic ale sistemului considerat (obtinandu-se astfel un sistem de ecuatii cu derivate partiale sau ecuatii diferentiale), fie prin metoda impedantelor mecanice (care reduce problema la rezolvarea unui sistem de ecuatii algebrice).

In acest din urma caz, nivelul de tarie "S_i', in punctul de aplicare al solicitarilor dinamice, se determina calculandu-se viteza cu relatia:

(m/s) (19)

in care:

F_t(t) - forta transmisa de functionarea masinii sau agregatului in punctul de aplicare al fortei asupra elementului constructiv de sprijin (N);

Z - impedanta mecanica a punctului de aplicare al fortei transmise (kg/s);

Intr-un al punct (2) al elementului constructiv de spijin diferit de punctul de aplicare al fortei (1) sau intr-o directie diferita de directia fortei aplicate, viteza vibratiilor se determina cu relatia:

(m/s) (20)

in care:

F_t1(t) - forta transmisa de functionarea masinii sau a agregatului in punctul (1) de aplicare al fortei asupra elementului constructiv de sprijin (N);

Z_1.2 - impedanta mecanica de transfer (kg/s).

Pe baza determinarii vitezei, ceilalti parametrii cinematici ai vibratiilor - deplasare si acceleratie - pot fi calculati cu relatiile generale:

4.2.4. Forta dinamica transmisa in cazul functionarii unei masini la elementele constructive ale cladirii se determina pe baza caracteristicilor dinamice ale masinii (continute in documentatia tehnica livrata de furnizor sau determinate prin masuri directe) si pe baza schemei dinamice corespunzatoare elementului sau complexului de sustinere a acestuia.

Dupa caracterul actiunilor dinamice pe care le genereaza, masinile pot fi clasificate in:

a) masini ce produc forte periodice (de ex. masini rotative care genereaza preponderent forte periodice intr-un plan perpendicular pe axa de rotatie sau masini cu mecanisme biela-manivela, generatoare de forte periodice verticale si orizontale - compresoare cu piston, unele razboaie de tesut etc.).

b) masini producatoare de socuri (de ex. ciocane matritoare, sonete pentru spart fonta etc.).

4.2.4.1. In cazul unor masini rotative cu axa orizontal caracterizate prin miscare uniforma, neperturbata, de frecventa "f", forta dinamica "F" ce intervine in calculul elementelor constructive ale cladirii se determina, intr-un anumit moment "t", cu relatia:

F = F₀ cos t (23)

in care:

f

In lipsa unor date concrete privind valoarea amplitudinii 'F₀" aceasta se determina in mod aproximativ prin urmatoarele doua procedee:

a) In conformitate cu prevederile STAS 7206-87, cu relatia:

pentru Hz (N) (22)

pentru f > 50 Hz (N) (22')

in care 'G_rot' este greutatea rotorului (kg).

b) Cu relatia:

(23)

Obs. Amplitudinile sunt calculare pentru o masa de referinta de 1000 kg.

in care m este masa totala a rotorului;

F`₀ - amplitudinea corespunzatoare unei mase conventionale de 1000 kg, care se determina in functie de frecventa "f" cu ajutorul graficului din fig. 12.

Amplitudinea care se ia in calcul la verificarea conditiilor admisibile prevazute la pct. 4.1. este aceea cu valoarea cea mai mare.

4.2.4.2. In cazul unor masini cu mecanisme biela-manivela ce actioneaza ca in figura 13, fortele dinamice care intervin in calculul elementelor constructive ale cladirii (dupa axele Ox si Oy) se determina, intr-un anumit moment "t", cu relatiile aproximative (ce contin numai factorii perturbatori de ordinul I):

(N) (24)

(N) (25)

in care:

f

R este lungimea de la centrul de rotatie "O" la centrul de greutate al manivelei;

m₁ - masa manivelei (kg);

m₂ - masa bielei (kg);

m₃ - masa capului de cruce si a tijei pistonului (kg);

m₄ - masa pistonului (kg).

4.2.4.3. In cazul masinilor producatoare de socuri, calculul parametrilor cinematici ai vibratiilor se face pornind de la marirea vitezei initiale a sabotei (elementul care suporta nemijlocit socul) "V₀", ce se obtine in urma ciocnirii dintre elementul mobil (ciocan, soneta) si sistemul de rezemare.

4.2.5. Amplasarea utilajelor direct pe sol sau la nivelele superioare ale halelor etajate se poate face in una din variantele prezentate in fig. 14.

- rezemare nemijlocita sau prin intermediul unui sistem amortizor pe placi dispuse direct pe teren (schema 1 a, b);

- rezemare prin intermediul unui bloc de fundatie si a diferite sisteme amortizoare (schema 1c . f; 2a . c);

- rezemare la nivelele superioare ale halelor etajate (un caz particular il constituie echipamentele montate pe fundatii-cadre) - schema 3a .c.

Obs. Rezemarea indirecta a utilajelor pe sol, prin intermediul pilotilor sau a altor sisteme de transmitere a sarcinii la adancime, nu face obiectul prezentelor instructiuni.

Alegerea tipului de rezemare se face in functie de criterii tehnologice si necesitatile concrete privind reducerea parametrilor cinematici ai vibratiilor, asa cum se arata in paragraful 4.3. "Elemente de proiectare".

In cazul agregatelor ce pot transmite sarcini dinamice in constructii si prin intermediul retelelor de conducte (de exemplu: electropompele din centralele tehnice care servesc la alimentarea cu apa sau agent termic al cladirilor), pentru reducerea parametrilor cinematici ai vibratiilor (si in consecinta a zgomotului propagat in cladiri) se introduc racorduri elastice intre electropompa si retea.

Racordurile elastice se executa in mod preferential din cauciuc si pot avea urmatoarele forme: burduf, lira, racord liniar.

Montarea corecta a racordurilor trebuie sa se faca tinand seama de urmatoarele principii:

- sa se intercaleze cat mai aproape de electropompa, in puncte cu miscare vibratorie minima;

- sa aiba capatul din partea opusa pompei atasat de cea mai masiva structura posibila, existenta acestui "punct fix" reducand transmisia vibratiilor.

In aceste conditii, racordurile elastice reduc amplitudinea vibratiilor pe toate directiile de propagare.

Alegerea tipului de racord se face in functie de conditiile tehnologice si de necesitatile concrete privind reducerea parametrilor cinematici ai vibratiilor, asa cum se arata la pct. 4.3. "Elemente de proiectare" (pct. 4.3.35).

4.2.6. Pentru aprecierea sarcinilor dinamice transmise de masinile si agregatele amplasate pe sol in interiorul cladirilor industriale (conform schemelor 1a si 1b din fig. 14) acestea pot fi considerate corpuri rigide caracterizate prin sase grade de libertate corespunzatoare deplasarilor si rotirilor dupa cele 3 axe principale de coordonate. Acest sistem presupune rezolvarea simultana a 6 ecuatii de echilibru dinamic pentru a se obtine cele 3 deplasari ale centrului de greutatea (x_c, y_c, z_c) si cele trei rotiri ale corpului rigid ( ). Din punct de vedere al desfasurarii in timp a miscarii, sistemul se caracterizeaza prin 6 frecvente proprii. Modurile de miscare fiind cuplate, orice forta exterioara determina deplasari pe toate cele 6 directii caracteristice, ceea ce este dezavantajos din punct de vedere al stabilitatii masinii sau agregatului.

4.2.7. Aplicarea ipotezelor de corp rigid in studiul masinilor si agregatelor amplasate pe sol prin intermediul blocurilor izolate de fundare (conform schemelor 1c . f; 2a, c (din fig. 14) este valabila cu respectarea urmatoarelor conditii:

a)

in care:

I_max - momentul de inertie mecanic maxim dintre momentele axiale si centrifugale ale blocului de fundare (kg m²);

I_min - momentul de inertie mecanic minim dintre momentele axiale si centrifugale ale blocului de fundare (kg m²)

b)

in care:

l_max - dimensiunea maxima a blocului de fundare (m);

- lungimea de unda corespunzatoare frecventei perturbatoare (in cazul sarcinii periodice) si frecventei proprii (in cazul sarcinii tip "soc") (m); lungimea de unda # este data de relatia generala:

(m)

unde pentru calcule orientative la blocuri de fundare din beton sau beton armat c = 3500 m/s.

4.2.8. Pentru amplasarea sarcinilor dinamice transmise la masini si agregate amplasate la nivelele superioare ale cladirilor industriale se admit urmatoarele ipoteze simplificatoare:

- modurile de vibratie verticale ale cladirii sunt decuplate de modurile de vibratie orizontale:

- sistemele izolatoare dintre masina sau agregat si elementul suport nu pot transmite cupluri.

4.2.9. In cazul unei masini sau agregat care genereaza sarcini verticale, amplasate ca intr-una din schemele 3a . 3c din fig. 14 la nivele superioare ale unei cladiri industriale sau pe fundatii-cadre, se admite ca schema dinamica de calcul sa se limiteze la ochiul format de cei 4 stalpi care marginesc in plan masina sau agregatul respectiv.

De asemenea, se admite ca amortizarea structurala este neglijabila.

Pentru ilustrarea modului de alcatuire a unei asemenea scheme, in ANEXA 2 se prezinta schema dinamica corespunzatoare unei structuri in cadre cu noduri deplasabile, avand doua nivele si la care pe fiecare nivel actioneaza o masina sau agregat generator de sarcini verticale amplasate ca la pozitia 3a dinfig. 14.

Schema dinamica pentru aceasta situatie mai poate fi simplificata prin considerarea ca suport rigid a acelui element structural de sprijin (placa, nervura, grinda principala, stalp) care indeplineste conditia:

- pentru sarcini dinamice periodice:

in care:

f - frecventa de excitatie (Hz);

f₀ - prima frecventa proprie a elementului structural considerat ca element cu masa uniform distribuita (Hz);

- pentru sarcini dinamice de tip "impuls" (socuri):

in care: ' ' este durata impulsului (in secunde).

Relatiile de calcul pentru frecventa proprie a diferitelor elemente structurale sunt prezentate in ANEXA 3.

4.2.10. In cazul unei masini sau agregat care genereaza sarcini orizontale, amplasate intr-una din schemele 3a . 3c din fig. 14, la nivele superioare ale cadrelor etajate, alcatuirea schemei dinamice se face admitand concentrarea maselor la nivelurile planseelor, astfel incat o cladire cu "n" nivele se reprezinta printr-un sistem cu "n" grade de libertate. Rigiditatile elementelor de constructie si ale reazemelor se vor determina pe baza rigiditatii considerate in cazul solicitarilor statice.

4.2.11. Pe baza schemelor dinamice alcatuite conform punctelor 4.2.4. . 4.2.9. se determina deplasarea, viteza sau acceleratia vibratiilor, scriindu-se ecuatiile de echilibru dinamic corespunzatoare.

Daca punctul in care se face determinarea corespunde in schema dinamica unei mase in miscare, atunci calculul se face conform relatiei (19).

Daca punctul in care se face determinarea este diferit de pozitia unei mase in miscare din schema dinamica, atunci calculul se face conform relatiei (20).

In cazul in care, intr-un anumit punct al unei structuri se resimt efectele conjugate ale mai multor masini sau agregate, se aplica principiul suprapunerii efectelor, considerand, in mod acoperitor, la insumarea unor forte dinamice caracterizate prin aceeasi frecventa ca acestea sunt in faza.

Indicatiile referitoare la tipurile de forta transmise "F(t)" ce pot apare la functionarea masinilor si agregatelor sunt prezentate in ANEXA 4.

4.3. Elementele de proiectare

4.3.1. La elaborarea masurilor de reducere a fortelor transmise de la o masina sau agregat la elementele suport ale acesteia, inca din faza de proiect tehnologic, este necesar sa se cunoasca toate datele cu privire la: elementele de schita, conditiile specifice de functionare, caracteristicile dinamice.

Aceste date vor fi extrase din caietele de sarcini sau normale interne ale masinilor si agregatelor respective, care trebuie redactate in conformitate cu "Recomandarile pentru caracterizarea dinamica si acustica a utilajelor din hale industriale in vederea redactarii proiectelor tehnologice", incluse in Normativul C 125-87.

Proiectarea fundatiilor de utilaje se face cu respectarea STAS 7206-87 "Fundatii de masini, prescriptii de proiectare" si a prevederilor de la punctele urmatoare.

4.3.2. Alegerea si proiectarea sistemelor izolatoare dintre masina sau agregat si suprafata suport se va face astfel incat in orice punct al cladirii industriale respective si in mediul inconjurator sa fie indeplinite conditiile admisibile prevazute la pct. 4.1.

Conditia de durabilitate va fi stabilita, in conformitate cu prevederile pct. 4.1., pe baza unui calcul de optimizare tehnico-economica.

Sarcinile ce se iau in calculul parametrilor cinematici ce se compara cu cei admisibili (respectiv in calculul nivelului de tarie a vibratiilor) sunt cele corespunzatoare gruparii I, fundamentale, definite conform STAS 7206-87. Sarcinile dinamice (temporare, de lunga durata) se determina conform pct. 4.2.4.

4.3.3. In scopul asigurarii unei eficiente tehnico-economice optime a solutiilor propuse, alegerea sistemelor de rezemare a utilajelor (prevazute principal la pct. 4.2.5. - fig. 14) se va face tinand seama de o serie de prevederi specifice care asigura indeplinirea conditiilor admisibile, in contextul unei proiectari rationale a structurilor si a adiacentelor mediului industrial.

Masini montate fara bloc de fundatie

4.3.4. a) Montarea masinilor compacte direct pe placa amplasata pe sol (schema "1a" din fig. 14) se face daca, in functionare, masinile produc numai sarcini dinamice de tipul fortelor periodice cu amplitudinea F_c < 200 N. Inaltimea placii de reazem este dictata in primul rand de criterii constructive si tehnologice (de ex. De conditiile de ancorare a buloanelor). Inaltimea minima permisa este 15 cm.

b) Montarea masinilor compacte pe placa amplasate pe sol prin intermediul unor sisteme izolatoare de vibratii (schema "1b" din fig. 14) se face daca, in functionare masinile produc forte dinamice de tipul fortelor periodice cu amplitudinea F_c < 200 N si cupluri (de ex. Agregate frigorifice
FA 500, 1000). Inaltimea placii de reazem se determina atat pe criterii constructive si tehnologice cat si in functie de necesitatile rezultate din schema de calcul.

4.3.5. Pentru masinile si agregatele amplasate la sol in interiorul unei cladiri industriale conform schemelor "1a" si "1b" din figura 14, in scopul evitarii tendintelor de instabilitate se recomanda ca in proiectare sa se adopte masuri care sa conduca la decuplarea modurilor de vibratie, astfel incat miscarea pe o directie sa nu antreneze deplasari pe celelalte directii caracteristice. In acest sens, se va tine seama de urmatoarele:

a) Sistemele izolatoare de vibratii se vor alege si amplasa astfel incat sa existe unul sau mai multe plane de simetrie continand conturul de masa al masinii sau agregatului (in acest caz miscarea paralela cu un plan de simetrie nu are tendinta de a genera miscari pe directii perpendiculare pe planul initial; de asemenea, o rotatie in jurul unei axe dintr-un asemenea plan nu genereaza miscari paralele cu planul). In figura 15 se prezinta spre exemplificare distributia modurilor de vibratie cuplate pentru un corp cu unul, doua sau trei planuri de simetrie, asezate pe sisteme izolatoare ortogonale.

b) Pentru a obtine decuplarea tuturor modurilor de vibratie ale unor masini sau agregate asezate pe sisteme izolatoare ortogonale este necesar ca acestea sa fie astfel amplasate incat centrele lor de greutate sa fie situate intr-un plan care sa contina centrul de greutate al masinii sau agregatului. Decuplarea totala mai poate fi realizata si prin inclinarea amortizorilor astfel incat axele elastice ale lor sa treaca prin centrul de greutate al sistemului (fig. 16).

Daca, practic, se poate considera ca fortele dinamice se dezvolta preponderent pe verticala (axa OZ din fig. 15) se recomanda proiectarea utilajului astfel incat planurile XOZ si YOZ (vezi fig. 15), corespunzatoare intregului ansamblu, sa fie planuri de simetrie. In aceste conditii schema dinamica de calcul poate fi considerata cea corespunzatoare unui sistem cu un grad de libertate, in cazul "1a" si unui sistem cu doua grade de libertate, in cazul "1b".

In cazul "1b" daca frecventa proprie a ansamblului "placa-teren", "", indeplineste conditia:

(in care "f" este frecventa minima a fortei perturbatoare) sistemul poate fi considerat, de asemenea, numai cu 1 grad de libertate, fiind alcatuit din masa "m" corespunzatoare utilajului si rigiditatea "k" caracteristica sistemului amortizor.

La calculul frecventei proprii a ansamblului "placa-teren" se considera modelul cu parametrii concentrati (masa, arc, amortizor) fara masa de sol in miscare.

Masini montate pe bloc de fundatie

4.3.6. Montarea masinilor sau agregatelor pe blocuri de fundatie masive (schemele 1c . 1e din fig. 14), se face in urmatoarele situatii:

a) din motive tehnologice atunci cand masina sau agregatul contine subansambluri slab rigidizate intre ele, fiind necesara astfel o suprafata de sustinere rigida pentru o functionare normala;

b) reglarea pozitiei centrului de greutate al ansamblului si realizarea practica a unor simetrii necesare stabilitatii de ansamblu;

c) pentru diminuarea sarcinii transmise de la masina sau agregat la suprafata suport in cazul in care acesta genereaza sarcini dinamice periodice cu amplitudinea F₀ > 200 N sau socuri si atunci cand frecventa de excitatie este mica.

Schemele "1d" si "1e" se folosesc si in scopul reducerii transmisiei cuplurilor dinamice generate de functionarea masinii (electropompe, turbosuflante, compresoare, ventilatoare de mare putere si debit).

4.3.7. Proiectarea blocurilor de fundatie izolatoare se va face astfel incat sa se obtina (pe cat posibil), ansambluri "bloc-masina (agregat)" caracterizate prin moduri de vibratie decuplate si frecvente proprii sensibil diferite (de cel putin doua ori mai mici) decat frecventele excitatoare.

In cazul unor actiuni de tip "impuls" (socuri) se considera ca ansamblul "bloc-masina (agregat)" este satisfacator proiectat daca este respectata conditia:

(Hz)

in care ' " reprezinta durata impulsului (in secunde).

4.3.8. In cazul in care, din punct de vedere practic, se considera ca solicitarile dinamice se4 dezvolta preponderent pe verticala (axa OZ din figura 15) se recomanda proiectarea blocului de fundatie astfel incat planurile XOZ si YOZ (vezi fig. 15), corespunzatoare intregului ansamblu, sa fie planuri de simetrie. In aceste conditii schema dinamica de calcul poate fi considerata cea corespunzatoare unui sistem cu un grad de libertate, in cazul "1c" si unui sistem cu doua grade de libertate, in cazurile "1d" si "1e".

In cazurile "1d" si "1e", daca frecventa proprie a ansamblului "placa-teren" (cazul "1d") sau "bloc-teren" (cazul "1 o") "" indeplineste conditia:

(in care "f" este frecventa minima a fortei perturbatoare) sistemul poate fi considerat, de asemenea, numai cu 1 grad de libertate, fiind alcatuit din masa "m" situata deasupra sistemului amortizor si rigiditatea "k" caracteristica acestuia.

La calculul frecventei proprii "f_0,2" se considera modelul cu parametrii concentrati (masa, arc, amortizor) fara masa de sol in miscare.

In cazul in care, din punct de vedere practic, se considera ca solicitarile dinamice se dezvolta preponderent in plan orizontal (pe una din axele OX, OY din fig. 15), se recomanda proiectarea blocului de fundatie astfel incat acesta sa se apropie cat mai posibil de situatia teoretica a corpului cu toate modurile de vibratie decuplate, conform celor prevazute la pct. 4.3.5.b.

In aceste conditii schema dinamica de calcul poate fi considerata cea corespunzatoare unui sistem cu un grad de libertate, miscarea producandu-se dupa axa directiei de actionare a fortei.

4.3.9. Montarea la sol a utilajelor care produc socuri verticale puternice (de ex. Ciocane de forja) se face pe blocuri de fundatie, conform schemelor 2a . c, cu respectarea prevederilor pct. 4.3.8., referitoare la masurile de decuplare a miscarilor verticale de celelalte posibilitati de deplasare a blocului.

In cazul utilajelor amplasate in apropierea unor cladiri ce trebuie protejate in mod special impotriva vibratiilor (de ex. Cladiri de locuit) sau in cazul ciocanelor de forja cu forta de lovire mai mare de 2000 daN, este obligatorie folosirea schemei "2c" (fundatie alcatuita din sabota metalica rezemata elastic pe blocul de fundatie sprijinit la randul sau pe arcuri metalice montate in paralel cu amortizori vascosi, liniari. Ansamblul este introdus in cuve speciale asa cum se arata in figura 17.

In conditiile precizate mai sus, schema dinamica de calcul poate fi considerata cea corespunzatoare unui sistem cu un grad de libertate (pentru cazul "2a"), doua grade de libertate (pentru cazul "2b") si 3 grade de libertate (pentru cazul "2c").

Masini montate pe fundatii-cadre

4.3.10. Montarea masinilor pe fundatii-cadre se face in urmatoarele situatii:

a) din motive tehnologice, forma de fundatie in cadre fiind impusa de necesitatile de spatiu pentru agregate situate sub ansamblul functional principal (fundatii pentru compresoare rotative, turbosuflante la care sunt necesare spatii speciale pentru condensatori, racitori, conducte etc.);

b) in cazul unor utilaje care produc sarcini orizontale puternice si care nu pot fi detasate de suprafata-suport prin sisteme izolatoare de vibratii (cazul proceselor e injectie, orizontale, de mare capacitate).

Obs. Daca utilajele, ca cele prevazute la pct. 4.3.10.b., trebuie montate la nivele superioare ale halelor industriale, se recomanda separarea structurii de rezemare (fundatie in cadre ridicata pana la nivelul corespunzator al cladirii) de restul constructiei.

Masini montate la nivele superioare ale halelor industriale

4.3.11. La amplasarea, in functie de necesitatile tehnologice, a masinilor si agregatelor generatoare de sarcini dinamice preponderent verticale la nivelele superioare ale halelor industriale, se va asigura o rigiditate corespunzatoare a elementelor constructive de reazem si o dimensionare corespunzatoare a sistemelor de izolare a vibratiilor tinand seama de rigiditate reala a sistemului de rezemare (planseu, grinzi, stalpi). Acest sistem poate fi considerat infinit rigid (din punct de vedere practic) daca este indeplinita conditia prevazuta la pct. 4.2.9.

Pentru indeplinirea conditiilor admisibile prevazute la pct. 3.1., se recomanda alegerea unor agregate care prin sistemul constructiv sa elimine posibilitatea aparitiei de sarcini dinamice verticale. De ex. in cazul utilajelor actionate de motoare electrice rotative caracterizate prin putere mare si turatie ridicata se vor prevedea de cate ori este posibil ansambluri la care elementele rotoare sa fie montate cu axul vertical.

4.3.12. Utilajele generatoare de sarcini dinamice orizontale importante vor fi amplasate de regula la nivelele inferioare ale cladirilor. De ex., razboaiele de tesut la care teserea presupune actionarea printr-un sistem "biela-manivela" avand articulatie fixa amplasata la partea inferioara a utilajului (de ex., razboaie de tesut tip "TEXIMA") se vor amplasa numai la parterul si etajul I al halelor industriale.

Sisteme izolatoare de vibratii

4.3.13. In spiritul prezentelor instructiuni tehnice, prin sisteme izolatoare de vibratii se inteleg sistemele alcatuite din elemente elastice purtatoare de sarcini si amortizori de tip vascos, conectati rigid sau elastic de masina, agregat sau de blocul izolator si de suprafata suport.

Analiza eficacitatii unui astfel de sistem se face prin:

a) aprecierea transmisibilitatii sarcinilor dinamice produse de masina sau agregat (transmisibilitatea maxima admisibila a unui sistem izolator de vibratii);

b) aprecierea sigurantei de exploatare a sistemului, prin relevarea:

- eforturilor unitare maxime admise de sisteme;

- deformatiilor maxime admise.

Sistemele izolatoare folosite uzual pentru rezemarea masinilor si agregatelor (conform schemelor 1 si 2 din fig. 14) sunt:

- placi si fasii;

- arcuri elastice (sisteme izolatoare punctiforme);

- arcuri elastice montate in paralel cu amortizori vascosi liniari.

De asemenea se au in vedere si "amortizori de suprafata" pentru reducerea nivelului de tarie a vibratiilor pe suprafete mari, radiante.

Caracteristicile dinamice ale terenului

4.3.14. In calculul schemelor dinamice ce aproximeaza sistemele de rezemare reale, conform prevederilor din prezentele instructiuni, se tine seama de caracteristicile dinamice ale terenului determinate considerand un model de calcul cu parametrii concentrati (masa, arc, amortizor) si fara a tine seama de masa de sol in miscare.

In cazul cel mai general, o masina sau un bloc de fundatie amplasat pe sol, se caracterizeaza prin urmatoarele constante clasice:

k_z - constanta elastica pentru translatie verticala;

k_x, k_y - constante elastice pentru translatie orizontala;

k , k - constante elastice pentru rotatie in jurul unui ax orizontal;

k_y - constanta elastica pentru rotatie in jurul axului vertical.

Aceste constante se determina in functie de modulul de elasticitate longitudinal (E) si transversal (G) al terenului si de caracteristicile geometriei si inertiale ale blocului de fundatie. Tinand seama ca dependenta constantelor elastice de marimile "E" si "G" nu este directa s-au introdus inca patru coeficienti suplimentari denumiti coeficienti de pat ai terenurilor, dupa cum urmeaza:

C_z - coeficient de concentratie elastica, uniforma;

C_x - coeficient de lunecare elastica, uniforma;

C_ - coeficient pentru rotatie in jurul unei axe orizontale;

C_ - coeficient pentru rotatie in jurul unei axe verticale.

Valorile acestor coeficienti, in functie de diferite terenuri sunt prezentate in tabelul 8.

Folosind acesti coeficienti, constantele elastice ale terenului, devin (considerand ca axele principale ale izolatorilor coincid cu axele de coordonate):

k_z = C_z S (N/m), pentru translatie verticala;

k_x = k_y = C_x S (N/m), pentru translatii orizontale;

k_ = C_ I_x (N/m), pentru rotatie in jurul axei OX;

k = C_ I_y (N/m), pentru rotatie in jurul axei OY;

k_y = C_ I_p (N/m), pentru rotatie in jurul axei OZ;

in care:

S - este aria talpii fundatiei (in contact cu solul), in m²;

I_x, I_y - momentele de inertie axiale ale talpii fundatiei, in m⁴;

I_p - momentul de inertie polar al talpii fundatiei, in raport cu punctul unde axa "Z" intalneste planul talpii fundatiei, in m⁴.

4.3.15. In cazul unui agregat sau bloc de fundatie amplasat direct pe sol supus la actiunea unor forte periodice si caracterizat prin moduri cuplate de vibratie se recomanda sa fie respectata conditia:

in care:

- frecventa proprie maxima in modurile de vibratie normale excitate de o forta dinamica periodica, considerata (Hz);

f₀ - frecventa de excitatie (Hz).

Tabelul 8

CARACTERISTICILE FIZICO-MECANICE ALE TERENURILOR

NOTA:

1) Valoarea c_x = 0,33 c_z corespunde unui teren cu coeziune;

Valoarea c_x = 0,67 c_z corespunde unui teren fara coeziune.

4.3.16. Sistemele izolatoare de tip "placi" sau "fasi" se dispun sub blocuri de fundatii pe care sunt amplasate masini sau agregate generatoare in principal de sarcini dinamice periodice, preponderent verticale (ventilatoare, turbo-pompe, suflante etc. actionate de electromotoare cu turatii mai mari de 1000 ture/min.) asa cum se prezinta in principal in figura 18.

Blocurile de fundare sunt alcatuite aproape in exclusivitate din beton sau beton armat.

Placile sau fasiile se executa din urmatoarele produse:

- placi de granule de pluta (conform STAS 6970/1-72);

- placi din praf de pluta (conform STAS 6970/3-71;

- placi din granule de pluta expandata si aglomerata cu bitum (conform STAS 6970/4-71).

Principalele caracteristici fizico-mecanice ale acestor materiale sunt prezentate in tabelul 9.

Coeficientul de rigiditate pentru placi sau fasii, pentru solicitari dinamice de intindere compresiune "k_" se determina cu relatia:

(N/m³) (26)

in care:

E_d - modulul de elasticitate dinamic longitudinal (N/m²);

h - inaltimea placii sau fasiei (m).

Tabelul 9

CARACTERISTICI FIZICO-MECANICE ALE PRODUSELOR DIN PLUTA FABRICATE IN R.S.R.

Coeficientul de rigiditate pentru placi sau fasii, pentru solicitari de forfecare "k" se determina cu relatia:

 (N/m³) (27)

in care:

G_d - modulul de elasticitate dinamic transversal (N/m²);

H - inaltimea placii sau fasiei (m).

4.3.17. In cazul unui bloc de fundatie rigid caracterizat prin moduri cuplate de vibratie, amplasate pe un suport considerat infinit rigid, conform uneia din schemele din fig. 14, prin intermediul unei placi sau fasii, alegerea dimensiunilor acestora se va face astfel incat sa fie respectata conditia:

in care:

- frecventa proprie maxima in modurile de vibratie normale excitate de forta dinamica periodica considerata (Hz);

f₀ - frecventa de excitatie (Hz).

In cazul particular al unor sisteme dinamice care pot fi practic reprezentate printr-un model dinamic cu un singur grad de libertate, sistemul izolator trebuie astfel dimensionat incat intregul ansamblu sa fie caracterizat de o frecventa proprie de cel putin doua ori mai mica decat frecventa fortei excitatoare.

Frecventa proprie a ansamblului se determina cu relatia:

(28)

in care:

k - coeficientul de rigiditate pentru fasii sau placi, pentru solicitari dinamice de intindere-compresiune (N/m³);

m - masa ansamblului "bloc-masina" (agregat) considerata pe unitatea de suprafata (kg/m²).

4.3.18. Eficacitatea sistemului izolator se apreciaza prin transmisibilitatea sistemului definita prin expresia:

in care:

F_t - forta transmisa;

F₀ - forta excitatoare.

Practic transmisibilitatea fortei se poate determina in functie de raportul "f_e/f₀" si de fractiunea din amortizarea critica " ' cu ajutorul graficului din fig. 19.

Fractiunea din amortizarea critica se determina cu relatia:

(29)

in care:

c - coeficientul de amortizare vascoasa a materialului din care este alcatuita fasia sau placa (kg/m².s);

k_ - coeficientul de rigiditate pentru fasii sau placi pentru solicitari de intindere-compresiune (N/m³);

m - masa ansamblului "bloc-masina (agregat)" considerata pe unitatea de suprafata (kg/m²).

Cu ajutorul valorilor obtinute pentru forta transmisa si impedanta mecanica a sistemului se determina viteza vibratiilor si implicit nivelul de tarie a acestora cu ajutorul relatiilor (17) si (19).

4.3.19. Sistemele izolatoare tip "placi" sau "fasii" trebuie astfel proiectate incat deformatia statica specifica sub sarcina de exploatare (utilajul nefunctionand), sa fie astfel:

- pentru solicitari de intindere-compresiune _s 0,06;

- pentru solicitari de forfecare Y_s ; 0,08.

Deformatia dinamica specifica, in cazul functionarii utilajului trebuie sa fie astfel:

- pentru solicitari de intindere-compresiune Y_d 0,10;

- pentru solicitari de forfecare Y_d 0,12.

4.3.20. Pentru asigurarea stabilitatii la rasturnare, placile si fasiile trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii

- pentru placi:

in care:

h - inaltimea placii,

A - suprafata de sprijin a placii.

- pentru fasii cu lungimea de cel putin 3 ori mai mare decat latimea:

in care:

h - inaltimea fasiei,

l - latimea fasiei.

Sisteme izolatoare tip 'arc' (sisteme dispuse local).

4.3.21. Sistemele izolatoare de tip "arc" se dispun fie direct sub masina sau agregat fie sub un bloc de fundatie sau sub o placa metalica rigida pe care sunt amplasate masina sau agregatul.

Izolatorii tip "arc" sunt recomandati atat in cazul sarcinilor dinamice periodice cat si in cazul celor de tip "soc" generate de masini sau agregate.

Izolatorii tip "arc" se confectioneaza in general din cauciuc (in cazul unor masini sau agregate caracterizate de subansambluri in rotatie cu turatii mai mari de 1000 tura/min.) sau otel (pentru turatii mai mici de 1000 tura/min.).

4.3.22. Izolatorii tip 'arc' din cauciuc folosesc acest produs in diferite recepturi de fabricatie intr-o gama de duritati de 30 . 80 Shore.

Obs. La acelasi grad de duritate un izolator de cauciuc manifesta calitati elastice deosebite in functie de factorul de forma, definit ca raportul dintre suprafata incarcata si suprafata libera. Cu cat factorul de forma este mai redus cu atat coeficientul de rigiditate dinamica este mai scazut.

Principalele caracteristici fizico-mecanice ale izolatorilor tip "arc" confectionati din cauciuc de diferite duritati si dimensiuni se determina pentru necesitati de proiectare, din abacele prezentate in fig. 20 si 21 dupa cum urmeaza:

- modulul de elasticitate dinamica, longitudinal "E" - scala E din fig. 20;

- modulul de elasticitate dinamic, transversal 'G' din figura 21;

- coeficientul de amortizare vascoasa "c" din fig. 21 b.

Coeficientul de rigiditate dinamica la solicitari de intindere-compresiune, pentru izolatori tip "arc" din cauciuc, de forma paralelipipedica sau cilindrica, poate fi determinat pentru necesitati de proiectare cu ajutorul abacei din fig. 20 dupa cum urmeaza:

- se unesc printr-un segment de dreapta punctele corespunzatoare valor "L/l" si "l/h", de pe scalele respective;

- segmentul se continua pana intersecteaza scala A;

- din punctul de intersectie de pe scala A, se duce un nou segment de dreapta inspre scala duritatilor pana in dreptul valorii care corespunde duritatii respective sau alese;

- segmentul de dreapta construit anterior intersecteaza scala B intr-un punct care corespunde valorii coeficientului de rigiditate dinamica k_ (N/m³) al izolatorului.

Coeficientul de rigiditate dinamica la solicitari de forfecare (k_) se determina cu relatia (27).

4.3.23. In cazul unei masini sau agregat amplasat un suport considerat infinit rigid pe izolatori tip "arc" din cauciuc, generatoare de sarcini dinamice periodice, proiectarea sistemului izolator se face pe baza prevederilor pct. 4.3.17. si 4.3.18.

4.3.24. In cazul unei masini sau agregat amplasat pe un suport considerat infinit rigid pe izolatori tip "arc" din cauciuc, conform uneia din schemele din fig. 14 generatoare de socuri (tip "treapta de forta" si tip "impuls de forta"), vor trebui indeplinite urmatoarele conditii:

- actiuni dinamice tip "treapta de forta";

a) Hz

in care:

- este frecventa proprie maxima in modurile de vibratie normale, excitate de treapta de forta considerat.

b)

in care:

" este fractiunea din amortizarea critica in modul de vibratie considerat.

- actiuni dinamice tip "impuls de forta"

(Hz)

in care:

- frecventa proprie maxima in modurile de vibratie normale, excitate de impulsul considerat (Hz);

- durata impulsului dreptunghiular echivalent cu impulsul efectiv excitat (s) (vezi anexa 4).

Pentru indeplinirea conditiilor "a" si "b" se recomanda ca blocul de fundare si izolatorii sa fie altfel dimensionati incat produsul dintre masa masinii sau agregatului si coeficientului de rigiditate dinamica pe directia de actionare a solicitarilor dinamice sa fie maxim, iar fractiunea din amortizarea rigida sa aiba valori cat mai mari ( > 0,5).

In cazul unor actiuni dinamice tip "treapta de forta" aplicate asupra unui sistem dinamic care practic poate fi asimilat cu un sistem cu un grad de libertate si care contine izolatori tip "arc" din cauciuc, eficacitatea sistemului poate fi apreciata prin determinarea transmisibilitatii fortei:

in care:

F_t - forta transmisa;

F₀ - treapta de forta considerata.

Practic, transmisibilitatea fortei se poate determina in functie de fractiunea din amortizarea critica " ' cu ajutorul graficului din fig. 22.a.

Fractiunea din amortizarea critica se determina cu relatia (29).

in care:

c - coeficientul de amortizare vascoasa al cauciucului (kg/m².s);

k_ - coeficientul de rigiditate pentru izolatori tip "arc" din cauciuc pentru solicitari de intindere-compresiune (N/m³);

m - masa ansamblului bloc-masina (agregat) considerata pe unitatea de suprafata (kg/m²).

Cu ajutorul valorilor obtinute pentru forta transmisa si impedanta mecanica a sistemului se determina viteza vibratiilor si implicit nivelul de tarie a acestora cu ajutorul relatiilor (17) si (19).

In cazul unor actiuni dinamice de tip "impuls de forta" aplicate asupra unui sistem dinamic care practic poate fi asimilat cu un sistem cu un grad de libertate si care contine izolatori de tip "arc" din cauciuc, se aplica intocmai prevederile de la cazul actiunilor dinamice tip "treapta de forta" cu deosebirea ca, transmisibilitatea fortei se determina in functie de produsul "2 f₀ " si de fractiunea din amortizarea critica " " asa cum este prezentat in fig. 22.b.

In cazul particular al unor impulsuri de forta, rezultate in urma ciocnirilor (actiunea ciocanelor, a utilajelor de perforat etc.) se poate considera ca durata impulsului este practic neglijabila ( 0). In aceste conditii amplitudinea fortei transmise elementului suport se poate determina cu relatia:

F_t = j (N/m²) (30)

in care:

j = m v (impulsul masei in miscare);

m - masa ansamblului "bloc-masina (agregat)" considerata pe unitatea de suprafata (kg/m²).

v - viteza vibratiilor (m/s)

- pulsatia proprie (2 f₀) a sistemului asupra caruia se exercita impulsul (H).

Montarea masinilor sau agregatelor generatoare de socuri, amplasate pe izolatori tip "arc" din cauciuc, la nivelele superioare ale cladirilor industriale, nu este admisa. Daca totusi din ratiuni superioare se adopta o astfel de solutie este necesar a se cere sprijinul unei unitati de cercetare specializate, pentru prevederea tuturor masurilor necesare de izolare, in scopul indeplinirii conditiilor admisibile.

4.3.25. Sistemele izolatoare de tip "arc" din cauciuc trebuie astfel proiectate incat deformatia statica specifica sub sarcina de exploatare (utilajul nefunctionand) sa fie astfel:

- pentru solicitari de intindere-compresiune _s 0,15;

- pentru solicitari de forfecare Y_s 0,40;

Deformatia dinamica specifica in cazul functionarii utilajului trebuie sa fie astfel:

- pentru solicitari de intindere-compresiune _d 0,50;

- pentru solicitari de forfecare Y_d 2.

4.3.26. Izolatorii tip "arc" din otel se utilizeaza in special in cazul unor actiunii de tip "soc izolat" si se prezinta sub urmatoarele forme:

- arcuri elicoidale pentru compresiune, confectionate din sarma curbata sub forma elicoidala, sarcina fiind aplicata pe de-a intregul axei elicei;

- arcuri lamelare, de obicei confectionate din lame plate de diferite forme;

- arcuri cu foi, confectionate din lame de diferite lungimi imbinate in asa fel incat dau o eficienta si o capacitate de inmagazinare de energie elastica sporita;

- arcuri compuse din discuri conice simple sau combinate.

Cea mai utilizata forma de izolatori tip "arc" din otel este cea de arc elicoidal pentru compresiune, care se considera ca practic nu prezinta calitati amortizoare.

Calculul coeficientului de rigiditate dinamica longitudinala si transversala se face conform prevederilor STAS 7066/1-87 "Arcuri elicoidale cilindrice de compresiune, din sarme si bare, cu sectiune rotunda". Conditii tehnice de calitate si STAS 7067/1-87 "Arcuri elicoidale cilindrice de compresiune, cu sectiune rotunda".

4.3.27. In cazul unei masini sau agregat amplasat pe un suport considerat infinit rigid pe izolatori tip "arc" din otel conform uneia din schemele din fig. 14 generatoare de socuri (tip "treapta de forta" si tip "impuls de forta") vor trebui indeplinite conditiile prevazute la pct. 4.3.24., luandu-se in considerare caracteristicile de material respective.

4.3.28. Sistemele izolatoare alcatuite din arcuri metalice montate in paralel cu amortizori vascosi liniari se dispun sub blocuri de beton sau placi metalice rigide pe care sunt amplasate masini sau agregate grele, fiind recomandate atat in cazul sarcinilor periodice cat si in cazul socurilor (fig. 23).

Arcurile metalice utilizate sunt cele prezentate la pct. 4.3.26.

Amortizorii vascosi liniari sunt in principal alcatuiti din paste pe baza de bitum cu punct de inmuiere ridicat.

Coeficientul de amortizare vascoasa "c" (corespunzator amortizorilor indicati in fig. 23, pentru solicitari actionand dupa axa celor doi cilindri) se determina cu relatia:

(Ns/m) (31)

in care:

S - suprafata laterala a cilindrului interior, introdusa in pasta vascoasa (m²);

- coeficientul de vascozitate dinamica corespunzator pastei vascoase (N/m²);

d - grosimea stratului vascos (m).

Pentru solicitari de tensiune in planul amortizorului, coeficientul de amortizare vascoasa se determina cu relatia:

(Ns/mrad) (32)

R₁ - raza cilindrului interior (m);

R₂ - raza cilindrului exterior (m);

b - adancimea de patrundere a cilindrului interior in pasta vascoasa (m);

d - grosimea stratului de pasta vascoasa cuprins intre cei doi cilindri (m).

4.3.29. In cazul in care o masina sau agregat este amplasat pe un suport considerat infinit pe sisteme izolatoare alcatuite din arcuri metalice montate in paralel cu amortizori vascosi liniari, dimensionarea sistemelor izolatoare se va face in conformitate cu prevederile pct. 4.3.17., daca sistemul este supus la sarcini dinamice periodice si in conformitate cu prevederile punctului 4.3.24. daca sistemul este supus la actiuni de soc.

4.3.30. Sistemele izolatoare de tip "arc" din otel trebuie astfel proiectate incat sa fi respectate conditiile privind eforturile si deformatiile maxime indicate in STAS 7066-87 si STAS 7067-87.

Sisteme izolatoare alcatuite din amortizori de suprafata

4.3.31. Sistemele izolatoare alcatuite din amortizori de suprafata produc o micsorare a amplitudinii vibratiilor suprafetelor mari (plane sau curbe), din compunerea masinilor si agregatelor, in cazul solicitarilor dinamice periodice si o disipare mai rapida a energiei in cazul socurilor.

Efectele aplicarii amortizorilor de suprafata sunt:

- reducerea fortei transmise elementului suport al masinii sau agregatului;

- reducerea nivelului zgomotului aerian radiat la functionarea masinii sau agregatului.

Amortizorii de suprafata sunt caracterizati de valori ridicate ale coeficientului de amortizare interna a materialului "

4.3.32. Reducerea nivelului de vibratii ale unei suprafete radiate care se gaseste in stare de rezonanta, ca urmare a aplicarii unor amortizori de suprafata se determina cu relatia:

(dB) (33)

in care: ₁ - coeficientul de amortizare interna corespunzator suprafetei radiante neacoperite;

_c - coeficientul de amortizare interna compus, corespunzator ansamblului suprafata radianta initiala amortizori de suprafata.

Determinarea coeficientului de amortizare compus ' _c" se poate face cu relatia:

(34)

in care E₁, E₂ - modulul de elasticitate dinamic al placii suport respectiv al stratului de acoperire;

d₁, d₂ - grosimea stratului suport, respectiv al stratului de acoperire;

- coeficientul de amortizare interna al stratului de acoperire;

a - distanta dintre fibrele medii ale celor doua straturi componente (fig. 24).

In mod orientativ, determinarea coeficientului de amortizare compus ' _c' se poate face cu ajutorul graficului din fig. 25.

4.3.33. Modulele de elasticitate dinamica si coeficientii de amortizare interna, pentru o serie de materiale folosite curent in constructii sunt prezentate in tabelul 10.

Pentru calcule orientative ale reducerii nivelului de vibratii la determinarea coeficientului de amortizare ale structurii compuse si respectiv la aplicarea relatiei (34) valorile din tabelul 10 se vor lua astfel incat rezultatul obtinut sa fie acoperitor.

Pentru calcule exacte, valorile 'E_d" si " " se vor determina prin masuratori de laborator in conformitate cu STAS 8048/2-76 "Acustica in constructii. Materiale amortizoare de vibratii mecanice. Determinarea calitatilor elastice in regim de actionare dinamic'.

4.3.34. Reducerea nivelului de zgomot aerian radiat de suprafete mari de tabla de otel pe care se aplica amortizori de suprafata se determina dupa cum urmeaza:

a) Se determina caracteristica de izolare corespunzatoare placii de baza neacoperita (de ex. cu legea masei sau una din metodele prevazute in Normativul C 125-87);

b) Se calculeaza frecventa de rezonanta a ansamblului, considerat ca un sistem cu doua grade de libertate, cu relatia:

in care: m₁, m₂ - masele celor doua straturi componente (kg/m²);

k - rigiditatea stratului intermediar (10⁷N/m³);

c) Se determina sporul de izolare adus de amortizorul de suprafata considerand ca pana la frecventa de rezonanta acest spor este nul iar de la frecventa de rezonanta in sus acesta se reprezinta sub forma unei drepte cu o panta crescatoare de 12 dB/octava;

d) curba de izolare totala a sistemului se obtine prin insumarea celor doua caracteristici, stabilite la punctele "a" si "c".

Tabelul 10

VALORILE MODULULUI DE ELASTICITATE DINAMIC SI ALE COEFICIENTULUI DE AMORTIZARE PENTRU UNELE MATERIALE DE CONSTRUCTII

*) Valorile modulului de elasticitate variaza in functie de diferitele sortimente de materiale

4.4. Conditii de executie

4.4.1. In conditiile amplasarii masinilor si agregatelor din cladirile industriale pe teren sau prin intermediul blocurilor de fundare se recomanda alegerea unor zone continand soluri naturale consistente ca de exemplu: stanca, pietris, strat gros de nisip, argile compacte sau uscate.

Dintre acestea sunt de preferat solurile necorozive (nisip, pietris) care manifesta valori practic constante ale modului de elasticitate, in conditii diferite de umiditate, granulatie sau porozitate.

In cazul in care nu pot fi respectate recomandarile anterioare si fundarea se face in soluri afanate, susceptibile de tasare in urma actiunii vibratiilor, este necesar ca, cel putin in zona de sub talpa fundatiei, terenul sa fie bine compactat pe o adancime cel putin egala cu dimensiunea cea mai mare a talpii.

4.4.2. Daca in terenul de fundare exista panze de apa subterana nu se recomanda fundarea directa, in cazul in care nivelul apei ajunge la o distanta, de talpa fundatiei, mai mica de 1/3 din latimea acesteia.

In cazul in care, fundarea se impune intr-un astfel de teren se va proceda la aplicarea unor masuri speciale ca: chesoane, palplanse, consolidarea terenului prin mijloace chimice etc.

4.4.3. In general, se recomanda ca fiecare masina sau agregat sa aiba propriul sau bloc de fundare dimensionat conform prevederilor subcapitolului 4.4. si care sa fie separat de terenul inconjurator printr-un rost perimetral astfel construit incat sa poata fi observat si curatat periodic.

Daca rostul nu poate fi accesibil este recomandabil sa fie umplut, total sau partial, cu material amortizor.

Se recomanda, pentru umplerea rosturilor, materiale necorozive ca de ex. nisip sau cenusa.

Atunci cand se procedeaza la umplerea rosturilor trebuie avut in vedere faptul ca, cu cat creste inaltimea umpluturii cu atat prima frecventa proprie a sistemului "masina (agregat)-bloc de fundatie" creste si deci numai corespunde cu cea avuta in vedere in faza de proiectare.

4.4.4. Atunci cand fundatia masinii sau agregatului se amplaseaza in apropierea unei fundatii a cladirii, se va avea in vedere ca ansamblul "masina (agregat)-bloc de fundatie" sa nu influenteze, prin functionare, structura cladirii. Acest deziderat poate fi asigurat daca se realizeaza conditia ca linia imaginara, de legatura intre marginile inferioare ale celor doua fundatii, sa nu faca cu orizontala, un unghi mai mic sau cel putin egal cu "1/2 O' unde O este unghiul taluzului natural al terenului respectiv.

In cazul in care aceasta conditie nu este indeplinita, este necesar ca sa se procedeze la o subzidire a fundatiei cladirii.

4.4.5. Ansamblul "masina (agregat)-bloc de fundatie" trebuie astfel alcatuit incat centrul de masa al ansamblului sa fie, pe cat posibil, pe aceeasi verticala cu centrul geometric al talpii de fundatie, in special in cazul masinilor sau agregatelor cu mase in cadere.

Tolerantele admisibile sunt de 5% pentru terenuri cu 2 daN/cm² si de 5% terenuri cu 2 daN/cm².

4.4.6. Blocurile de fundatie ale masinilor si agregatelor este recomandabil sa fie executate din beton sau beton armat cu urmatoarele marci, in functie de situatie:

- fundatii pentru masini cu mers linistit (strunguri, masini de frezat, raboteze etc.) sau cuve de protectie .Bc 7,5;

- fundatii masive sau radiere de fundatii in cadre Bc 10;

- fundatii - cutii cu diafragme de rigidizare .Bc 15;

- suprastructura fundatiilor in cadre .Bc 15

- fundatii pentru ciocane mari . Bc 20;

- beton de monolitizare pentru fundatii prefabricate .Bc 30.

Se recomanda turnarea blocului de fundatie intr-o singura repriza.

4.4.7. Pentru impiedicarea degradarii betonului de fundatii de masini si agregate, se vor proteja toate zonele acestora, unde este posibil sa ajunga uleiuri tehnice. Protectia se recomanda a fi alcatuita din tencuiala sclivisita (cu vopsea din sticla solubila), din placi rostuite cu mortar antiacid etc.)

De asemenea, pentru evitarea fisurarii betonului se va proceda, atunci cand este cazul la termoizolarea blocului de fundatie astfel incat in nici un punct al acestuia temperatura superficiala sa nu depaseasca valoarea de plus 150C. In acelasi timp nu se admite ca, intre diferite puncte de suprafata ale blocului de fundatie, diferenta maxima de temperatura, sa depaseasca valoarea de 30C.

4.4.8. In situatiile in care masina sau agregatul se amplaseaza direct pe blocul de fundatie (nu prin intermediul unor sisteme izolatoare) este necesar ca legaturile dintre acestea sa fie cat mai rezistente in timp la actiunea vibratiilor.

Ancorarea masinilor sau agregatelor de blocuri de fundatie cu ajutorul buloanelor de ancorare cu ciocuri se recomanda a se aplica in cazul in care amplitudinile vibratiilor corespunzatoare masinii sau agregatului sunt relativ mici, astfel incat sa nu se produca o separare intre betonul fundatiei propriu-zise si mortarul de completare a gaurii de introducere a bulonului.

Ancorarea cu ajutorul buloanelor cu cap filetat si placa metalica cu gaura filetata este recomandabila in cazul unui regim de vibratii ridicat. In aceasta situatie se va acorda o atentie deosebita pozarii corecte a placii metalice in masa betonului, astfel incat aceasta sa nu prezinte deplasari sau abateri fata de cota proiectului.

O solutie care prezinta mai putine riscuri, din punct de vedere tehnologic o reprezinta ancorajele cu bulon cu cap filetat, protejat de o teava metalica care este solidara cu o cutie metalica cu gaura filetata la partea superioara, pentru introducerea bulonului. Este recomandabil pentru evitarea corodarii sistemului ca acesta sa fie prevazut la partea superioara cu un capac tratat anticoroziv.

Pentru asigurarea impotriva tendintelor de lunecare pe orizontala masina sau agregatul se va poza pe cat posibil intr-o adancitura a platformei fundatiei. De asemenea, se pot prevede iesituri din platforma fundatiei (alcatuite din masa betonului sau din otel-beton) care sa patrunda in golurile batiului.

4.4.9. La utilizarea sistemelor izolatoare alcatuite din placi sau fasii din produse pe baza de pluta se va avea in vedere ca materialul procurat sa corespunda intocmai caracteristicilor de rezistenta prescrise in standardele respective pentru a nu se produce fragmentarea izolatorului ca urmare a efectului vibratiilor.

Utilizarea indicatorilor din produse pe baza de pluta va fi preferata in conditii de umiditate relativa ridicata si de scurgeri de ulei tehnic.

4.4.10. La utilizarea sistemelor tip "arc" din cauciuc se va avea in vedere ca materialul sa corespunda intocmai duritatii prevazute in proiect (toleranta admisibila de 3 Shore).

In cazul aplicarii unor astfel de solutii se va avea in vedere posibilitatea inlocuirii izolatorilor pe baza de cauciuc, dupa o perioada de 5-10 ani, ca urmare a efectului defavorabil de imbatranire a acestuia. In acest scop se va avea in vedere asigurarea unui spatiu lateral langa blocul de fundatie, pentru manevrarea izolatorilor.

Nu este recomandata utilizarea izolatorilor tip "arc" din cauciuc in medii cu umiditate relativ ridicata, cu scurgeri de uleiuri tehnice sau acizi. De asemenea, acest tip de izolatori nu trebuie folositi la temperaturi mai mari de +70C sau mai mici de -20C.

4.4.11. La utilizarea sistemelor izolatoare tip "arc" din otel asezate sub blocuri de fundatie, se va avea in vedere (ca si in cazul izolatorilor tip "arc" din cauciuc) asigurarea unui spatiu necesar manevrarii acestora in situatiile de inlocuire.

In cazul in care solicitarile dinamice ale ansamblului "masina (agregat)-bloc de fundatie" se dezvolta preponderent pe verticala, nu este recomandabila adoptarea unor sisteme definitive de ancorare a cutiilor cu arcuri de otel, de blocuri de fundatie sau radierul cuvei, deoarece aceasta ar crea dificultati la inlocuirea izolatorilor.

Executarea intregului ansamblu este recomandabil sa se faca astfel:

- pe suportul rigid al ansamblului (radierul cuvei, element de structura la etajele superioare) se pozeaza cutiile cu arcuri, in stare precomprimata,

- se monteaza cofrajul partii interioare a blocului de fundatie prin intermediul unor pene duble din lemn sau pe un strat de nisip care ajunge pana la nivelul superior al cutiei cu arcuri in stare comprimata (in acest din urma caz, cutiile se protejeaza contra patrunderii nisipului),

- se toarna blocul de fundatie,

- dupa intarirea betonului se scot penele sau se sufla nisipul, astfel incat blocul sa se sprijine numai pe cutiile cu arcuri decomprimate (cofrajul poate ramane pierdut sau, in cazul unui cofraj partial, el este scos),

- se monteaza masina (agregatul).

Nu este recomandabila utilizarea izolatorilor tip "arc" din otel in medii cu umiditate relativa ridicata, decat cu luarea unor masuri de protectie speciala contra ruginii.

4.4.12. La utilizarea sistemelor izolatoare tip "arc" din otel montat paralel cu amortizori vascosi liniari, se vor avea in vedere prevederile punctului 4.4.11. corespunzatoare arcurilor din otel.

In mod suplimentar s va verifica exactitatea confectionarii pastei pe baza de bitum in conformitate cu prevederile proiectului.

Nu este recomandabila utilizarea izolatorilor tip "arc" din otel montati in paralel cu amortizori vascosi liniari in conditii de vibratii sensibile ale temperaturii fata de cea indicata in proiect.

4.4.13. In utilizarea sistemelor "amortizoare de suprafata" se va avea in vedere ca aplicarea acestora sa se faca integral pe suprafata vibranta respectiva, conform celor prevazute in proiect, astfel incat sa nu existe posibilitatea desprinderii treptate in timp, a acestora.

De asemenea, se v atine seama de influenta diferitilor factori higrotermici care ar putea conduce la degradarea calitatii acestora.

4.4.14. La utilizarea racordurilor elastice intre agregate (electropompe) si reteaua de conducte se vor avea in vedere in mod special prevederile punctului 4.2.5. referitoare la fixarea capatului racordului din partea opusa agregatului de un "punct fix". Acesta se va realiza conform detaliilor de principiu din fig. 26a, 26b.

In cazul unor agregate montate in spatii tehnice detasate de cladirea principala ce trebuie protejata acustic, punctul fix poate fi constituit de peretele masiv al spatiului tehnic dincolo de care se executa canalul de conducte catre cladirea principala.

4.5. Masuri administrative

4.5.1. Pentru evitarea aparitiei unui nivel de tarie a vibratiilor ridicat, pe parcursul functionarii masinilor si agregatelor, datorita defectiunilor care pot surveni vizibil sau intamplator se va proceda la realizarea unui program periodic de control mecano-electric.

Pe baza observatiilor furnizate de controalele periodice vor fi inlocuite acele subansambluri sau piese care prin degradarea lor produc o ridicare a nivelului de tarie a vibratiilor corespunzatoare masinii sau agregatului peste valorile obtinute prin functionare normala.

In cazul constatarii unui grad de degradare a majoritatii subansamblurilor sau pieselor, masina sau agregatul respectiv va fi inlocuit cu unul corespunzator, din punct de vedere dinamic si tehnologic.

4.5.2. Pentru evitarea scaderii capacitatii de izolare a vibratiilor se vor face controale periodice in scopul verificarii starii de degradare ale diferitelor sisteme izolatoare sau elemente de sustinere ale masinilor si agregatelor. In cazul in care se constata degradari care conduc la depasirea limitelor admisibile de confort al muncii sau pun in pericol fiabilitatea elementelor de constructie ale cladirii, aceste sisteme izolatoare vor fi inlocuite.

[top]

5. ANEXA 0

VALORI ALE NIVELULUI DE PRESIUNE ACUSTICA PENTRU DIFERITE UTILAJE DETERMINATE LA 1,00 m DE UTILAJ

[top]

6. ANEXA 1

REDUCEREA NIVELULUI DE PRESIUNE ACUSTICA "L" (IN dB) DIN INTERIORUL UNUI MODUL DE HALA INDUSTRIALA CU TRAVEEA 12,00 m; DESCHIDEREA > 30,00 m SI INALTIMEA =4,80 m LA APLICAREA UNOR SOLUTII DIFERITE DE TRATAMENTE FONOABSORBANTE

Reducerea de nivel " L" se considera intre situatia in care hala blindata este finisata in interior numai cu suprafete al caror coeficient de absorbtie acustica " " nu depaseste 0,10 (tencuieli din mortare de ciment, ciment-var, pardoseli din sapa de mortar de ciment, mozaic, elemente pline din tabla de otel sau aluminiu, elemente din sticla etc.) si situatia in care cel putin un element constructiv al halei este finisat cu un tratament fonoabsorbant.

Deoarece din punct de vedere practic, pardoselile nu pot fi tratate fonoabsorbant, acestea au fost luate in considerare cu un coeficient de absorbtie de 0,10.

Situatiile de netratare fonoabsorbante (1) si de tratare partiala sau totala (2.15) luate in considerare sunt prezentate in tabelul 1.1.

Tabelul 1.1.

Pentru punerea in evidenta a reducerii de nivel " L" s-a ales o densitate constanta de surse de putere egala amplasate in nodurile unei retele patratice cu latura de 3,00 m.

Situatiile echivalente din punct de vedere al reducerii nivelului de presiune acustica " L' sunt prezentate in tabelul 1.2.

Tabelul 1.2.

1. Surse cu caracteristica de directivare k = 10 (unde semisferice)

II. Surse cu caracteristica de directivitate k = 20 (unde sferice)

[top]

7. ANEXA 2

EXEMPLU DE ALCATUIRE A UNEI SCHEME DINAMICE CORESPUNZATOARE UNEI STRUCTURI IN CADRE CU NODURI DEPLASABILE AVAND DOUA NIVELE PE CARE SUNT AMPLASATE CATE O MASINA SAU AGREGAT GENERATOARE DE SARCINI DINAMICE VERTICALE (figura 2.1.)

Masinile si agregatele sunt amplasate ca in pozitia 3.a din figura 14. Masele care apar in schema se determina cu relatiile de mai jos:

m₁ = masa ansamblului bloc-masina (agregat) amplasat la nivelul 2

m₄ =

m₅ = (0,2 m_g + 0,4 m_s + m₁ + 0,05 n_em_s (n_e = 2)

m₆ = 0,2 m_g + 0,4 m_s + m₁ + 0,05 n_em_s (n_e = 1)

m₇ = masa ansamblului bloc-masina (agregat) amplasat la nivelul

m₈ m₃

m₉ m₄

Notatiile din relatiile de mai sus au urmatoarele semnificatii:

m_p - masa placii "f b c g ";

n_n - numarul deschiderilor intre nervuri (in cazul de fata n = 3);

m_n - masa unei nervuri;

m_g - masa grinzii principale;

m_s - masa unui stalp considerat intre doua nivele succesive;

m₁ - masa corespunzatoare sarcinilor transmise unui stalp de nervurile longitudinale care reazema pe acesta (in cazul de fata se considera pe fiecare stalp sarcina corespunzatoare unei travei);

n_e - numarul de ordine al nivelului la care se gaseste stalpul considerat;

- coeficient care se determina in functie de raportul "' conform graficului din figura 2.2.

Coeficientii de rigiditate care apar in schema reprezinta fortele elastice care aplicate static, pe directia gradului de libertate, produc o deplasare unitara.

Calculul coeficientilor de rigiditate si al coeficientilor de amortizare corespunzatori sistemelor izolatoare utilizate se face conform prevederilor punctelor 4.3.15. 4.3.22.

Calculul coeficientilor de rigiditate corespunzatori elementelor structurale (placi, nervuri, grinzi, stalpi) se face cu relatia:

(daN/cm)

in care ' ' este deplasarea produsa de o forta unitara care actioneaza static pe directia gradului de libertate.

La determinarea deplasarii " " se va tine seama de influenta deformatiilor de incovoiere si lunecare in cazul placilor si grinzilor, si numai de influenta deformatiilor axiale, in cazul stalpilor.

OBSERVATIA 1: Modul de calcul al maselor si rigiditatilor prezentate exemplificativ in aceasta anexa este valabil si pentru structuri cu mai multe nivele.

OBSERVATIA 2: In cazul amplasarii masinilor sau agregatelor pe campurile marginale ale placii din figura 2.1. ( a b f e sau c d h g) se vor verifica obligatoriu si cadrele longitudinale (a - e), respectiv (d - h).

OBSERVATIA 3: In cazul amplasarii masinii sau agregatului pe fundatii - cadre, calculului simplificat, prezentat in aceasta anexa, se va face pe ambele directii, luandu-se in considerare rezultatul cel mai devaforabil.

[top]

8. ANEXA 3

CALCULUL PRIMEI FRECVENTE PENTRU DIFERITE TIPURI DE ELEMENTE STRUCTURALE

a) Placi dreptunghiulare (vibratii transversale)

(Hz) (3.1.)

in care:

E - modulul de elasticitate longitudinal al materialului din care este alcatuita placa (daN/cm²);

h - grosimea placii (cm);

- densitatea materialului din care este alcatuita placa (kg/m³);

a, b - dimensiunile placii (m);

A - coeficient care tine seama de conditiile de rezemare ale placii conform tabelului 3.1.;

m - coeficientul lui Poisson.

b) Grinzi (vibratii transversale).

(Hz) (3.2)

in care:

E - modulul de elasticitate longitudinal al materialului din care este alcatuita grinda (daN/cm²);

I - momentul de inertie geometric al sectiunii transversale a grinzii (cm);

- masa pe unitate de lungime a grinzii (kg/m);

l - lungimea grinzii (m);

B - coeficientul care tine seama de conditiile de rezemare ale grinzii conform tabelului 3.1.;

- coeficientul lui Poisson.

c) Stalpi (vibratii longitudinale)

(Hz) (3.3)

in care:

E - modulul de elasticitate longitudinal al materialului din care este alcatuit stalpul (daN/m³);

- densitatea materialului din care este alcatuit stalpul (kg/m³);

l - lungimea de nivel a stalpului (m);

C - coeficientul care tine seama de conditiile de rezemare ale stalpului conform tabelului 3.1.;

- coeficientul lui Poisson.

OBSERVATIE: In cazul in care pe elementul structural respectiv sunt amplasate mase aditionale importante, calculul lui "f_{0 1}" se va face tinand seama si de aportul acestor mase.

Tabelul 3.1.

VALORILE COEFICIENTILOR A, B SI C PENTRU DIFERITE TIPURI DE ELEMENTE STRUCTURALE

a) PLACI DREPTUNGHIULARE

b) GRINZI

c) STALPI

[top]

9. ANEXA 4

TIPURILE DE SOLICITARI DINAMICE GENERATE DE DIFERITE MASINI SI AGREGATE

a) Forte periodice de tip "F₀ cos t" sau " F₀ cos t" in care:

F₀ - amplitudinea fortei periodice;

- pulsatia (2 f) fortei periodice.

Acest tip de solicitari dinamice provin in mod special de la masinii si agregate cu piese in miscare de rotatie (ventilatoare, turbopompe, compresoare centrifuge etc.).

b) Socuri reprezentate prin functii de tip "treapta", rezultand in urma aplicarii, la un moment dat, a unei forte constante, care se suprapune peste regimul dinamic anterior (de exemplu aplicarea brusca a unei suprapresiuni). In mod acoperitor, pentru siguranta sistemului, in cazuri curente de proiectare, se admite considerarea unor functii tip "treapta dreptunghiulara", respectiv suprapunere instantanee, la un moment dat, a unei forte constante "F₀' pe sistem.

In cazul unui sistem cu un grad de libertate, considerat fara amortizare si in pozitie de repaus, aplicarea unei trepte dreptunghiulare de forta, conduce la rezolvarea ecuatiei de echilibru:

mx + kx = F₀

cu conditiile initiale: pentru t = 0;

Rezulta ca x = F₀ / k(1 - cos t) unde

c) Socuri reprezentate prin functii de tip "impuls" rezultand prin aplicarea pe o durata de timp limitata "₈" a unei forte oarecare "R(t)" (de exemplu caderea unor ciocane de forja care se ridica dupa impact, actiunea unui piston care are o actiune de impact la capatul cursei etc.). durata impulsului " " si legea de variatie in timp a lui "F(t)" sunt caracteristici care trebuie prezentate de furnizorul masinii sau agregatului, in functie de diferitele regimuri de functionare.

Pentru ratiuni de simplificare a calculului se recomanda reducerea impulsului real la un impuls dreptunghiular echivalent, asa cum se arata in figura 4.1.

In cazul unui sistem cu un grad de libertate, considerat fara amortizare si in pozitie de repaus, aplicarea unui impuls dreptunghiular de amplitudine "F" si de durata " ", conduce la rezolvarea ecuatiei de echilibru:

mx + kx = F₀  

mx + kx = F₀ ( < t)

Rezulta:

unde:

d) Solicitarile dinamice de tip "aleator" nu fac obiectul prezentelor instructiuni.

[top]

10. ANEXA 5

VALORI ALE REDUCERII NIVELULUI DE VIBRATII SI ZGOMOT " L" CORESPUNZATOARE UNOR SISTEME AMORTIZOARE DE SUPRAFATA APLICATE PE TABLA DE OTEL DE 1 mm GROSIME

[top]

11. ANEXA 6

EXEMPLE DE CALCUL AL SISTEMELOR DE IZOLARE

Se considera o electropompa avand motorul cuplat direct cu pompa, turatia fiind de n = 1500 ture/min.

Pompa genereaza sarcini dinamice periodice, verticale.

Masa totala a electropompei este de 250 kg.

Se cere alegerea sistemului izolator pentru montarea pompei pe un suport considerat infinit rigid astfel incat transmisibilitatea sistemului sa fie T 0,2.

Rezolvare:

a) Analizarea sistemului de rezemare util ce va fi adoptat in functie de necesitatea de decuplare a modurilor de vibratii.

Avand in vedere faptul ca electropompa genereaza sarcini dinamice verticale, se impune adoptarea unui sistem de rezemare de tipul celor prezentate in fig. 15.b sau 15.c, realizandu-se decuplarea modului de vibratie vertical de celelalte moduri de vibratie.

b) Adoptarea tipului de sistem izolator

Adoptarea se face in principiu in functie de conditiile concrete in care urmeaza a fi amplasat agregatul.

In cazul de fata se considera ca se adopta o solutie de tipul celei din fig. 15.b.

c) Alegerea sistemelor izolatoare

Avand in vedere tipul de sarcini generate de electropompa, sistemele izolatoare cele mai adecvate, conform prevederilor pct. 4.3.16 si 4.3.20 din instructiuni, pot fi:

- placi sau fasii

- arcuri din cauciuc

In cele ce urmeaza se analizeaza pe rand fiecare dintre aceste posibilitati

c.1) Placi din praf de pluta expandata

c.1.1. Pe baza conditiei T 0,2 din diagrama prezentata in fig. 9 rezulta urmatoarele valori ale raportului " " si respectiv ale frecventei proprii a ansamblului "f₀" (in functie de diferite valori posibile ale fractiunii de amortizare critica "

Pulsatia corespunzatoare turatiei electropompei este:

c.1.2. Considerand ' " si "f₀" valori cunoscute, se calculeaza "m_nec" si "k_{o nec}" cu relatiile de mai jos (deduse din relatiile 28 si 29 din instructiuni):

in care ' " si "f₀" rezulta din tabelul de mai sus, c = 5 x 10⁴ (kg/m².s).

Situatia A

f₀ = 10 Hz

kg/m²

N/m³

Situatia B

f₀ = 9,25 Hz

kg/m²

N/m³

Situatia C

f₀ = 9 Hz

kg/m²

N/m³

Situatia D

f₀ = 5 Hz

kg/m²

N/m³

c.1.3. Pornind de la rezultatele obtinute pentru situatiile A.D se dimensioneaza inaltimea blocurilor de fundatie "" si grosimea placilor izolatoare din pluta "'.

(Dimensiunile in plan ale blocurilor de fundatie rezulta in functie de gabaritul electropompei si de conditia realizarii a doua plane de simetrie, cf. fig. 6.b. In cazul de fata se considera ca electropompa poate fi amplasata pe o suprafata de 2 m²).

Blocurile de fundatie se executa din beton armat ( _bloc= 2500 kg/m³).

Situatia A

kg/m²

m

m = 0,8 cm

Verificarea conditiilor admisibile privind deformabilitatile maxime in sistemul izolator:

- Deformatia statica specifica a sistemului izolator

(0,06, cf. pct. 4.3.19).

(Situatie inacceptabila)

Situatia B

kg/m²

m

m = 9 cm

Verificarea conditiilor admisibile privind deformabilitatile maxime in sistemul izolator:

- Deformatia statica specifica a stratului izolator

Situatia C

kg/m²

m

m = 18 cm

Verificarea conditiilor admisibile privind deformabilitatile maxime in sistemul izolator:

- Deformatia statica specifica a sistemului izolator

Situatia D

kg/m²

m

m = 81 cm

Verificarea conditiilor admisibile privind deformabilitatile maxime in sistemul izolator:

- Deformatia statica specifica a stratului izolator:

1.4. Sinteza solutiilor analizate

Solutia A este neacceptabila, nefiind indeplinita conditia admisibila privind deformabilitatea maxima in sistemul izolator.

Solutiile B, C, D sunt teoretic corecte.

In cazul B se obtine insa o inaltime exagerata a blocului de beton, iar in cazurile C si D inaltimi neeconomice pentru placile de pluta.

c.2. Fasii de praf de pluta expandata

Pornind de la solutia B, in care inaltimea placilor de pluta este convenabila, se poate obtine reducerea convenabila si a inaltimii blocului de beton prin folosirea sistemului de rezemare pe fasii de pluta, analizat in continuare.

Se propune inlocuirea placii continue de sub blocul de fundatie cu fasii din praf de pluta expandata a caror suprafata sa insumeze 50% din suprafata talpii blocului.

In aceste conditii, mentinand constante caracteristicile de efort unitar, deformatie specifica si rigiditate a sistemului izolator, masa blocului se reduce la 50%, respectiv inaltimea acestuia devine 83,5 cm.

Solutia este prezentata in principiu in fig. 8.b. In cazul de fata, inaltimea fasiilor "l" trebuie aleasa astfel (tinand seama de prevederile pct. 4.3.19.) incat:

l 7 cm

c.3. Arcuri din cauciuc

In mod exemplificativ se considera situatia C

f₀ = 9 Hz

Se propune proiectarea unor izolatori din cauciuc (cu duritatea de 50 Shore), de forma paralelipipedica.

Din graficul prezentat in figura 21, se determina valoarea coeficientului de amortizare c = 2,2 x 10 kg/m²s.

c.3.1. Aplicand relatiile de la pct. c.1.2. rezulta:

kg/m²

N/m³

c.3.2. Folosind abaca din figura 10, se determina:

a) deformatia specifica a izolatorilor de indeplinesc conditiile de mai sus (in scopul compararii cu valorile admisibile prevazute la pct. 4.3.25).

b) rapoartele dintre laturile izolatorilor paralelipipedici din cauciuc.

Rezulta valori cuplate ale perechilor de rapoarte si , cuprinse intre:

;      si

    

Se alege situatia ;

c.3.3. Se alege inaltimea blocului de beton si se determina izolatorii necesari.

m

m²

Se considera ca pe fiecare m² al suprafetei se rezemare se distribuie 10 izolatori avand caracteristicile:

L = l = 11,3 cm

h = 7,5 cm.

[top]