Современные фундаменты под газовое оборудование, эксплуатируемые в сложных условиях, в т.ч. на мерзлых грунтах, при воздействии динамических нагрузок часто оказываются с завышенными показателями жесткости и материалоемкости. Сокращение затрат, сроков строительства и обеспечение надежности объектов газотранспортной системы, в особенности на мерзлых грунтах, является актуальным для ПАО «Газпром». Одним из направлений решения указанной задачи является размещение газоперекачивающего оборудования на легких проветриваемых фундаментах. Недостатком таких конструкций является низкая вибрационная устойчивость. Разработан «Способ повышения динамической жесткости фундамента при вибрационной нагрузке и устройство для его реализации», защищенный патентом, с целью повышения вибрационной устойчивости фундамента при действии вибрационной нагрузки. Целью исследования является дальнейшее повышение надежности легких проветриваемых фундаментов в условиях воздействия вибрационных нагрузок и температурного изменения мерзлых грунтов с использованием предложенного способа. Виброперемещения фундамента под газоперекачивающий агрегат определялись с помощью расчетов методом конечных элементов и усовершенствованной расчетной модели системы «мерзлые грунты — фундамент — газоперекачивающий агрегат». С учетом предложенного способа выполнены исследования
виброперемещений фундамента на мерзлом основании в холодное и теплое время года при различных вариантах реализации способа. Сделаны выводы по результатам моделирования виброперемещений фундамента с присоединенным дополнительным устройством. Выполненные исследования показали эффективность предлагаемого способа в части повышения надежности фундаментов при вибрационном воздействии. Так, при симметричном присоединении четырех железобетонных плит в летний период эксплуатации уменьшение виброперемещений составляет 42,4%. Увеличение жесткости при присоединении дополнительных грузов и вмораживании в грунт железобетонных плит позволят уменьшить виброперемещения фундамента до 2,5 раз. Для легких проветриваемых фундаментов, возводимых по I принципу, пусконаладочные работы газоперекачивающих агрегатов целесообразно проводить в зимний период.

1. Вяхирев Р.И., Ермилов О.М., Чугунов Л.С., Ремизов В.В., 1996. Совершенствование систем разработки, добычи и подготовки газа на месторождениях Крайнего Севера. Наука, Москва.
2. Козлов С.И., 2019. Рабочие процессы высокофорсированных транспортных турбопоршневых двигателей. Изд-во Газпром ВНИИГАЗ, Москва.
3. Козлов С.И., Фатеев В.Н., 2009. Водородная энергетика: современное состояние, проблемы, перспективы. Изд-во Газпром ВНИИГАЗ, Москва.
4. Павлюк Н.П., Кондин А.Д., 1936. О погашении вибраций фундаментов под машины. Проект и стандарт, № 11.
5. Савинов О.А., 1979. Современные конструкции фундаментов под машины и их расчет, 2-е изд., перераб. и доп. Стройиздат, Ленинград.
6. Тюрин М.А., 2018. Разработка расчетной модели колебаний фундаментов газоперекачивающих агрегатов магистральных газопроводов в условиях грунтов Ямала и Восточной Сибири. Дис. … канд. техн. наук, ООО «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий — Газпром ВНИИГАЗ», Москва.
7. Тюрин М.А., Бережной М.А., Бочаров М.Е., 2023. Применение способа повышения динамической жесткости фундамента и устройства для его реализации на мерзлых грунтах. Фундаменты, № 2(12), с. 36–43.
8. Тюрин М.А., Бочаров М.Е., 2016. Исследование воздействия динамических нагрузок на легкие фундаменты газоперекачивающих агрегатов в сложных геологических условиях. Новые технологии в газовой промышленности, Сборник статей заочной научной конференции молодых ученых и специалистов предприятий газовой промышленности и учебных заведений Саратовской области, Саратов, 2016, с. 76–79.
9. Тюрин М.А., Бочаров М.Е., Воронцов М.А., Мельникова А.В., 2021. Повышение надежности легких проветриваемых фундаментов при вибрационной нагрузке на мерзлых грунтах. Надежность, Том 21, № 4, с. 3–11, https://doi.org/10.21683/1729-2646-2021-21-4-3-11.
10. Тюрин М.А., Бочаров М.Е., Клейменов Е.А., 2019. Способ повышения динамической жесткости фундамента при вибрационной нагрузке и устройство для его реализации. Патент Российской Федерации № 2687211 от 07.05.2019.
11. Тюрин М.А., Воронцов М.А., 2016. Исследование динамических нагрузок на фундамент при работе газоперекачивающих агрегатов. Технологии нефти и газа, № 2, с. 45–50.
12. Тюрин М.А., Клейменов Е.А., Рябов В.А., Яковлев Д.М., Бочаров М.Е., 2016. Математическое моделирование легких фундаментов ГПА с учетом грунтовых условий Ямала и Восточной Сибири. Научный журнал российского газового общества,
№ 2, с. 27–32.
13. Attar А., Dandin S., 2015. Economical method of reducing vibration on machine foundation. Journal of Mechanical and Civil Engineering, Vol. 11, No. 4, рр. 89–97, https://doi.org/10.9790/1684-11472836.
14. Hassaan G.A., 2014. Optimal design of machinery shallow foundations with silt soils. International Journal of Mechanical Engineering, Vol. 4, Issue 3, pp. 11–24.
15. Uzzal R.U.A., Bhat R.B., Ahmed W., 2012. Dynamic response of a beam subjected to moving load and moving mass supported by Pasternak foundation. Shock and Vibration, Vol. 19, No. 2, pp. 205–220, https://doi.org/10.1155/2012/919512.
16. Van Koten H., Hoogenboom P.C.J., 2012. Vibrations of machine foundations and surrounding soil. Heron, Vol. 57, No. 1, pp. 29–54.

ТЮРИН М.А.*
ООО «Газпром проектирование», г. Санкт-Петербург, Россия, mihail0710@yandex.ru
Адрес: Суворовский пр-кт, д. 16/13, литер А, г. Санкт-Петербург, 191036, Россия
БЕЛАШ Т.А.
АО «НИЦ “Строительство”», г. Москва, Россия, belashta@mail.ru
Адрес: 2-я Институтская ул., д. 6, г. Москва, 109428, Россия

Modern foundations for gas equipment operating in difficult conditions, including frozen soils, under dynamic loads are often overstiff and materialintensive. Reduction of costs, construction time and ensuring reliability of gas transportation system facilities, especially on frozen soils is highly relevant for Gazprom JSC. One of the solutions of this problem is the placement of gas pumping equipment on light ventilated foundations. The disadvantage of such structures is low vibration stability. There is proposed the “Method of increasing the dynamic stiffness of the foundation under vibration load and a device for its implementation” for increasing the vibration stability of the foundation under vibration load. The purpose of the study is to further improve the reliability of lightweight ventilated foundations under vibration loads and temperature change of frozen soils using the proposed method. Vibration displacements of the foundation for the gas pumping unit were determined using finite element method and an improved calculation model of the system “frozen soils — foundation — gas pumping unit”. Taking into account the proposed method, vibration displacements of the foundation on the frozen soil in cold and warm seasons were investigated with different variants of the method implementation. Conclusions are based on the results of modeling of vibration displacements of the foundation with the attached additional device. The performed studies have shown the effectiveness of the proposed method in terms of improving the reliability of foundations at vibration impact. Thus, at symmetrical connection of four reinforced concrete slabs in summer period of operation the reduction of vibration displacements is 42,4%. Increasing the stiffness by attaching additional weights and freezing reinforced concrete slabs into the ground will reduce vibration displacements of the foundation up to 2.5 times. For light ventilated foundations erected according to the I principle, it is advisable to carry out commissioning works of gas pumping units in winter.

1. Vyakhirev R.I., Ermilov O.M., Chugunov L.S., Remizov V.V., 1996. Improving gas development, production and treatment systems in the fields of the Far North. Nauka, Moscow. (in Russian)
2. Kozlov S.I., 2019. Work processes of highly accelerated transport turbopiston engines. Publishing house of the Gazprom VNIIGAZ, Moscow. (in Russian)
3. Kozlov S.I., Fateev V.N., 2009. Hydrogen energy: current state, problems, prospects. Publishing house of the Gazprom VNIIGAZ, Moscow. (in Russian)
4. Pavlyuk N.P., Kondin A.D., 1936. Dampening vibrations of foundations for machinery. Proyekt i Standart, No. 11. (in Russian)
5. Savinov О.А., 1979. Modern designs of foundations for cars and their calculations, 2nd edition, revised and supplemented. Stroyizdat, Leningrad. (in Russian)
6. Tyurin M.A., 2018. Development of a computational model of vibrations of foundations of gas pumping units of main gas pipelines in soil conditions of Yamal and Eastern Siberia. PhD Thesis, Research Institute of Natural Gases and Gas Technologies — Gazprom VNIIGAZ LLC, Moscow. (in Russian)
7. Tyurin M.A., Berezhnoy M.A., Bocharov M.E., 2023. Application of a method for increasing the dynamic rigidity of a foundation and a device for its implementation on frozen soils. Fundamenty, No. 2(12), pp. 36–43. (in Russian)
8. Tyurin M.A., Bocharov M.E., 2016. Study of the impact of dynamic loads on light foundations of gas pumping units in difficult geological conditions. New technologies in the gas industry, in collection of papers from the correspondence scientific Conference of young scientists and specialists from gas industry enterprises and educational institutions of the Saratov Region, Saratov, 2016, pp. 76–79. (in Russian)
9. Tyurin M.A., Bocharov M.E., Vorontsov M.A., Melnikova A.V., 2021. Improving the dependability of light vented foundations exposed to vibration load on frost soils. Dependability, Vol. 21, No. 4, pp. 3–11, https://doi.org/10.21683/1729-2646-2021-21-4-3-11. (in Russian)
10. Tyurin M.A., Bocharov M.E., Kleimenov E.A., 2019. A method for increasing the dynamic rigidity of a foundation under vibration load and a device for its implementation. Patent of the Russian Federation No. 2687211 dated May 07, 2019. (in Russian)
11. Tyurin M.A., Vorontsov M.A., 2016. Investigation of foundation dynamics loads associated with the gas compressor units operation. Oil and Gas Technologies, No. 2, pp. 45–50. (in Russian)
12. Tyurin M.A., Kleimenov E.A., Ryabov V.A., Yakovlev D.M., Bocharov M.E., 2016. Mathematical modeling of light foundations for gas-compressor units considering soil conditions of the Yamal Peninsula and Eastern Siberia. Nauchnyj Zhurnal Rossijskogo Gazovogo Obshchestva, No. 2, pp. 27–32. (in Russian)
13. Attar А., Dandin S., 2015. Economical method of reducing vibration on machine foundation. Journal of Mechanical and Civil Engineering, Vol. 11, No. 4, рр. 89–97, https://doi.org/10.9790/1684-11472836.
14. Hassaan G.A., 2014. Optimal design of machinery shallow foundations with silt soils. International Journal of Mechanical Engineering, Vol. 4, Issue 3, pp. 11–24.
15. Uzzal R.U.A., Bhat R.B., Ahmed W., 2012. Dynamic response of a beam subjected to moving load and moving mass supported by Pasternak foundation. Shock and Vibration, Vol. 19, No. 2, pp. 205–220, https://doi.org/10.1155/2012/919512.
16. Van Koten H., Hoogenboom P.C.J., 2012. Vibrations of machine foundations and surrounding soil. Heron, Vol. 57, No. 1, pp. 29–54.

MIKHAIL A. TYURIN*
Gazprom proektirovanie LLC; Saint Petersburg, Russia; mihail0710@yandex.ru
Address: Bld. 16/13, Liter - A, Suvorovsky Ave, 191036, Saint Petersburg, Russia
TATIANA A. BELASH
Research Center of Construction JSC; Moscow, Russia; belashta@mail.ru
Address: Bld. 6, 2nd Institutskaya St., 109428, Moscow, Russia