Определение расчетной нагрузки
Определяем расчетную нагрузку на колонну
, (3.1)
где G- вес главной балки;
Qmax – максимальная нагрузка от поперечной силы главной балки.
, (3.2)
где А- площадь поперечного сечения главной балки, м2;
= 78,2 кН/м3 – плотность стали;
l – пролет главной балки.
А=38*2,5*2+160*1,5=430 см2=0,043 м2 .
Тогда по формуле (3.2) получим:
кН.
По формуле (3.1) получим:
=2590,79 кН.
Определяем расчетные длины колонны в плоскости и из плоскости конструкции:
, (3.3)
.
- коэффициенты защемления балки 
.
Фактическая длина колонны:
, (3.4)
где 
- отметка верха настила;
- толщина настила;
- высота главной балки;
- глубина защемления колонны.
м.
Подбор сечения колонны
Требуемая площадь сечения
, (3.5)
где 
- предельное значение продольного изгиба, =0,7 – 0,8
Требуемая площадь одной ветви
(3.6)
Рисунок 14 – Геометрические характеристики колонны
Рисунок 15 - Соединение двух ветвей колонны планками
Принимаем двутавр № 40 со следующими характеристиками:
, 
,
, 
,
, 
.
Определяем гибкость относительно материальной оси
(3.7)
- предельная гибкость
Требуемая гибкость относительно свободной оси:
, (3.8)
где λ1 – гибкость одной ветви 
Также λу определяется следующим образом:
, (3.9)
Отсюда требуемый радиус инерции сечения
Требуемая ширина сечения
, (3.10)
- коэффициент, зависящий от формы сечения.
Принимаем ширину сечения кратной 10 мм b=350 мм и проверяем возможность размещения на ней минимального зазора между ветвями 150 мм.
Что достаточно, оставляем сечение шириной 35 см.
Определяем геометрические характеристики подобранного сечения:
(3.11)
Определяем радиус инерции относительно материальной оси
(3.12)
По формуле (3.9) получаем:
< λx=57.64
Проверку производим по большей гибкости λx.
Проверка устойчивости:
По 
и 
находим требуемое значение 
(3.13)
- условие выполняется.
Расчет соединительных планок
Ветви колонны соединяем при помощи листовых планок шириной 
см. Для сварки применяем электроды Э 46.
Расстояние между планками определяем по предельной гибкости ветви 
:
, (3.14)
.
Принимаем расстояние между планками равным 60 см.
(3.15)
Определяем условную поперечную силу, которая приходится на 2 плоскости планок:
, (3.16)
.
Определяем усилия, действующие на 1 планку:
, (3.17)
, (3.18)
, (3.19)
.
Определяем касательное напряжение в сварном шве:
, (3.20)
где 
- катет сварного шва;
- коэффициент сварки;
кН/см2 -расчетное сопротивление углового сварного шва по металлу шва.
кН/см2
Определяем нормальные напряжения в сварном шве:
, (3.21)
.
Определяем приведенные напряжения в шве:
, (3.22)
.
Прочность шва обеспечена
3.4 Расчет и конструирование базы колонны
Нагрузку на базу принимаем с учетом веса двух ветвей колонны.
(3.23)
кН.
Требуемая площадь опорной плиты:
, (3.24)
где Rф – расчетное сопротивление фундамента, кН/см2, для В15;
ζ – коэффициент, учитывающий влияние металлической плиты (1,1…1,3);
Rб– расчетное сопротивление бетона на сжатие, 0,85 кН/см2.
.
Рисунок 16 – Геометрические параметры траверсы
Конструктивно принимаем толщину траверсы равной 12 мм. Определяем длину плиты:
мм. (3.25)
Определяем ширину плиты:
см.
Принимаем 
см.
Проверяем достаточность этого размера для размещения ветвей колонны:
, (3.26)
где 
- высота двутавра;
мм- толщина траверсы.
Колонна размещается на плите.
Разбиваем плиту на участки в зависимости от их защемления и определяем моменты на этих участках.
Напряжение под плитой:
(3.27)
Определяем требуемую толщину плиты
(3.28)
Принимаем 
.
Из условия прочности на срез угловых сварных швов определяем высоту траверсы:
(3.29)
Принимаем 
см.
3.5. Расчет оголовка колонны
Рисунок 16 – Оголовок колонны
Толщину ребра оголовка определяем из условия смятия ребра опорной реакцией главной балки:
, (3.30)
где Rр –расчетное сопротивление стали на смятие, 
,
Run – нормальное сопротивление по пределу прочности, кН/см2.
.
Тогда принимаем толщину ребра оголовка колонны 
=20 мм.
Определяем высоту ребра по формуле (3.29):
Принимаем высоту ребра 80 см, толщину плиты оголовка tпл=30 мм.