Een ,,slappe" ondersteuning voor een turbo-compressordoor ir C. W. J. GroothoffNadat in 1908 het eerste turbine-fundament in ge-wapend beton was uitgevoerd, bleek deze constructie-methode dusdanige voordelen te bezitten tegenover dedaarv??r gebruikelijke ,,massieve" uitvoering in met-selwerk of ongewapend beton, dat zij spoedig alge-meen werd toegepast.Door deze fundamenten samen te stellen uit balkenen kolommen, kwam er onder de turbine voldoenderuimte beschikbaar om de condensor, de nodige pijp-leidingen e.d. goed toegankelijk op te stellen.De balken en kolommen kregen vanzelf forse af-metingen door deze te berekenen voor d? machine-gewichten met 300--500% toeslag in vertikale zin enop horizontale krachten tot een totale waarde van50% van de machinegewichten.Deze wijze van construeren bleef goed voldoen, zo-lang het aantal toeren van de turbine onder 1500omw/min bleef. Toen het toerental langzamerhandwerd opgevoerd, traden soms zeer sterke trillingenop, die duidelijk wezen op resonantie.In 1923 heeft Geiger voor de invloeden van dit ver-schijnsel berekeningen opgezet, waarop E h 1 e r s ver-der is ingegaan. In ,,Der Eisenbetonbau" beschrijftM?rsch deze theoretische beginselen uitvoerig voorde berekening van turbine-fundamenten. Uit laterjaren dateert het werk van R a u s c h ,,Maschinen-fundamente und andere dynamische Bauaufgaben".Wil men resonantie-verschijnselen voorkomen, dandient het eigen trillingsgetal van het fundament ofvan de samenstellende spanten voldoende onder ofboven het toerental van de machine te blijven, zowelin horizontale als in vertikale zin.In het algemeen is het trillingsgetal n = 300/Vq,waarin q de doorbuiging voorstelt tengevolge van dewerkelijke gewichten van machine en constructie.Om de doorbuiging te berekenen moet men een waar-de voor de elasticiteitsmodulus E aannemen, welkenaar gelang de speciesamenstelling sterk kan vari?ren.Daarom moet men een zekere speling houden tussenberekend trillingsgetal en toercntal. M ? r s c h steltdeze op 20--30%; R a u s c h neemt in sommige geval-len nog grotere afwijkingen.Tot nu toe probeerde men meestal door zware beton-afmetingen het eigen trillingsgetal in vertikale zinboven het toerental te houden. In horizontale zinbleef het echter bijna altijd toch daaronder, wat ookniet hinderde. Alleen bij het aanzetten van de ma-chine kon men wel eens even een sterkere trillingwaarnemen, wanneer het eigen trillingsgetal werd ge-passeerd.Theoretisch is er vanzelfsprekend geen enkel bezwaar,ook het eigen trillingsgetal in vertikale zin onder hettoerental van de machine te houden.Het eerste fundament, dat in het jaar 1927 in de cen-trale van Staatsmijn Maurits werd gebouwd, was eenfundament voor een turbo-compressor met een hoogtoerental (4 500 omw/min). Foto 1 geeft hiervan eenbeeld. De door de machinefabriek aangegeven beton-afmetingen waren dusdanig, dat dit fundament als,,slap" te beschouwen is; de trillingsgetallen liggenonder het hoge toerental.Teneinde meer zekerheid te verkrijgen, dat geenresonantie op zou treden, werd voorgesteld, de kolom-afmetingen nog te verminderen. De machinefabriekkon met dit voorstel niet accoord gaan en de oor-spronkelijke afmetingen werden gehandhaafd. Waar-schijnlijk dacht men op de machinefabriek hierdooreen ,,stijf" fundament te verkrijgen, maar --zoalsreeds gezegd-- dit was niet het geval.Waarschijnlijk zijn er ten gevolge van onjuist inzichtof onjuiste berekening nog heel wat turbinefunda-menten ,,slap", die men dacht ,,stijf" te maken, zonderdat dit ooit werd bemerkt.Cement 6 (1954) Nr 13-14foto 1. ,,slap',' fondament voor turbocompressor(n = 4 500 omw/min) in 1927 gebouwd als eerstemachinefondament in de Centrale van StaatsmijnMauritsDe hoogte van vloer tot bordes is 7,00 m.De machinefabrieken hebben in het verleden nogaleens een eigenaardig standpunt ingenomen ten op-zichte van de constructie van turbine-fundamenten.Dikwijls stond er in een hoekje van de fundament-tekening van de machinefabriek, waarop alle beton-maten waren ingeschreven en daarmede de eigen tril-lingsgetallen werden vastgelegd, dat de uitvoerendebouwonderneming verantwoordelijk werd gesteld vooreen feilloos fundament. Dit is natuurlijk onbillijk. De-geen, die de betonafmetingen bepaalt, is verantwoor-delijk voor het al of niet optreden van resonantie.Ten behoeve van de fabriek voor synthese-gas, welkeop 28 October 1949 door Z.E. de Minister van Econo-mische Zaken werd geopend, moest in een ander ge-deelte van het Stikstofbindingsbedrij f der Staats-mijnen een luchtcompressor worden opgesteld voor defabricage van zuurstof. Deze compressor moet 13 500 m3lucht per uur comprimeren tot ongeveer 5 atmosfeer,maakt 8 900 omw/min en wordt met tussenschakelingvan een tandwielkast aangedreven door een 1650 pkmotor, die 2 975 omw/min draait.De opstelling moest geschieden in een grote hal, waar-in reeds talrijke andere compressoren waren opge-195tek. 2. bovenaanzicht van het bordes voor deopstelling van de zuurstofcompressorentek. 3. voorstel van de machinefabriek:afzonderlijke ondersteuning op 4 zware kolommen,door voegen gescheiden van de overige vloerenDe machinegewichten zijn ingeschreven zonder stort-toeslag.steld en wel op 5,00 m hoogte boven de vloer op be-gane grond.Het was van den beginne af de bedoeling, de com-pressor te plaatsen op een bordes, ondersteund door6 normale kolommen. De afmetingen van dit bordeswaren bepaald in verband met de omliggende, reedsaanwezige of nog te maken bordessen, zoals aange-geven is in tek. 2.De kolomafmetingen zijn met voorbedachte rade nietalle gelijk gekozen, daar het een bekend verschijnselis, dat een vrijstaand bordes op slanke, gelijke kolom-men reeds bij geringe horizontale krachten (als ver-oorzaakt door een menselijke stap) merkbare horizon-tale uitwijkingen geeft.De machinefabriek raadde echter aan, de kolommenaanzienlijk te verzwaren om meer massa te verkrijgen,het bordes niet groter te maken dan nodig was omde compressor te kunnen plaatsen, en slechts 4 kolom-men te maken (zie tek. 3, waarin ook de machine-gewichten zijn aangegeven).Een dergelijke constructie zou echter het eigen tril-lingsgetal wel verhogen, doch niet boven het toeren-tal brengen.De ondersteuning werd dan ook volgens het oor-spronkelijke plan uitgevoerd. Tek. 4 geeft een beeldvan het middelste spant met afmetingen en wapening.Het bordes is berekend voor een nuttige belastingvan 1000 kg/m2buiten de machinelasten, die slechtsmet 40% toeslag in rekening zijn gebracht.Foto 5 geeft een beeld van de totale opstelling. Deondersteuning ziet er inderdaad ,,slap" uit. De be-rekende eigen trillingsgetallen blijven ver onder de1000 omw/min, dus ook ver onder het toerental van demotor.V??r de installatie in bedrijf werd gesteld, werdendan ook wel enige angstige opmerkingen over dezeconstructie gemaakt. Deze angst was echter mis-plaatst; de opstelling is rustig en van resonantie isgeen sprake. Bij het aanzetten wordt op ??n momenteen lichte trilling waargenomen, zoals verwacht konworden.Wel veroorzaakt de zeer snel roterende machine bijhet aanzetten een snerpend geluid, maar dit euvelheeft geen betontechnische oorzaak.Een ,,slappe" ondersteuning geeft tegenover een,,stijve" belangrijke besparingen aan ruimte, materiaalen kosten, maar dat zullen de lezers wel zelf hebbenbegrepen.Sedert het gereedkomen van deze ondersteuning zijnbij de Staatsmijnen nog verscheidene ,,slappe" tur-bine-fundamenten uitgevoerd in gewapend beton.foto 5 (zie pag. 197)De eigenlijke compressor bevindt zich in het centrum derfoto, rechts achter de trechter en de electromotor links hier-van. Op de compressor staat een koeler met vertikale buizenaan weerszijden. De scherpe opname geschiedde tijdens hetdraaien bij een belichtingstijd van 2 sec, waarin de com-pressor 300 toeren maakte. Onder het bordes is nog veelruimte, waarin tijdens de opname aan de leidingen wordtgewerkt.Cement 6 (1954) Nr 13-14196foto 5. ,,slappe" ondersteuning van een turbo-compressor in het Gasscheidingsgebouw van het Stikstofbindingsbedrijf(zie vervolg pagina 196 onderaan)Cement 6 (1954) Nr 13-14 197tek. 4. afmetingen en wapening van het middelste portaal