门式刚架轻钢结构截面优化设计研究

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门式刚架是目前轻钢结构中应用最广泛的一种钢结构形式,具有造型轻巧、施工快捷、经济效益高等许多优点,目前正在成为钢结构建筑中一个重要的分支。 本文系统的阐述了门式刚架的结构特点、使用范围,分析了门式刚架结构的受力特点,详细地介绍了门式刚架的设计方法、内力计算方法及各构件截面的设计。以此为基础,本文提出了有效的设计变量,以用钢量最少为目标函数,以各构件在各种荷载作用下应满足强度、刚度、整体稳定性、局部稳定为约束建立数学模型。 本文利用大型有限元软件——ANSYS对结构进行分析,借助ANSYS优化程序进行优化设计,得到最有设计方案。研究表明,通过优化设计所得的结果比使用传统设计方法所得结果有较大降低结构成本的效果,优化技术在结构设计中有很好的工程应用价值,本文的优化设计方法对类似的结构设计可以推广应用。
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