y型钢

y型钢

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2023年3月20日发(作者：个人需求)

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。

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。

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SAPANS丫歎件，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。

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FortranPowerStation4.0进行编程实现；

5）界面采用编程实现，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。

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。

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。因此考虑设计变量从预定

的离散序列中取值，更符合实际，即

洛：di1,di2厂，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。

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

求解问题的目的。

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。

5•作品主要功能介绍

5.1主框图

5.2主要子框图

基本构件优化

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

1.1.1轴心受力直焊缝

1.1.2轴心受力斜焊缝

1.1.3弯矩和剪力共同作用下连接板对接焊缝

1.1.4弯矩、剪力和轴力共同作用下工字形连接对接焊缝

1.1.5弯矩、剪力共同作用下工字形连接板对接焊缝

1.2角焊缝

1.2.1轴心受力两板叠放角焊缝

1.2.2轴心受力两板通过两连接板连接的角焊缝

1.2.3弯矩、剪力和轴力共同作用下T形连接角焊缝

1.2.4弯矩、剪力共同作用下工字形连接角焊缝

1.2.5弯矩、剪力共同作用下T形牛腿连接角焊缝

1.2.6扭矩、剪力共同作用下牛腿板连接角焊缝

1.2.7相并角钢与节点板通过两面侧焊连接

1.2.8相并角钢与节点板通过三面围焊连接

1.3普通螺栓

1.3.1轴心受剪螺栓

1.3.2偏心受剪螺栓

1.3.3轴心受拉螺栓

1.3.4弯矩受拉螺栓

1.3.5偏心受拉（无剪力）螺栓

1.3.6拉、剪联合作用螺栓

1.4摩擦型高强度螺栓

1.4.1轴心受剪螺栓

1.4.2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

1.4.6拉、剪联合作用螺栓

1.5承压型高强度螺栓

1.5.1轴心受剪螺栓

1.5.2偏心受剪螺栓

1.5.3轴心受拉螺栓

1.5.4弯矩受拉螺栓

1.5.5偏心受拉（无剪力）螺栓

1.5.6拉、剪联合作用螺栓

2.连接优化设计

2.1角焊缝

2.1.1轴心受力两板通过两连接板连接的角焊缝

2.1.2弯矩、剪力和轴力共同作用下T形连接角焊缝

2.1.3扭矩、剪力共同作用下牛腿板连接角焊缝

2.1.4相并角钢与节点板通过两面侧焊连接

2.1.5相并角钢与节点板通过三面围焊连接

2.2普通螺栓

2.2.1轴心受剪螺栓

2.2.2偏心受剪螺栓

2.2.3轴心受拉螺栓

2.2.4弯矩受拉螺栓

2.2.5偏心受拉（无剪力）螺栓

2.2.6拉、剪联合作用螺栓

2.3摩擦型高强度螺栓

2.3.1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

2.3.5偏心受拉（无剪力）螺栓

2.3.6拉、剪联合作用螺栓

2.4承压型高强度螺栓

2.4.1轴心受剪螺栓

2.4.2偏心受剪螺栓

2.4.3轴心受拉螺栓

2.4.4弯矩受拉螺栓

2.4.5偏心受拉（无剪力）螺栓

2.4.6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

4.1.1普通钢结构轴心受压构件的稳定系数

4.1.2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

4.2.1普通钢结构受弯构件的整体稳定系数

4.2.1.1焊接工字形简支梁

4.2.1.2轧制H型钢简支梁

4.2.1.3轧制普通工字钢简支梁

4.2.1.4轧制槽钢简支梁的

4.2.1.5双轴对称工字形等截面（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

4.3.1无侧移框架柱

4.3.2有侧移框架柱

433柱上端为自由的单阶柱

4.3.4柱上端可移动但不转动的单阶柱

4.3.5柱上端为自由的双阶柱

4.3.6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

5.1.1普通钢结构梁优化设计

5.1.1.1型钢梁优化设计

5.1.1.1.1热轧普通工字型钢

5.1.1.1.2H型钢

5.1.1.1.3T型钢

5.1.1.1.4热轧普通槽型钢组合

5.1.1.2组合梁优化设计（不考虑腹板屈曲后强度）

5.1.1.2.1组合双轴对称工字形钢梁

5.1.1.2.2组合单轴对称工字型钢梁

5.1.1.2.3组合双轴对称箱形1钢梁

5.1.1.2.4组合单轴对称箱形1钢梁

5.1.1.2.5组合双轴对称箱形2钢梁

5.1.1.3组合梁优化设计（考虑腹板屈曲后强度）

5.1.1.3.1组合双轴对称工字形钢梁

5.1.1.3.2组合单轴对称工字形钢梁

5.1.2檩条优化设计

5.1.2.1热轧普通槽钢

5.122冷弯薄壁槽钢

5.123!冷弯薄壁卷边槽钢

5.1.2.4冷弯薄壁直卷边Z形钢

5.2轴心受压构件

5.2.1实腹式型钢柱优化设计

5.2.1.1热轧普通工字型钢

5.2.1.2H型钢

5.2.1.3T型钢

5.2.1.4热轧槽钢组合

5.2.1.5热轧等边角钢T形组合

5.2.1.6热轧不等边角钢短肢相并组合

5.2.1.7热轧不等边角钢长肢相并组合

5.2.1.8热轧等边角钢十字形组合

5.2.1.9热轧无缝钢管

5.2.2实腹式组合柱优化设计

5.2.2.1组合双轴对称工字形

5.2.2.2组合单轴对称工字形

5.2.2.3组合双轴对称箱形1

5.2.2.4组合双轴对称箱形2

5.2.2.5组合双轴对称十字形（45度）

5.2.2.6组合T形

5.2.2.7组合双轴对称复合工字形1

5.2.2.8组合双轴对称复合工字形2

5.2.3格构式型钢柱优化设计

缀条柱：

5.2.3.1分肢为工字型钢缀条柱

5.2.3.2分肢为H型钢缀条柱

523.3分肢为槽钢1缀条柱

523.4分肢为槽钢2缀条柱

5.2.3.5分肢为等边角钢缀条柱（四肢）

523.6分肢为钢管缀条柱（三肢）

缀板柱：

523.7分肢为工字型钢缀板柱

523.8分肢为H型钢缀板柱

523.9分肢为槽钢1缀板柱

5.2.3.10分肢为槽钢2缀板柱

5.2.3.11分肢为等边角钢缀板柱（四肢）

5.2.4格构式组合柱优化设计

缀条柱：

5.2.4.1分肢为工字形组合缀条柱

缀板柱：

5.2.4.2分肢为工字形组合缀板柱

5.3单向压弯构件

5.3.1实腹式型钢柱优化设计

5.3.1.1热轧普通工字型钢

5.3.1.2H型钢

5.3.1.3热轧槽钢组合

5.3.1.4T型钢

5.3.1.5热轧等边角钢T形组合

5.3.1.6热轧不等边角钢短肢相并组合

5.3.1.7热轧不等边角钢长肢相并组合

5.3.2实腹式组合柱优化设计

5.3.2.1组合双轴对称工字形

5.3.2.2组合单轴对称工字形

5.323组合双轴对称箱形1

5.324组合双轴对称箱形2

5.325组合T形

5.3.3格构式（弯矩绕实轴y—y）型钢柱优化设计缀条柱：

5.3.3.1分肢为工字型钢缀条柱

5.3.3.2分肢为H型钢缀条柱

5.3.3.3分肢为槽钢1缀条柱

5.3.3.4分肢为槽钢2缀条柱

缀板柱：

5.3.3.5分肢为工字型钢缀板柱

5.3.3.6分肢为H型钢缀板柱

5.3.3.7分肢为槽钢1缀板柱

5.3.3.8分肢为槽钢2缀板柱

5.3.4格构式（弯矩绕实轴y—y）组合柱优化设计缀条柱：

5.3.4.1分肢为工字形组合缀条柱缀板柱：

5.3.4.2分肢为工字形组合缀板柱

5.3.5格构式（弯矩绕虚轴x—x）型钢柱优化设计缀条柱：

5.3.5.1分肢为工字型钢缀条柱

5.3.5.2分肢为H型钢缀条柱

5.3.5.3分肢为槽钢1缀条柱

5.3.5.4分肢为槽钢2缀条柱

5.3.5.5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

5.3.6格构式（弯矩绕虚轴x—x）组合柱优化设计缀条柱：

5.3.6.1分肢为工字形组合双轴对称缀条柱

5.362分肢为工字形组合单轴对称缀条柱

5.4双向压弯构件

5.4.1实腹式型钢柱优化设计

541.1热轧普通工字型钢

5.4.1.2H型钢

5.4.2实腹式组合柱优化设计

5.4.2.1双轴对称工字形

5.4.2.2双轴对称箱形1

5.4.2.3双轴对称箱形2

5.4.3格构式型钢柱优化设计缀条柱：

5.4.3.1分肢为工字型钢缀条柱

5.4.3.2分肢为H型钢缀条柱

5.4.3.3分肢为槽钢1缀条柱

5.4.3.4分肢为槽钢2缀条柱

5.4.3.5分肢为工字型钢和槽钢组合缀条柱缀板柱：

5.4.3.6分肢为工字型钢缀板柱

5.4.3.7分肢为H型钢缀板柱

5.4.3.8分肢为槽钢1缀板柱

5.4.3.9分肢为槽钢2缀板柱

5.4.3.10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：

5.4.4.1分肢为工字形组合双轴对称缀条柱

544.2分肢为工字形组合单轴对称缀条柱缀板柱：

5.4.4.3分肢为工字形组合双轴对称缀板柱

5.4.4.4分肢为工字形组合单轴对称缀板柱

6.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系统型钢库设臵

8.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.-----------------------------钢屋架优化设计垂直支撑及连杆布臵

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臵

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GBJ1188》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（不考虑腹板屈曲后强度）结果:

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Mx300

绕y轴作用的相应截面处的弯矩设计值My0

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Mk260

钢材的抗拉、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

梁加劲肋设臵情况：只配臵横向加劲肋

优化结

需要验算整体稳定

梁受压翼缘的自由长度h:3000

项次：1

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（mnVmm）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

***********************************************

**截面控制条件**

最大正应力：200.24

•抗弯强度设计值：215.00

最大剪应力：40.12

•抗剪强度设计值：125.00

不利点折算应力：170.61

•折算应力上限值：236.50

最大挠度值：9.68

•容许挠度值：40.00

翼缘宽厚比：13.50

•翼缘宽厚比上限值：15.00

腹板高厚比：170.00

•腹板高厚比下限值：80.00

•腹板高厚比上限值：170.00

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:

实腹式轴心受压H型钢优化设计------优化条件:

轴力N:1000

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：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

头腹式轴心受压H型钢优化设计优化结果：

第1个优选结果：

类别型钢号HxB

截面面积

HW200x200200x200

6428

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

•整体稳疋上限值:215.00

最大长细比：

69.69

•容许长细比：

150.00

第2个优选结果:

截面面积

7216

截面面积

HW200x200#200x204

7228

类别型钢号HxB

HN400x200396x199

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：150.00

第3个优选结果：

类别型钢号HxB

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：

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

型钢号

工字型钢和槽钢

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

最不利何载组合一：

轴力N:500弯矩Mx300剪力V：100

最不利荷载组合一：

轴力N:400弯矩Mx450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（mn3/mm）=13054.58

**参数优化值**

两分肢轴线长度x1:1100.00

缀条倾角q°：40.0

型钢号

分肢1型钢：125a

分肢2型钢：［25c

IAJVI

缀条型钢：

/100X6

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

分肢槽钢最大稳定值：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：

149.86

•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:

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：1

0

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：

1

0

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：

1

0

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:

下限值：

100

上限值：

1000

增量值：

1

0

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乍用下：

平面内等效弯矩系数pmx：0.85在弯矩My乍用下：

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Mx500

最大弯矩My400

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：0

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

角焊缝强度设计值：160

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）化结果：

每单位长度构件体积（mnVmm）二24172.58

**参数优化值**

吟II~~~1_[11X2

IME

X7

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&°：40.0

型钢号

缀条型钢：/100X6

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（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：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:

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

1.06

7

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

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：•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:

偏心受剪普通螺栓连接优化优化条件：

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：

1

0

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偏心受剪普通螺栓连接优化——优化结果：

==============螺栓排列采用错列连接===============

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

**参数优化值**

1

「

」

—

一

1

」

1

1

「

I

B

r

B

厂

L

H

L

E

L

v

t

I

-

-

■

■

1

-

-

-

^

1

-

-

1

~

-

^

1

-

I

J

I

J

1

—

**参数优化值

螺栓直径（mm）:

12

螺栓列数（单侧）x2:

3.00

螺栓行数x3:12.00」______

连接板高度x4:

500.00

螺栓边距x5:

A4

Kg.

30.00

螺栓边距x6:

20.00

螺栓间距x7:

50.00

螺栓间距x8:

60.00

螺栓间距x9:

40.00

Z3tl

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

所使用的螺栓数（单侧）:36

*********************************************

XQX7ASX7XC

1

+

+

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F

—

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-++:++1

〒+++++

—

一

—

——

■______________

一

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:

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：M30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

螺栓分布区域长度x4:

下限值：100上限值：1000增量值：

1

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

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

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x8:140.00

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

*********************************************

**连接优化成功**

==============螺栓排列采用并列连接===============

**参数优化值**

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

Z

螺栓边距x5:40.00

螺栓边距x6:50.00

215

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：

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Mx400

最不利荷载组合二：

轴力N:300弯矩Mx300

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：0

构件绕x轴的计算长度lox：2000构件绕y轴的计算长度loy：2000等效弯矩系

数Bmx：0.85等效弯矩系数Ptx:0.85构件的容许长细比［入］:150

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、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：

弯矩M:100

剪力V：100

上翼缘宽度b1：200

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h0：200

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

一-------Ztw

-----————話------

__iF

—

----------乂----

_1r

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、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：215.00

最大剪应力：42.26

•对接焊缝抗剪强度设计值：125.00

腹板与上翼缘交界点处的折算应力为：171.85腹板与下翼缘交界点处的折算应力

为：171.85

•折算强度设计值：203.50

****************************************

5.钢屋架优化设计

bi

钢屋架优化设计-----计算条件：

屋架跨度：27.0

屋架坡度：0.1

屋架端高：2.0

屋架安全等级：一级

屋架钢材设计强度：215

屋架钢材屈服强度：235

屋架荷载形式：直接承受动力荷载

普通屋架，不设檩条

屋架屋面板重：1.4

屋架保温层：1.0

屋架找平层：1.0

屋架防水层：1.0

屋架及支撑自重：1.0

屋架檩条自重：1

屋架屋面活荷载：1.0

屋架雪荷载：1.0

积灰荷载：1.0

屋架端部铰接

天窗布臵情况：

在节点：8（节点力：50KN10（节点力：50KN25（节点力：50KN

吊车布臵情况：

在节点：15（节点力：200KN

垂直支撑布臵情况：

半跨上共布臵了2个垂直支撑

垂直支撑分别布臵在节点：11&115&10细杆布臵情况（布臵垂直支撑的地方一

定布臵有细杆）：

在节点：1185221

图一天窗、吊车位臵及节点力设臵

钢屋架优化设计优化结果:

图三屋架杆件编号

杆件截面优化计算结果:

杆件编号.杆件截面：杆件理论重量:

1、

2

/200X125X18

87.18

2、

2

/200X125X18

87.18

3、2/45X4

5.47

4、2/180X110X12

52.93

5、2/100X12

35.80

6、

2

/56X4

6.89

7、2/125X10

38.27

8、2

/90X8

21.89

9、2/70X5

10.79

10、

2

/125X8

31.01

11、

2

/45X4

5.47

12、

2

/45X4

5.47

13、2/56X5

8.50

14、2/80X5

12.42

15、2/63X4

7.81

16、

2

/45X4

5.47

17、2/45X4

5.47

18、2

/50X5

7.54

杆件单元内力计算结果:

图四杆件单元编号

单元编号：拉应力：压应力:

1、0.000.00

2、0.00-1047233.00

3、0.00-1047233.00

4、0.00-1710406.00

5、0.00-1758818.00

6、0.00-1758817.00

7、0.00-2150963.00

8、

0.00

-2192241.00

9、0.00-2192243.00

10、555613.800.00

11、

1417723.00

0.00

12、2052469.000.00

13、2135341.000.00

14、0.00-41759.97

15、0.00-1044882.00

16、850085.10

0.00

17、0.00-83522.73

18、0.00-719535.90

19、544229.000.00

20、

0.00

-125269.00

21、0.00-487587.00

22、

0.00

-420575.60

23、60702.570.00

24、0.00-83513.78

25、214490.40-17807.34

26、0.00-175283.80

27、98796.12-71194.03

28、127193.60-34454.80

29、55720.150.00

30、0.00-83516.86

31、200001.100.00

G1.全国评审委员会预审意见粘贴处

G2全国评审委员会终审意见粘贴处

**该连接满足要求**