钢结构优化方案设计书

1、钢结构优化设计工具箱一、作品简介 11二、作品的详细功能列表 16三、作品的主要交互界面 25四、作品的部分测试数据37一、作品简介1.研究背景和意义近20年来，随着我国国民经济的快速增长及国家政策的调整，我 国已经成为世界上的产钢大国，再加上钢结构自身的诸多优点（如： 自重轻、工期短、抗震性能好等），这一切都使得发展中的钢结构已经 成为结构工程中一个重要的并富有活力的分支，广泛、深入地应用钢 结构已成不可避免的现实。建设部在调整修订我国建筑技术改革中， 亦明确提出推广应用钢结构。但同时，我们还应该看到，目前国内钢 结构专业设计队伍还比较薄弱，还不能很好地满足钢结构设计新形式 的要求，多数结构

2、工程师仍不熟悉钢结构设计规范，以致在一些工 程设计中出现严重的技术经济不合理现象，甚至造成工程质量事故。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。随着钢结构在土木工程领域的应用日益广泛，钢结构设计水平已 经成为评价一个国家建筑结构设计水准的重要标志。为了进一步提高 钢结构设计水平和效率，目前国内一些科研单位和院校已经开发了一 些符合我国设计规范要求的钢结构设计软件，如中国建筑科学研究院的STS、同济大学开发的启明星等，由于这些软件一般都是针对某种 确定钢结构体系的结构设计系统，所以软件的功能虽然庞大，但是过 程繁琐、通用性差，不利于设计人员作为工具灵活使用。另外，几乎 所有的钢结构设计软件都没有采用优化设计，即设

3、计结果只以满足相 关规范要求为前提，而忽略了经济性（优化）原则 。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。在国外，目前还未见到有关钢结构优化设计的软件产品，虽然一些结构分析软件存在着优化功能，如美国的SAP、ANSYS软件，但由于其缺乏针对性，且不符合我国国情（即不符合我国相关规范的要 求），所以很难将其推广应用于我国工程界 。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。由此可见，开发一套即符合我国国情，又经济可靠的优化设计软 件具有很大的必要性和广阔的应用前景。正是基于上述原因，我们才准备开发这套钢结构优化设计软件。2作品采用的技术方案1）采用逆推原理，将规范中盘根错节的系数查询还原为明确的计算 公式，简化查询过程；2） 利用改进

4、的遗传算法对钢结构构件进行离散变量优化设计，符合 工程实际；3）型钢库包含中、美、日等国最新的型钢数据资料，可满足用户的 多种查询形式和多种升级方式的需求；4）采用最新的工程分析计算语言 Fortran Power Station 4.0进行编 程实现；5）界面采用VB.NET编程实现，友好、方便。3作品的特色本软件以即将颁布的新钢结构设计规范为依托，严格遵循规 范中的各项要求，但同时又摆脱了规范中的各种条文和表格的束缚， 将文字和公式具体化，直接应用于实际工程设计中，为广大设计者提 供了便利。另外，本软件所特有的钢结构优化设计，不但能充分体现 工程界一贯所追求的安全、适用和经济的宗旨，而且也

5、符合我国目前 的国情；它既能应用于实践，又能指导实践，是结构整体优化所必须 的重要基础工作，必将成为结构工程师的高效工具，具有很大的理论 和实际意义。 酽锕极額閉镇桧猪訣锥。本软件不但能帮助设计者很好地了解和掌握钢结构设计规范 的要求，而且还能指导设计者对钢结构进行快速优化设计，具有广阔 的推广前景和显著的经济效益。 彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。4.遗传算法用于解决工程结构优化问题的科学性和先进性实际工程结构优化问题多数属于非线性规划问题，且其中待优化的变量往往不一定是连续变化的，更多的是离散的，例如建筑物尺寸要 符合模数要求，钢筋与型钢都是有一定的规格和型号，并不是连续变 化的等等。因此考虑设计变

6、量从预定的离散序列中取值，更符合实际， 艮卩謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。xdi1, di2, diq /式中，di1为第i个设计变量可取的第一个离散值，余同，共有q个离散值。离散变量优化问题的基本特点是变量取值的离散性，可行解集 在设计空间中呈散点状分布，即可行域变为可行离散解，从而数学模 型中目标函数和约束函数不再具有连续性与可微性。这一系列的特点 决定了结构优化问题的复杂性，即结构优化问题具有非线性、离散性、 不可微、非凸性等特点。传统的优化方法对优化模型一般都有其自身 的使用要求，如：连续性、可微性、非凹性等等。此时，若继续采用 传统优化方法对工程结构问题进行优化必然会影响工程结构优化领域 的

7、可持续发展。显然，寻找一种既符合工程结构优化问题的特点，又 简单、实用的优化算法已经成为工程结构优化设计者一项迫在眉睫的 任务 。 厦礴恳蹒骈時盡继價骚。遗传算法乃是建立在达尔文的生物进化论和孟德尔的遗传学说基 础上的算法，它通过全面模拟自然选择和遗传机制， 形成一种具有“生 成+检验”特征的搜索算法。遗传算法以编码空间代替问题的参数空 间，以适应度函数为评价依据，以编码群体为进化基础，以对群体中 个体位串的遗传操作实现选择和遗传机制，建立起一个迭代过程。在 这一过程中，通过随机重组编码位串中重要的基因，使新一代的位串 集合优于老一代的位串集合，群体的个体不断进化，逐渐接近最优解, 最终达到求

8、解问题的目的 。 茕桢广鳓鯡选块网羈泪。与传统优化方法相比，遗传算法对优化模型的要求甚低，它不要 求函数的连续性和可微性，不要求设计空间的连通性和非凹性，因而 其具有很强的通用性。另外，遗传算法还具有智能式搜索、渐进式优 化、全局最优等众多的优点。遗传算法的这些特点和优点决定了其在 优化领域中具有着强大的生命力和活力，同时也为其在工程结构优化 领域中的应用成为可能。大量的工程优化实例证实了遗传算法用于解 决工程结构优化问题具有很好的科学性和先进性。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。5作品主要功能介绍5.1主框图5.2主要子框图对接焊缝连接连角焊缝连接tJ验普通螺栓连接算摩擦型高强度螺栓连接承压型高强度螺栓

9、连接LJ注：基本构件验算子框图与基本构件优化子框图内容相同，此处不再 重复。二、作品的详细功能列表1 .连接验算1.1对接焊缝轴心受力直焊缝轴心受力斜焊缝弯矩和剪力共同作用下连接板对接焊缝弯矩、剪力和轴力共同作用下工字形连接对接焊缝弯矩、剪力共同作用下工字形连接板对接焊缝1.2角焊缝轴心受力两板叠放角焊缝轴心受力两板通过两连接板连接的角焊缝弯矩、剪力和轴力共同作用下T形连接角焊缝弯矩、剪力共同作用下工字形连接角焊缝弯矩、剪力共同作用下T形牛腿连接角焊缝扭矩、剪力共同作用下牛腿板连接角焊缝相并角钢与节点板通过两面侧焊连接相并角钢与节点板通过三面围焊连接1.3普通螺栓轴心受剪螺栓偏心受剪螺栓轴心受

10、拉螺栓弯矩受拉螺栓偏心受拉（无剪力）螺栓拉、剪联合作用螺栓1.4摩擦型高强度螺栓轴心受剪螺栓142偏心受剪螺栓143轴心受拉螺栓144弯矩受拉螺栓145偏心受拉（无剪力）螺栓拉、剪联合作用螺栓1.5承压型高强度螺栓轴心受剪螺栓偏心受剪螺栓轴心受拉螺栓弯矩受拉螺栓偏心受拉（无剪力）螺栓拉、剪联合作用螺栓2 .连接优化设计2.1角焊缝轴心受力两板通过两连接板连接的角焊缝弯矩、剪力和轴力共同作用下T形连接角焊缝扭矩、剪力共同作用下牛腿板连接角焊缝相并角钢与节点板通过两面侧焊连接相并角钢与节点板通过三面围焊连接2.2普通螺栓轴心受剪螺栓偏心受剪螺栓轴心受拉螺栓弯矩受拉螺栓偏心受拉（无剪力）螺栓拉、剪联

11、合作用螺栓2.3摩擦型高强度螺栓231轴心受剪螺栓232偏心受剪螺栓233轴心受拉螺栓234弯矩受拉螺栓偏心受拉（无剪力）螺栓拉、剪联合作用螺栓2.4承压型高强度螺栓轴心受剪螺栓偏心受剪螺栓轴心受拉螺栓弯矩受拉螺栓偏心受拉（无剪力）螺栓拉、剪联合作用螺栓3 .疲劳验算3.1 一般常幅疲劳3.2重级工作制吊车梁和重级、中级工作制吊车桁架3.3变幅疲劳4 .系数查询4.1轴心受压构件的稳定系数普通钢结构轴心受压构件的稳定系数冷弯薄壁型钢结构轴心受压构件的稳定系数 4.2梁的整体稳定系数普通钢结构受弯构件的整体稳定系数焊接工字形简支梁轧制H型钢简支梁轧制普通工字钢简支梁轧制槽钢简支梁的421.5双轴

12、对称工字形等截面（含 H型钢）悬臂梁422冷弯薄壁型钢结构受弯构件的整体稳定系数4.3柱的计算长度系数无侧移框架柱有侧移框架柱柱上端为自由的单阶柱柱上端可移动但不转动的单阶柱柱上端为自由的双阶柱柱上端可移动但不转动的双阶柱5 .基本构件优化5.1受弯构件普通钢结构梁优化设计型钢梁优化设计热轧普通工字型钢.2 H 型钢.3 T 型钢热轧普通槽型钢组合组合梁优化设计（不考虑腹板屈曲后强度）组合双轴对称工字形钢梁组合单轴对称工字型钢梁组合双轴对称箱形1钢梁组合单轴对称箱形1钢梁组合双轴对称箱形2钢梁组合梁优化设计（考虑腹板屈曲后强度）组合双轴对称工字形钢梁组合单轴对称工字

13、形钢梁檩条优化设计5.121热轧普通槽钢5.122冷弯薄壁槽钢5.123!冷弯薄壁卷边槽钢冷弯薄壁直卷边Z形钢5.2轴心受压构件实腹式型钢柱优化设计热轧普通工字型钢 H 型钢 T 型钢热轧槽钢组合热轧等边角钢T形组合热轧不等边角钢短肢相并组合热轧不等边角钢长肢相并组合热轧等边角钢十字形组合热轧无缝钢管实腹式组合柱优化设计组合双轴对称工字形组合单轴对称工字形组合双轴对称箱形1组合双轴对称箱形2组合双轴对称十字形（45度）组合T形组合双轴对称复合工字形1组合双轴对称复合工字形2格构式型钢柱优化设计缀条柱：分肢为工字型钢缀条柱523.2分肢为H型钢缀条柱523.3分肢为槽

14、钢1缀条柱分肢为槽钢2缀条柱分肢为等边角钢缀条柱（四肢）分肢为钢管缀条柱（三肢）缀板柱：分肢为工字型钢缀板柱分肢为H型钢缀板柱分肢为槽钢1缀板柱分肢为槽钢2缀板柱分肢为等边角钢缀板柱（四肢）格构式组合柱优化设计缀条柱：分肢为工字形组合缀条柱缀板柱：分肢为工字形组合缀板柱5.3单向压弯构件实腹式型钢柱优化设计热轧普通工字型钢 H 型钢热轧槽钢组合 T 型钢热轧等边角钢T形组合热轧不等边角钢短肢相并组合热轧不等边角钢长肢相并组合实腹式组合柱优化设计组合双轴对称工字形5.322组合单轴对称工字形5.323组合双轴对称箱形1组合双轴对称箱形2组合T形格构式（弯矩绕实轴y y

15、）型钢柱优化设计 缀条柱：分肢为工字型钢缀条柱分肢为H型钢缀条柱分肢为槽钢1缀条柱分肢为槽钢2缀条柱 缀板柱：分肢为工字型钢缀板柱分肢为H型钢缀板柱分肢为槽钢1缀板柱分肢为槽钢2缀板柱格构式（弯矩绕实轴y y）组合柱优化设计 缀条柱：分肢为工字形组合缀条柱 缀板柱：分肢为工字形组合缀板柱格构式（弯矩绕虚轴x x）型钢柱优化设计 缀条柱：分肢为工字型钢缀条柱分肢为H型钢缀条柱分肢为槽钢1缀条柱分肢为槽钢2缀条柱分肢为工字型钢和槽钢组合缀条柱缀板柱：535.6分肢为工字型钢缀板柱535.7分肢为H型钢缀板柱格构式（弯矩绕虚轴x x）组合柱优化设计 缀条柱：分肢为工字形组合双轴对称缀条柱5.362分

16、肢为工字形组合单轴对称缀条柱5.4双向压弯构件实腹式型钢柱优化设计541.1热轧普通工字型钢 H 型钢实腹式组合柱优化设计双轴对称工字形双轴对称箱形1双轴对称箱形2格构式型钢柱优化设计缀条柱：分肢为工字型钢缀条柱分肢为H型钢缀条柱分肢为槽钢1缀条柱分肢为槽钢2缀条柱分肢为工字型钢和槽钢组合缀条柱 缀板柱：分肢为工字型钢缀板柱分肢为H型钢缀板柱分肢为槽钢1缀板柱分肢为槽钢2缀板柱543.10分肢为工字型钢和槽钢组合缀板柱544格构式组合柱优化设计缀条柱：分肢为工字形组合双轴对称缀条柱分肢为工字形组合单轴对称缀条柱缀板柱：分肢为工字形组合双轴对称缀板柱分肢为工字形组合单轴对称缀板柱6

17、 .基本构件验算（包含了基本构件优化中的所有内容，请参照5.基本构件优化，此处不再重复。）7 .型钢库查询及维护（型钢库包含了中国目前所生产的所有型钢以及部分美国和日本 的常用型钢的型号以及各种相关参数。）7.1型钢查询7.2型钢库维护7.3系统型钢库设置&钢屋盖优化设计（包括标准跨度和非标准跨度，可根据用户需要任意调整。）三、作品的主要交互界面1. 软件主界面2. 基本构件优化一一受弯构件优化3. 基本构件优化轴心受压构件优化4. 基本构件优化单向压弯构件优化5. 基本构件优化双向压弯构件优化6. 连接优化角焊缝连接优化7. 连接优化一一普通螺栓连接优化8. 连接优化一一高强螺栓连接

18、优化9. 钢屋架优化设计屋架样式设计10. 钢屋架优化设计一一屋架外部荷载信息11. 钢屋架优化设计一一天窗及吊车荷载信息12. 钢屋架优化设计一一垂直支撑及连杆布置13. 钢屋架优化设计优化计算结果14. 基本构件验算15. 连接验算16. 疲劳验算17. 型钢数据库一一型钢查询18. 型钢数据库一一型钢库维护19. 型钢数据库一一型钢库系统设置20. 设计系数查询轴压构件稳定系数查询21. 设计系数查询梁整体稳定系数查询22. 设计系数查询一一柱计算长度系数查询23. 钢结构设计规范 GBJ17 88查询四、作品的部分测试数据1 .基本构件优化1.1受弯构件组合双轴对称工字形钢梁优化（不考

19、虑腹板屈曲后强度）结果： 籟丛妈羥为贍债蛏练淨。组合双轴对称工字形钢梁优化（不考虑腹板屈曲后强度）一一优化条件：翼缘宽度X1 :下限值：100上限值：2000增量值：10翼缘厚度X2 :下限值：4上限值：100增量值：2腹板高度X3 :下限值：100上限值：2000增量值：10腹板厚度X4 :下限值：4上限值：100增量值：2容许挠度值：L/150绕x轴作用的最大弯矩设计值Mx: 300绕y轴作用的相应截面处的弯矩设计值 My : 0最大剪力设计值V: 100腹板计算高度边缘最不利弯矩设计值：250腹板计算高度边缘最不利剪力设计值：100 绕x轴作用的最大弯矩标准值Mk: 260 钢材的抗拉、

20、抗压和抗弯强度设计值：215 钢材的抗剪强度设计值：125构件的计算长度Io : 6000钢材的屈服强度值：235梁加劲肋设置情况：只配置横向加劲肋需要验算整体稳定梁受压翼缘的自由长度li: 3000项次：1 預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。组合双轴对称工字形钢梁优化（不考虑腹板屈曲后强度） -果：每单位长度构件体积（mm3/mm）二6240.00*参数优化值*翼缘宽度x1:220.00翼缘厚度x2:8.00腹板高度x3:680.00腹板厚度x4:4.00*优化结*截面控制条件* 最大正应力：抗弯强度设计值： 最大剪应力：抗剪强度设计值： 不利点折算应力：折算应力上限值： 最大挠度值：容许挠度值：翼缘宽

21、厚比：翼缘宽厚比上限值腹板高厚比：腹板高厚比下限值 腹板高厚比上限值200.24215.0040.12125.00170.61236.509.6840.0013.5015.00170.0080.00170.00整体稳定值：211.60整体稳定上限值：215.00*截面优化成功*1.2轴心受压构件实腹式轴心受压H型钢优化设计优化结果： 渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。实腹式轴心受压H型钢优化设计优化条件：轴力N : 1000Xtl 215钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值： 钢材的屈服强度值：235 截面削弱面积：300构件绕x轴的计算长度：6000构件绕y轴的计算长度：3000 构件的容许长细比入：150

22、 铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。实腹式轴心受压H型钢优化设计优化结果：第1个优选结果：类别型钢号H截面面积HW200 X200200 X2006428最大压应力：163.19抗压强度设计值：215.00最大整体稳定值：206.69整体稳定上限值：215.00最大长细比：69.69容许长细比：150.00第2个优选结果:类别型钢号H XB396 X199截面面积7216最大压应力：144.59抗压强度设计值：215.00最大整体稳定值：180.27整体稳定上限值：215.00最大长细比：66.96容许长细比：150.00HN400 X200第3个优选结果：类别型钢号HW200 X200H XB#200

23、X204截面面积7228最大压应力：144.34抗压强度设计值：215.00最大整体稳定值：187.08整体稳定上限值：215.00最大长细比：71.86容许长细比：150.00*截面优选成功*1.3单向压弯构件格构式（弯矩绕虚轴x x）型钢缀条柱优化设计 工字型钢和槽钢 组合结果： 擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。格构式（弯矩绕虚轴x X）型钢缀条柱优化设计 工字型钢和槽钢组合一一优化条件：两分肢轴线长度X1 :下限值：100 上限值：3000增量值：10缀条倾角0:下限值：40上限值：70增量值：5分肢1 （工字钢）选择范围：下限值：1 上限值：39增量值：1分肢2 （槽钢）选择范围:下限值：1 上

24、限值：35增量值：1缀条选择范围：下限值：1上限值：82增量值：1最不利荷载组合一：轴力N: 500弯矩Mx: 300剪力V: 100最不利荷载组合二：轴力N : 400弯矩Mx : 450剪力V: 100钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值：215钢材的屈服强度值：235截面削弱面积：0构件绕x轴的计算长度lox: 12000构件绕y轴的计算长度loy: 4000等效弯矩系数Bmx： 0.85 构件的容许长细比入:150角焊缝强度设计值：160 贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。格构式（弯矩绕虚轴x X）型钢缀条柱优化设计组合优化结果：每单位长度构件体积(mm3/mm)=13054.58*参数优化值*两分肢

25、轴线长度X1：1100.00缀条倾角0°40.0型钢号分肢1型钢：125a分肢2型钢：25c型钢号工字型钢和槽钢IAJV I缀条型钢：/ 100 >6缀条与柱肢以三面围焊的形式连接，焊缝高度为：6*截面控制条件*最大正应力：136.87抗弯强度设计值：215.00平面内整体稳定值：125.67分肢工字钢最大稳定值：154.87分肢槽钢最大稳疋值：202.89稳定上限值：215.00构件最大长细比：84.19缀条长细比：71.65容许长细比：150.00缀条强度值：64.36缀条强度设计值：215.00缀条稳定值：104.38缀条稳定上限值：215.00缀条焊缝强度值：149.8

26、6缀条焊缝强度设计值：160.00*截面优化成功*1.4双向压弯构件双向压弯格构式组合缀条柱优化设计（工字形组合单轴对称）结果： 坛搏乡囂忏蒌鍥铃氈淚。双向压弯格构式组合缀条柱优化设计（工字形组合单轴对称） 优化条件：分肢2翼缘宽度X1 :下限值：100上限值:1000增量值：10分肢翼缘厚度X2 :下限值：4上限值：100增量值：2分肢腹板高度X3 :下限值：100上限值：1000增量值：10分肢2腹板厚度X4 :下限值：4上限值：100增量值：2分肢1翼缘宽度X5 :下限值：100上限值:1000增量值：10分肢1腹板厚度X6 :下限值：4上限值：100增量值：2两分肢轴线长度X7 :下限

27、值：100上限值：1000增量值：10缀条倾角9:下限值：40上限值：70增量值：5缀条选择范围：下限值：1上限值：82增量值：1翼缘制作工艺：翼缘为焰切边在弯矩Mx作用下：平面内等效弯矩系数Bmx : 0.85 在弯矩My作用下：平面内等效弯矩系数pmy : 0.85平面外等效弯矩系数Pty : 0.85轴力N : 1000最大弯矩Mx: 500最大弯矩My: 400最大剪力V: 100钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值：215钢材的屈服强度值：235截面削弱面积：0I Mm构件绕X轴的计算长度lox : 9000构件绕y轴的计算长度loy: 3000 构件的容许长细比入：150 角焊缝强度设

28、计值：160 蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。双向压弯格构式组合缀条柱优化设计（工字形组合单轴对称） 优化结果：每单位长度构件体积（mm3/mm）二24172.58 *参数优化值*分肢2翼缘宽度x1:220.00分肢翼缘厚度x2:10.00分肢腹板高度x3:570.00分肢2腹板厚度x4:8.00分肢1翼缘宽度x5:290.00分肢1腹板厚度x6:10.00两分肢轴线长度x7:990.00缀条倾角9（°）：40.0型钢号缀条型钢：/ 100 X6缀条与柱肢以三面围焊的形式连接，焊缝高度为：6*截面控制条件*最大正应力：214.55抗弯强度设计值：215.00整体稳定值：187.33分肢1平面内

29、（绕自身强轴）稳定值：192.20分肢1平面外（绕自身弱轴）稳定值：213.31分肢2平面内（绕自身强轴）稳定值：64.87分肢2平面外（绕自身弱轴）稳定值：81.31稳定上限值：215.00分肢1翼缘宽厚比：14.00分肢1翼缘宽厚比上限值：15.00分肢1腹板高厚比：57.00分肢1腹板高厚比上限值：57.43分肢2翼缘宽厚比：10.60分肢2翼缘宽厚比上限值：13.00分肢2腹板高厚比：71.25分肢2腹板高厚比上限值：83.25构件最大长细比：64.49缀条长细比：64.49容许长细比：150.00缀条强度值：64.36缀条强度设计值：215.00缀条稳定值：100.29缀条稳定上限值

30、：215.00缀条焊缝强度值：149.86缀条焊缝强度设计值：160.00*截面优化成功*2 .连接优化2.1角焊缝连接轴心受力两板通过两连接板连接的角焊缝优化结果： 買鯛鴯譖昙膚遙闫撷凄。轴心受力两板通过两连接板连接的角焊缝优化优化条件:连接板宽度x1 :下限值：100上限值：1000增量值：10连接板长度x2 :下限值：100上限值：1000增量值：10连接板厚度x3 :下限值：12上限值：100增量值：2焊缝高度x4 :下限值：12上限值：100增量值：2轴力N : 1000被连接板宽度B: 300被连接板厚度t1 : 12角焊缝强度设计值：160 结构直接承受动力荷载 綾镝鯛駕櫬鹕踪韦

31、辚糴。轴心受力两板通过两连接板连接的角焊缝优化优化结果:*参数优化值*连接板宽度x1:120.000连接板长度（单侧）x2:120.000连接板厚度x3:16.000焊缝高度x4:14.000*连接控制条件*两条端焊缝最大承载力：376.320在满足端焊缝最大受力的前提下，侧焊缝应力：138.350角焊缝强度设计值：160.000最小焊缝高度：6.000最大焊缝高度：14.000最小焊缝长度：112.000最大焊缝长度：840.000连接板与被连接板截面面积比值1.067连接板与被连接板截面面积比下限值：1.000 *连接优化成功*2.2普通螺栓连接偏心受剪普通螺栓连接优化结果： 驅踬髏彦浃绥

32、譎饴憂锦偏心受剪普通螺栓连接优化 一一优化条件：螺栓直径x1 :下限值：10上限值：100增量值：1螺栓列数x2 :下限值：1上限值：100增量值：1螺栓行数x3 :下限值：1上限值：100增量值：1连接板高度x4 :下限值：100上限值：1000增量值：10剪力V: 300偏心距e: 300柱翼缘宽度11 : 300柱翼缘厚度t1 : 12连接板厚度t2 : 12柱腹板厚度t3 : 12普通螺栓抗剪强度设计值：130普通螺栓承压强度设计值：305连接板长度和螺栓总面积的权重比值：100连接板拉、弯、剪强度设计值：215 猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。偏心受剪普通螺栓连接优化优化结果：=螺栓排列采用错

33、列连接=*参数优化值*螺栓直径（mm）:12螺栓列数（单侧）x2:4.00螺栓行数x3:10.00连接板高度x4:510.00螺栓边距x5:30.00螺栓边距x6:20.00螺栓间距x7:30.00螺栓间距x8:80.00螺栓间距x9:50.00所使用的螺栓数（单侧）:38*连接控制条件*最不利螺栓所受剪力：13.707单个螺栓抗剪承载力设计值：14.703单个螺栓承压承载力设计值：43.920*连接优化成功*=螺栓排列采用并列连接fl*参数优化值*螺栓直径（mm）:螺栓列数（单侧）x2:螺栓行数x3:连接板高度x4:螺栓边距x5:螺栓边距x6:螺栓间距x7:螺栓间距x8:123.0012.0

34、0500.00鼻吐30.0020.0050.0060.00X8X7 ,XB 忑佔6比 !护螺栓间距x9:40.00所使用的螺栓数（单侧）:36*连接控制条件*最不利螺栓所受剪力：14.348单个螺栓抗剪承载力设计值：14.703单个螺栓承压承载力设计值：43.920*连接优化成功*2.3高强度螺栓连接拉、剪联合作用摩擦型高强度螺栓连接优化结果： 锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。拉、剪联合作用摩擦型高强度螺栓连接优化优化条件：螺栓直径x1 :下限值：M16上限值:M301螺栓列数x2 :下限值：1上限值：100螺栓行数x3 :下限值：1上限值：100螺栓分布区域长度x4 :下限值：100上限值：10001

35、0轴力N : 100弯矩M : 100剪力V: 100螺栓性能等级：8.8级摩擦面抗滑移系数：0.45连接板宽度11 :300柱翼缘厚度t1 :12连接板厚度t2 :12增量值：增量值：1增量值：1增量值：连接件厚度t3 : 12连接板长度和螺栓总面积优化权重比值：10钢材强度设计值：215 構氽頑黉碩饨荠龈话骛。拉、剪联合作用摩擦型高强度螺栓连接优化优化结果:=螺栓排列采用错列连接=*参数优化值螺栓直径（mm）:20螺栓列数（单侧）x2:1.00螺栓行数x3:5.00螺栓分布区域长度x4:620.00螺栓边距x5:50.00螺栓边距x6:80.00螺栓间距x7:.00螺栓间距x8:140.0

36、0螺栓间距x9:130.00所使用的螺栓数（单侧）:5*连接控制条件*螺栓群所受剪力：100.000螺栓群抗剪承载力设计值总和：420.966最不利螺栓所受拉力：86.923单个螺栓抗拉承载力设计值：88.000*螺栓直径（mm）:16螺栓列数（单侧）x2:2.00螺栓行数x3:5.00螺栓分布区域长度x4:480.00螺栓边距x5:40.00螺栓边距x6:50.00螺栓间距x7:60.00螺栓间距x8:80.00螺栓间距x9:100.00所使用的螺栓数（单侧）:10*连接控制条件*螺栓群所受剪力：100.000螺栓群抗剪承载力设计值总和：384.750 最不利螺栓所受拉力：55.000单个螺

37、栓抗拉承载力设计值：56.000*连接优化成功* 3 .基本构件验算（以单向压弯实腹式组合双轴对称箱形柱为例）单向压弯实腹式组合柱验算（组合双轴对称箱形）结果： 輒峄陽檉簖疖網儂號泶。单向压弯实腹式组合柱验算（组合双轴对称箱形）一一验算条件:翼缘宽度X1 : 300翼缘宽度X2 : 100翼缘厚度X3 : 12腹板高度X4 : 400 腹板厚度X5 : 12最不利荷载组合一：轴力N : 200 弯矩Mx : 400最不利荷载组合二：轴力N: 300 弯矩Mx: 300钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值：215 钢材的屈服强度值：235截面削弱面积：0构件绕x轴的计算长度lox: 2000构件绕y

38、轴的计算长度loy: 2000 等效弯矩系数Bmx: 0.85 等效弯矩系数Btx: 0.85 构件的容许长细比入:150 尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。单向压弯实腹式组合柱验算（组合双轴对称箱形）验算结果:最大正应力：135.97抗弯强度设计值：215.00平面内整体稳定值：117.11平面外整体稳定值：88.55整体稳定上限值：215.00翼缘中部宽厚比：25.00翼缘中部宽厚比上限值：40.00翼缘自由边宽厚比：7.33翼缘自由边宽厚比上限值：13.00腹板高厚比：33.33腹板高厚比上限值：57.97最大长细比：13.36容许长细比：150.00*该验算截面满足要求* 4 .连接验算（以弯矩、

39、剪力共同作用下工字形对接焊缝连接为例）弯矩、剪力共同作用下工字形连接板对接焊缝验算结果： 识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。弯矩、剪力共同作用下工字形连接板对接焊缝验算一一验算条件: 弯矩M : 100剪力V: 100上翼缘宽度bl : 200上翼缘厚度t1 : 12下翼缘宽度b2 : 200下翼缘厚度t2 : 12腹板高度h。： 200腹板厚度tw: 12对接焊缝抗拉强度设计值：185对接焊缝抗压强度设计值：215对接焊缝抗剪强度设计值：125要求采用引弧板施焊 凍鈹鋨劳臘错痫婦胫籴。弯矩、剪力共同作用下工字形连接板对接焊缝验算一一验算结果:上翼缘最大拉应力：180.67对接焊缝抗拉强度设计值：185.00下翼缘最大压应力：180.67对接焊缝抗压强度设计值：215.0042.26最大剪应力：125.00171.85171.85203.50对接焊缝抗剪强度设计值：腹板与上翼缘交界点处的折算应力为 腹板与下翼缘交界点处的折算应力为 折算强度设计值：*该连接满足要求*5.钢屋架优化设计钢屋架优化设计计算条件：屋架跨度：27