變截面門式鋼架結構分析與優(yōu)化設計.pdf

1、門式鋼架結構是目前國內應用最為廣泛的輕型鋼結構，具有施工便捷、自重輕、擴建靈活等特點。目前慣用的結構設計方法是先假定截面，再驗算強度、剛度、穩(wěn)定性、構造等，這種設計方法大多依賴于設計者的經驗水平，截面尺寸設計的不合理會導致經濟上的損失，工程造價的增加。所以，文章對于變截面門式鋼架結構的優(yōu)化設計工作是具有很大的現(xiàn)實意義與經濟意義。
　　 首先簡介了門式鋼架結構的國內外研究現(xiàn)狀，然后簡介了門式鋼架的結構特點，布置、內力設計方法，以國

2、家建筑設計規(guī)范:《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2012)、《門式鋼架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程》(CECS102:2002)、《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011-2010)為優(yōu)化設計工作的基礎與設計依據(jù)。
　　 利用APDL參數(shù)化設計語言對結構的單榀進行參數(shù)化建模，首先對整體結構進行力學分析，得到原結構的應力，最大位移。將最大應力，最大位移與規(guī)范中的要求相比較，可以驗證原結構是安全的。然后以梁、柱截面的各項尺寸參數(shù)為設計變

3、量，以結構最大應力，位移為狀態(tài)變量，以門式鋼架的體積最輕為優(yōu)化目標，借助ANSYS的優(yōu)化設計模塊，對一個原結構進行了優(yōu)化設計，并且分別比較柱間距為5.1m，4.8m，5.7m三個情況下的優(yōu)化結果，得到結論原柱間距是最優(yōu)的選擇。選擇在5.1m柱間距下最優(yōu)化的截面參數(shù)，最終使結構單榀的體積從0.22562m3降低到0.1857m3，比原設計節(jié)約17.7％，結構總體積12榀鋼架可以累積節(jié)約鋼材3.76噸，有很大的實際應用價值。