轻型门式刚架设计阶段的优化

摘要

在轻型钢结构中,轻型门式刚架建筑具有施工周期短、结构自重轻、综合经济效益好等优点。随着我国经济发展,工业和民用建筑中对轻型门式刚架的需求日益增加,所以在结构的设计过程中,结构参数和结构样式的选择是结构安全和经济的关键。
　　本文结合具体的计算实例,应用门式刚架设计理论和SAP2000有限元软件对轻型门式刚架结构的部分参数进行分析优化,选出设计过程中适宜的结构坡度、高跨比、斜梁变截面位置和梁柱的节点连接样式。并利用MATLAB和C++软件编制斜梁优化程序,对刚架中的斜梁高度进行优化,优化后斜梁用钢量节约6％~7%。
　　本文考虑刚架结构实际使用过程中的情况,分析门式刚架中蒙皮效应中对结构整体的影响,利用正交各向异型平板等效压型钢板,采用SAP2000对结构中蒙皮效应进行建模分析,得到蒙皮体系能够有效参与抵抗水平载荷,可加强结构的整体刚度,对结构的侧向位移有着良好的约束作用,可减小结构构件尺寸,降低结构的钢材用量。
　　本文对轻型门式刚架结构在设计阶段的参数和结构样式的分析优化,为轻型门式刚架结构在设计时提供一些参考。

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第一章 绪论

1.1钢结构介绍

1.2轻型门式刚架的特点与发展

1.3研究目的和工作

第二章 门式刚架设计理论

2.1门式刚架结构形式

2.2门式刚架结构布置

2.3结构荷载与组合

2.4结构计算和设计

2.5本章小结

第三章 单榀门式刚架设计参数的优化研究

3.1力法对于门式刚架内力求解的应用

3.2门式刚架内力计算

3.3坡度对结构性能影响的研究

3.4高跨比对结构性能影响的研究

3.5门式刚架中变截面斜梁的优化

3.6门式刚架中斜梁同刚架柱连接节点的选择

第四章 蒙皮效应对门式刚架的影响研究

4.1受力蒙皮作用机理

4.2蒙皮单元简化计算

4.3蒙皮效应对整体结构影响的有限元分析

4.4蒙皮效应对结构其余功能构件的影响

4.4本章小结

第五章 总结与展望

5.1本文总结

5.2展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果

致谢