Расчетные усилия на уровне подошвы принимаем без учета веса фундамента по 3-му сочетанию нагрузок, определяющему pmax,
N = 2,1 МН; М = 0,336 + 0,072 • 2,4 = 0,509 МН • м; e0 = 0,509/2,1 = 0,242 м.
Изгибающие моменты в сечениях приведены в табл. 11.
Таблица 11
| Сечение |
|
|
N сi2/2l, МН□м |
|
|
1+6e0/l4e0ci/l2 | М, МН□м |
| 1-1 | 0,45 | 0,203 | 0,065 | 1,44 | 0,04 | 1,40 | 0,091 |
| 2-2 | 0,90 | 0,81 | 0,258 | 1,44 | 0,08 | 1,36 | 0,351 |
| 3-3 | 1,20 | 1,44 | 0,458 | 1,44 | 0,107 | 1,333 | 0,611 |
| 4-4* | 0,90 | 0,81 | 0,315 | 1,00 | 0 | 1,00 | 0,315 |
*При вычислении My по сечению 4-4 е0,y =0, величина l заменяется на b.
Определяем площадь сечения арматуры Аsl из стали класса A-III Rs = 365 МПа (минимальный допускаемый диаметр — 10 мм).
Сечение 1-1:
определяем □0 = Мi/Rb bi h0,i2 = 0,091/7,5 • 2,7 • 0,252 • 0,072, тогда □ = 0,963; Аsl вычисляем по формуле (43)
Аsl = 0,091 • 104/365 • 0,963 • 0,25 = 10,1 см2.
Сечение 2-2:
□0 = 0,351/7,5 • 1,8 • 0,552 = 0,086; □ = 0,955;
Asl = 0,351 • 104/365 • 0,955 • 0,55 = 17,8 см2.
Сечение 3-3:
□0 = 0,611/7,5 • 0,9 • 0,822 = 0,125; □ = 0,932;
Asl = 0,611 • 104/365 • 0,932 • 0,85 = 20,6 см2.
Принимаем по максимальному значению Аsl в направлении бульшего размера подошвы 14 □14A-III (Asl = 21,55 см2).
Сечение 4—4:
□0 = 0,315/7,5 • 1,5 • 0,852 = 0,039; □ = 0,98;
Asb = 0,315 • 104/365 • 0,98 • 0,85 = 10,1 см2.
Принимаем в направлении меньшего размера подошвы 17□10А-III (Asb = 13,4см2).
Окончательно сечение арматуры по сечению 3-3 принимаем с учетом проверки ширины раскрытия трещин, определяемой по п. 2.55. При этом в соответствии с п. 2.57 для рассматриваемого случая условно принимаем, что Мr1 / Мr2 = 0,8 > 2/3, и выполняем проверку только продолжительного раскрытия трещин от длительного действия постоянных и длительных нагрузок.
Принимаем также, что подошва фундамента находится в условиях переменного уровня грунтовых вод и аcrc □ 0,2 мм (п. 2.61).
Находим величины действующих моментов при расчете по предельному состоянию второй группы, уменьшив на коэффициент □n = 1,2:
Мr1n = 0,8Mr2/1,2 = 0,8 • 0,611/1,2 = 0,407 МН□м; Mr2□□ = Mr2/1,2 = 0,611/1,2 = 0,509 МН□м .
Определяем acrc, мм, пo формуле (144) СНиП 2.03.01-84:
acrc = □ □l □ □s 20 (3,5 — 100□) /Es ,
где □ = 21,55/[30(90 + 180) + 25 • 270] = 21,55/14 850 = 0,0015 (рассматривается полное сечение фундамента);
□ = 1,0; □ = 1,0; □l = 1,6-15□ = 1,6 — 15 □ 0,0015 = 1,58; = =
= 2,4 мм.
Величину □s определяем упрощенным способом по формуле (83).
Определяем предельный момент, воспринимаемый арматурой:
Мрr =Мr2 Asl3-3/Asl3-3tr = 0,611 • 21,55/20,6 = 0,64 МН□м,
тогда □s = Rs Mr1n/Mpr = 375 • 0,407/0,64 = 238,5 МПа;
acrc = 1,0 • 1,58 • 1,0 • 238,5 • 20(3,5 100 • 0,0015)2,4/2 • 105 =
= 0,303 мм > 0,2 мм.
В соответствии с п. 4.14б СНиП 2.03.01-84 при □ = 0,0015 < 0,008 найденную выше величину следует скорректировать как для слабоармированного сечения.
Для этого найдем предварительно интерполированное значение величины непродолжительного раскрытия трещин от действия всех нагрузок.
Вычислим аcrc при моменте по формулам (77), (78):
М0 = Mcrc + □ bh2 Rbt,ser; Mcrc = Rbt,ser Wpl ,
где Wpl = 2(Ib,0 + □ Is,0) /(h — х) + Sb,0 . (138) СНиП 2.03.01-84
Положение нулевой линии найдем из выражения
Sb,0□ □ Ss,0 = 0,5 (h — x) Abt ; (139) СНиП 2.03.01-84
□ = Еs/Eb = 2 □ 105/2,1 • 104 = 9,5.
Положение нулевой линии показано на черт. 33:
□ Ss,0 = 9,5 • 21,55(90 х) = 18 425- 204,73x;
Sb,0□ =90 • 30(x 15) +0,5 □ 180(x 30)2 = 90×2 2700x + 40 500;
Abt = 270 • 30 + 180 (60 x) = 180x + 18 900 ,
тогда 90×2 2700х + 40 500 + 204,73x 18 425 = 0,5 (90 х) (18 900 180х) или 15 054,7x = 828 425.
Следовательно, х = 55,0 см, h х = 35,0 см.
Определим значение Wpl:
Ib,0 = 90 □ 553/3 + (180 90)253/3 = 5 460 000 см4 ;
□ Is,0 = 9,524 □ 21,55 □ 302 = 184 717,8 см4;
Sb,0 = 270 □ 30 □ 20 +180 □ 52/2 = 164 250 см3 ;
Wpl = 2(5 460 000 + 184 717,8)/35 + 164 250 = 4,87 □ 105 см3.
Далее, следуя указаниям п. 4.14б СНиП 2.03.01-84, определим:
Мcrc = Rbt.ser Wpl = 1 □ 4,87 □ 106 = 0,487 МН□м ;
М0 = 0,487 + 0,214 □ 0,9 □ 0,92 □ 1,0 = 0,487 + 0,156 = 0,643 МН□м (ширину h принимаем по ширине сжатой грани сечения) .
Черт. 33. Положение нулевой линии сечения плитной части фундамента
Определим ширину раскрытия трещин acrc от непродолжительного действия всех нагрузок при моменте М0:
□s = Rs M0 / Mpr = 365 • 0,643/0,64 = 367 МПа;
Найдем интерполяционное значение ширины раскрытия трещин от непродолжительного действия всех нагрузок при Мr2n = 0,509 MН□м (черт. 34) :
тогда ширина продолжительного раскрытия трещин от действия длительных нагрузок определяется из условия
где
то есть при рекомендуемом СНиП 2.03.01-84 учете специфической работы малоармированных (□ < 0,008) элементов ширина раскрытия трещин существенно уменьшается.
Черт. 34. Нахождение интерполяционного значения ширины
раскрытия трещин
Принимаем арматуру подошвы фундамента Asl класса A-III: 14□14 А-III (21,55 см2).
Аналогично выполняется проверка ширины раскрытия трещин по сечению 4-4.