III. Расчет сплошной колонны ступенчатого типа
Рис. 9. Расчетные длины колонны
Соотношение погонных жесткостей верхней и нижней частей колонны
n = 1*8,2/4*7,9 = 0,25
В соответствии с рис. 1 из таблицы сочетаний выбираются max Nв и max Nн
– максимальные сжимающие усилия по концам колонны
= 2916.43/712.12 = 4.09
1 = 7.9/8.2*4/4.09 = 0.95, тогда 1 = 2, 2 = 2,1
Расчетная длина колонны в плоскости рамы:
lн = 2*8,2 = 16,4 м lв = 2,1*7,9 = 16,59 м
Расчетная длина верхней и нижней частей колонны из плоскости рамы:
lн = 8,2 м lв = 7,9-1,6+1,7 = 4,6 м
Конструирование и расчет верхней части колонны
Задаются гибкостью lзад= lв/0.43hв = 16,59/0,43*0,65 = 59,35
lзад’= 
2,06
при ex = Mв/Nв = 637,82/712,12 = 0,89 м., и mef = 3.1ex/hв = 3,1*0,89/0,65 = 4,27 находим е = 0,26
Из условия устойчивости определяется требуемая площадь сечения:
Aтр = 712,12/0,26*24 = 109,55 см2
По таблицам выбирается сварной двутавр высотой сечения 500 мм
А = 110 см2 ix = 31,3 см
Jx = 49750 см4 iy = 7 см
Jy = 5400 см4 hв = 700 мм
Wx = 1990 см3 bп = 400 мм
Wy = 360 см3 tп = 18 мм
Рис. 10. Сечение верхней части колонны
Проверка устойчивости в плоскости изгиба
lx=16,59/0,313 = 53;
lу=4,6/0,07 = 65,71;
mx=Аex/Wx= 0.89*110/1990 = 3.93;
Aп/Аст=1,4×32/(0,8×46)=1,2;
Значение коэффициента h при Ап/Аст=0.94: h=1.46;
m1x=h×mx=1.46*3.93 = 5.73
По вычисленным lу = 65,71 и m1x= 5,73 принимаем jвн=0,26. s=712,12/0,26*110 = 24,9 кН/см2 < R=25 кН/см2.
Проверка устойчивости из плоскости изгиба
Рис. 11. Эпюра M для верхней части колонны
<24 кН/см2
При этом mx=M×A/(N×Wx) = 209,91*110/712,12*1990 = 0,016
c=b/(1+a×mx) = 1/1+0,7*0,016 = 0,98
ly=65,71 < (180-60) = 160.2, jy=0,77
Коэффициенты b и a: b=1 при 1<mx<5; a=0,65+0,05×mx=0.33
Конструирование и расчет нижней части колонны
На концах нижней части колонны (в уровне фундамента и подкрановой балки) могут действовать несколько комбинаций расчетных усилий.
Для каждой из этих комбинаций вычисляется:
Комбинация 1:
, где ex = M/N = 1610.64/1348.36 = 1,19 м
Комбинация 2:
, где ex = 0,34 м
Комбинация 3:
, где ex = 0,34 м
По наибольшему значению Атр компонуется сечение колонны. Основные усилия воспринимаются поясами колонны (подкрановым и шатровым); стенка – связующий элемент, и сечение ее должно быть минимальным. Принимаем tст = 8 мм, hст = 1255 мм.
Рис. 12. Расчетное сечение колонны:
а) если стенка устойчива; б) если стенка неустойчива
Если стенка устойчива, в работу включается все сечение (рис. 12,а), если неустойчива, то включается в работу сечение поясов и 2 участка стенки размерами а*tст (рис. 12, б). При этом 
= 61,72 см
Предположим, что стенка неустойчива, тогда Аст = 2*tст*а = 2*0,8*61,72 = 98,76 см2
В расчетной схеме рамы заложено ул = упр = h/2 = 125.5/2 = 62.75 см, значит
Ал = Апр = Атр – Аст/2 = 50,07 см2
Для подкрановой ветви принимается прокатный двутавр № 36
А = 61,9 см2 ix = 14,7 см
Jx = 13380 см4 iy = 2,89 см
Jy = 516 см4 h = 360 мм
Wx = 743 см3 b = 145 мм
Wy = 71,1 см3 t = 12,3 мм
Размеры bп и tп уточняются по сортаменту при bп/tп <30.
Допустим, что 450/16 = 28,12 <30, тогда bп = 450 мм, tп = 16 мм.
Геометрические характеристики принятого сечения
Ант = Апр +bп*tn +2*a*tcт – площадь ослабленного сечения.
Ант = 61,9+450*16+2*61,72*0,8 = 232,65 см2
Остальные геометрические характеристики принимаются по сечению брутто.
Положение нейтральной оси: 
ул = 
Jx = 268542.15 см4
Jy = 6589.10 см4
iх = 28.17 см
iy = 4.8 см
Абр = 61,9 + 0,8*125,5+1,6*45 = 234,3 см2
Wx л = 268542,15/36,6 = 7337,21 см3
Wx пр = 268542,15/41,3 = 6520,23 см3
х = 227/28,17 = 8,05
у = 113,5/4,8 = 23,64 < (180-60) = 162
Местная устойчивость
местная устойчивость пояса обеспечена. Необходимо проверить устойчивость стенки без учета условного выреза. В этом случае площадь сечения колонны будет А = Апр +bn tn +hcт tcт . Остальные геометрические характеристики, принятые по сечению брутто, не изменились.
Стенка устойчива в плоскости изгиба, если 
125,5/0,8 = 156,87 > 1.12 
Стенка неустойчива, дальнейший расчет ведется по ослабленному сечению Ант.