鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)工具箱目 錄一、 作品簡(jiǎn)介11二、 作品的詳細(xì)功能列表16三、 作品的主要交互界面25四、 作品的部分測(cè)試數(shù)據(jù)37一、作品簡(jiǎn)介1. 研究背景和意義近20年來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)及國(guó)家政策的調(diào)整，我國(guó)已經(jīng)成為世界上的產(chǎn)鋼大國(guó)，再加上鋼結(jié)構(gòu)自身的諸多優(yōu)點(diǎn)（如：自重輕、工期短、抗震性能好等），這一切都使得發(fā)展中的鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為結(jié)構(gòu)工程中一個(gè)重要的并富有活力的分支，廣泛、深入地應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)已成不可避免的現(xiàn)實(shí)。建設(shè)部在調(diào)整修訂我國(guó)建筑技術(shù)改革中，亦明確提出推廣應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)。但同時(shí)，我們還應(yīng)該看到，目前國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)隊(duì)伍還比較薄弱，還不能很好地滿(mǎn)足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新形式的要求，多數(shù)結(jié)構(gòu)工程

2、師仍不熟悉鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，以致在一些工程設(shè)計(jì)中出現(xiàn)嚴(yán)重的技術(shù)經(jīng)濟(jì)不合理現(xiàn)象，甚至造成工程質(zhì)量事故。隨著鋼結(jié)構(gòu)在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平已經(jīng)成為評(píng)價(jià)一個(gè)國(guó)家建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水準(zhǔn)的重要標(biāo)志。為了進(jìn)一步提高鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平和效率，目前國(guó)內(nèi)一些科研單位和院校已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一些符合我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范要求的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，如中國(guó)建筑科學(xué)研究院的STS、同濟(jì)大學(xué)開(kāi)發(fā)的啟明星等，由于這些軟件一般都是針對(duì)某種確定鋼結(jié)構(gòu)體系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，所以軟件的功能雖然龐大，但是過(guò)程繁瑣、通用性差，不利于設(shè)計(jì)人員作為工具靈活使用。另外，幾乎所有的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件都沒(méi)有采用優(yōu)化設(shè)計(jì)，即設(shè)計(jì)結(jié)果只以滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范要求為前提，而忽略

3、了經(jīng)濟(jì)性（優(yōu)化）原則。在國(guó)外，目前還未見(jiàn)到有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的軟件產(chǎn)品，雖然一些結(jié)構(gòu)分析軟件存在著優(yōu)化功能，如美國(guó)的SAP、ANSYS軟件，但由于其缺乏針對(duì)性，且不符合我國(guó)國(guó)情（即不符合我國(guó)相關(guān)規(guī)范的要求），所以很難將其推廣應(yīng)用于我國(guó)工程界。由此可見(jiàn)，開(kāi)發(fā)一套即符合我國(guó)國(guó)情，又經(jīng)濟(jì)可靠的優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件具有很大的必要性和廣闊的應(yīng)用前景。正是基于上述原因，我們才準(zhǔn)備開(kāi)發(fā)這套鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件。2. 作品采用的技術(shù)方案1） 采用逆推原理，將規(guī)范中盤(pán)根錯(cuò)節(jié)的系數(shù)查詢(xún)還原為明確的計(jì)算公式，簡(jiǎn)化查詢(xún)過(guò)程；2） 利用改進(jìn)的遺傳算法對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行離散變量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)，符合工程實(shí)際；3） 型鋼庫(kù)包含中、美、日等國(guó)最

4、新的型鋼數(shù)據(jù)資料，可滿(mǎn)足用戶(hù)的多種查詢(xún)形式和多種升級(jí)方式的需求；4） 采用最新的工程分析計(jì)算語(yǔ)言Fortran Power Station 4.0進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)；5） 界面采用VB.NET編程實(shí)現(xiàn)，友好、方便。3. 作品的特色本軟件以即將頒布的新鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范為依托，嚴(yán)格遵循規(guī)范中的各項(xiàng)要求，但同時(shí)又?jǐn)[脫了規(guī)范中的各種條文和表格的束縛，將文字和公式具體化，直接應(yīng)用于實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，為廣大設(shè)計(jì)者提供了便利。另外，本軟件所特有的鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，不但能充分體現(xiàn)工程界一貫所追求的安全、適用和經(jīng)濟(jì)的宗旨，而且也符合我國(guó)目前的國(guó)情；它既能應(yīng)用于實(shí)踐，又能指導(dǎo)實(shí)踐，是結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化所必須的重要基礎(chǔ)工作，必將成為

5、結(jié)構(gòu)工程師的高效工具，具有很大的理論和實(shí)際意義。本軟件不但能幫助設(shè)計(jì)者很好地了解和掌握鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，而且還能指導(dǎo)設(shè)計(jì)者對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速優(yōu)化設(shè)計(jì)，具有廣闊的推廣前景和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。4. 遺傳算法用于解決工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題的科學(xué)性和先進(jìn)性實(shí)際工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題多數(shù)屬于非線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題，且其中待優(yōu)化的變量往往不一定是連續(xù)變化的，更多的是離散的，例如建筑物尺寸要符合模數(shù)要求，鋼筋與型鋼都是有一定的規(guī)格和型號(hào)，并不是連續(xù)變化的等等。因此考慮設(shè)計(jì)變量從預(yù)定的離散序列中取值，更符合實(shí)際，即式中，di1為第i個(gè)設(shè)計(jì)變量可取的第一個(gè)離散值，余同，共有q個(gè)離散值。離散變量?jī)?yōu)化問(wèn)題的基本特點(diǎn)是變量取值的離散性，

6、可行解集在設(shè)計(jì)空間中呈散點(diǎn)狀分布，即可行域變?yōu)榭尚须x散解，從而數(shù)學(xué)模型中目標(biāo)函數(shù)和約束函數(shù)不再具有連續(xù)性與可微性。這一系列的特點(diǎn)決定了結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題的復(fù)雜性，即結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題具有非線(xiàn)性、離散性、不可微、非凸性等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的優(yōu)化方法對(duì)優(yōu)化模型一般都有其自身的使用要求，如：連續(xù)性、可微性、非凹性等等。此時(shí)，若繼續(xù)采用傳統(tǒng)優(yōu)化方法對(duì)工程結(jié)構(gòu)問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化必然會(huì)影響工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。顯然，尋找一種既符合工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題的特點(diǎn)，又簡(jiǎn)單、實(shí)用的優(yōu)化算法已經(jīng)成為工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)者一項(xiàng)迫在眉睫的任務(wù)。遺傳算法乃是建立在達(dá)爾文的生物進(jìn)化論和孟德?tīng)柕倪z傳學(xué)說(shuō)基礎(chǔ)上的算法，它通過(guò)全面模擬自然選擇和遺傳機(jī)制，形

7、成一種具有“生成檢驗(yàn)”特征的搜索算法。遺傳算法以編碼空間代替問(wèn)題的參數(shù)空間，以適應(yīng)度函數(shù)為評(píng)價(jià)依據(jù)，以編碼群體為進(jìn)化基礎(chǔ)，以對(duì)群體中個(gè)體位串的遺傳操作實(shí)現(xiàn)選擇和遺傳機(jī)制，建立起一個(gè)迭代過(guò)程。在這一過(guò)程中，通過(guò)隨機(jī)重組編碼位串中重要的基因，使新一代的位串集合優(yōu)于老一代的位串集合，群體的個(gè)體不斷進(jìn)化，逐漸接近最優(yōu)解，最終達(dá)到求解問(wèn)題的目的。與傳統(tǒng)優(yōu)化方法相比，遺傳算法對(duì)優(yōu)化模型的要求甚低，它不要求函數(shù)的連續(xù)性和可微性，不要求設(shè)計(jì)空間的連通性和非凹性，因而其具有很強(qiáng)的通用性。另外，遺傳算法還具有智能式搜索、漸進(jìn)式優(yōu)化、全局最優(yōu)等眾多的優(yōu)點(diǎn)。遺傳算法的這些特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)決定了其在優(yōu)化領(lǐng)域中具有著強(qiáng)大的生命

8、力和活力，同時(shí)也為其在工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化領(lǐng)域中的應(yīng)用成為可能。大量的工程優(yōu)化實(shí)例證實(shí)了遺傳算法用于解決工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題具有很好的科學(xué)性和先進(jìn)性。5. 作品主要功能介紹5.1主框圖5.2主要子框圖基構(gòu)件優(yōu)化雙向壓彎構(gòu)件單向壓彎構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件彎構(gòu)件對(duì)接焊縫連接連驗(yàn)算角焊縫連接普通螺栓連接摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接基本構(gòu)件優(yōu)化承壓型高強(qiáng)度螺栓連接基本構(gòu)件優(yōu)化型鋼數(shù)據(jù)庫(kù)型鋼庫(kù)系統(tǒng)設(shè)置型鋼查詢(xún)型鋼庫(kù)維護(hù)系數(shù)查詢(xún)軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)梁的整體穩(wěn)定系數(shù)柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)注：基本構(gòu)件驗(yàn)算子框圖與基本構(gòu)件優(yōu)化子框圖內(nèi)容相同，此處不再重復(fù)。二、作品的詳細(xì)功能列表1連接驗(yàn)算1.1對(duì)接焊縫軸心受力直焊縫軸心受力斜焊縫彎矩和剪力共

9、同作用下連接板對(duì)接焊縫彎矩、剪力和軸力共同作用下工字形連接對(duì)接焊縫彎矩、剪力共同作用下工字形連接板對(duì)接焊縫1.2角焊縫軸心受力兩板疊放角焊縫軸心受力兩板通過(guò)兩連接板連接的角焊縫彎矩、剪力和軸力共同作用下T形連接角焊縫彎矩、剪力共同作用下工字形連接角焊縫彎矩、剪力共同作用下T形牛腿連接角焊縫扭矩、剪力共同作用下牛腿板連接角焊縫相并角鋼與節(jié)點(diǎn)板通過(guò)兩面?zhèn)群高B接相并角鋼與節(jié)點(diǎn)板通過(guò)三面圍焊連接1.3普通螺栓軸心受剪螺栓偏心受剪螺栓軸心受拉螺栓彎矩受拉螺栓偏心受拉(無(wú)剪力)螺栓拉、剪聯(lián)合作用螺栓1.4摩擦型高強(qiáng)度螺栓軸心受剪螺栓偏心受剪螺栓軸心受拉螺栓彎矩受拉螺栓偏心受拉(無(wú)剪力)螺栓拉、剪聯(lián)合作用螺

10、栓1.5承壓型高強(qiáng)度螺栓軸心受剪螺栓偏心受剪螺栓軸心受拉螺栓彎矩受拉螺栓偏心受拉(無(wú)剪力)螺栓拉、剪聯(lián)合作用螺栓2連接優(yōu)化設(shè)計(jì)2.1角焊縫軸心受力兩板通過(guò)兩連接板連接的角焊縫彎矩、剪力和軸力共同作用下T形連接角焊縫扭矩、剪力共同作用下牛腿板連接角焊縫相并角鋼與節(jié)點(diǎn)板通過(guò)兩面?zhèn)群高B接相并角鋼與節(jié)點(diǎn)板通過(guò)三面圍焊連接2.2普通螺栓軸心受剪螺栓偏心受剪螺栓軸心受拉螺栓彎矩受拉螺栓偏心受拉(無(wú)剪力)螺栓拉、剪聯(lián)合作用螺栓2.3摩擦型高強(qiáng)度螺栓軸心受剪螺栓偏心受剪螺栓軸心受拉螺栓彎矩受拉螺栓偏心受拉(無(wú)剪力)螺栓拉、剪聯(lián)合作用螺栓2.4承壓型高強(qiáng)度螺栓軸心受剪螺栓偏心受剪螺栓軸心受拉螺栓彎矩受拉螺栓偏心

11、受拉(無(wú)剪力)螺栓拉、剪聯(lián)合作用螺栓3疲勞驗(yàn)算3.1一般常幅疲勞3.2重級(jí)工作制吊車(chē)梁和重級(jí)、中級(jí)工作制吊車(chē)桁架3.3變幅疲勞4系數(shù)查詢(xún)4.1軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)普通鋼結(jié)構(gòu)軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)4.2梁的整體穩(wěn)定系數(shù)普通鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù).1焊接工字形簡(jiǎn)支梁.2軋制H型鋼簡(jiǎn)支梁.3軋制普通工字鋼簡(jiǎn)支梁.4軋制槽鋼簡(jiǎn)支梁的.5雙軸對(duì)稱(chēng)工字形等截面（含H型鋼）懸臂梁冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)4.3柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)無(wú)側(cè)移框架柱有側(cè)移框架柱柱上端為自由的單階柱柱上端可移動(dòng)但不轉(zhuǎn)動(dòng)的單階柱柱上端為自由的雙階柱柱上端可移動(dòng)但不轉(zhuǎn)動(dòng)的雙階柱5基本

12、構(gòu)件優(yōu)化5.1受彎構(gòu)件普通鋼結(jié)構(gòu)梁優(yōu)化設(shè)計(jì).1型鋼梁優(yōu)化設(shè)計(jì).1.1熱軋普通工字型鋼.1.2 H型鋼.1.3 T型鋼.1.4熱軋普通槽型鋼組合.2組合梁優(yōu)化設(shè)計(jì)（不考慮腹板屈曲后強(qiáng)度）.2.1組合雙軸對(duì)稱(chēng)工字形鋼梁.2.2組合單軸對(duì)稱(chēng)工字型鋼梁.2.3組合雙軸對(duì)稱(chēng)箱形1鋼梁.2.4組合單軸對(duì)稱(chēng)箱形1鋼梁.2.5組合雙軸對(duì)稱(chēng)箱形2鋼梁.3組合梁優(yōu)化設(shè)計(jì)（考慮腹板屈曲后強(qiáng)度）.3.1組合雙軸對(duì)稱(chēng)工字形鋼梁.3.2組合單軸對(duì)稱(chēng)工字形鋼梁檁條優(yōu)化設(shè)計(jì).1熱軋普通槽鋼.2冷彎薄壁槽鋼.3!冷彎薄壁卷邊槽鋼.4冷彎薄壁直卷邊Z形鋼5.2軸心受壓構(gòu)件實(shí)腹式型鋼柱優(yōu)化設(shè)計(jì).1熱軋普通工字型鋼.2 H型鋼.3

13、T型鋼.4熱軋槽鋼組合.5 熱軋等邊角鋼T形組合.6 熱軋不等邊角鋼短肢相并組合.7 熱軋不等邊角鋼長(zhǎng)肢相并組合.8 熱軋等邊角鋼十字形組合.9 熱軋無(wú)縫鋼管實(shí)腹式組合柱優(yōu)化設(shè)計(jì).1組合雙軸對(duì)稱(chēng)工字形.2組合單軸對(duì)稱(chēng)工字形.3組合雙軸對(duì)稱(chēng)箱形1.4組合雙軸對(duì)稱(chēng)箱形2.5組合雙軸對(duì)稱(chēng)十字形(45度) .6組合T形.7組合雙軸對(duì)稱(chēng)復(fù)合工字形1.8組合雙軸對(duì)稱(chēng)復(fù)合工字形2 格構(gòu)式型鋼柱優(yōu)化設(shè)計(jì)綴條柱：.1分肢為工字型鋼綴條柱.2分肢為H型鋼綴條柱.3分肢為槽鋼1綴條柱.4分肢為槽鋼2綴條柱.5分肢為等邊角鋼綴條柱（四肢）.6分肢為鋼管綴條柱（三肢）綴板柱：.7分肢為工字型鋼綴板柱.8分肢為H型鋼綴板

14、柱.9分肢為槽鋼1綴板柱.10分肢為槽鋼2綴板柱.11分肢為等邊角鋼綴板柱（四肢）格構(gòu)式組合柱優(yōu)化設(shè)計(jì)綴條柱：.1分肢為工字形組合綴條柱綴板柱：.2分肢為工字形組合綴板柱5.3單向壓彎構(gòu)件實(shí)腹式型鋼柱優(yōu)化設(shè)計(jì).1熱軋普通工字型鋼.2 H型鋼.3熱軋槽鋼組合.4 T型鋼.5 熱軋等邊角鋼T形組合.6 熱軋不等邊角鋼短肢相并組合.7 熱軋不等邊角鋼長(zhǎng)肢相并組合實(shí)腹式組合柱優(yōu)化設(shè)計(jì).1組合雙軸對(duì)稱(chēng)工字形.2組合單軸對(duì)稱(chēng)工字形.3組合雙軸對(duì)稱(chēng)箱形1.4組合雙軸對(duì)稱(chēng)箱形2.5組合T形格構(gòu)式（彎矩繞實(shí)軸yy）型鋼柱優(yōu)化設(shè)計(jì)綴條柱：.1分肢為工字型鋼綴條柱.2分肢為H型鋼綴條柱.3分肢為槽鋼1綴條柱.4分肢

15、為槽鋼2綴條柱綴板柱：.5分肢為工字型鋼綴板柱.6分肢為H型鋼綴板柱.7分肢為槽鋼1綴板柱.8分肢為槽鋼2綴板柱格構(gòu)式（彎矩繞實(shí)軸yy）組合柱優(yōu)化設(shè)計(jì)綴條柱：.1分肢為工字形組合綴條柱綴板柱：.2分肢為工字形組合綴板柱格構(gòu)式（彎矩繞虛軸xx）型鋼柱優(yōu)化設(shè)計(jì)綴條柱：.1分肢為工字型鋼綴條柱.2分肢為H型鋼綴條柱.3分肢為槽鋼1綴條柱.4分肢為槽鋼2綴條柱.5分肢為工字型鋼和槽鋼組合綴條柱綴板柱： .6分肢為工字型鋼綴板柱.7分肢為H型鋼綴板柱格構(gòu)式（彎矩繞虛軸xx）組合柱優(yōu)化設(shè)計(jì)綴條柱：.1分肢為工字形組合雙軸對(duì)稱(chēng)綴條柱.2分肢為工字形組合單軸對(duì)稱(chēng)綴條柱5.4雙向壓彎構(gòu)件實(shí)腹式型鋼柱優(yōu)化設(shè)計(jì).1

16、熱軋普通工字型鋼.2 H型鋼實(shí)腹式組合柱優(yōu)化設(shè)計(jì).1雙軸對(duì)稱(chēng)工字形.2雙軸對(duì)稱(chēng)箱形1.3雙軸對(duì)稱(chēng)箱形2格構(gòu)式型鋼柱優(yōu)化設(shè)計(jì)綴條柱：.1分肢為工字型鋼綴條柱.2分肢為H型鋼綴條柱.3分肢為槽鋼1綴條柱.4分肢為槽鋼2綴條柱.5分肢為工字型鋼和槽鋼組合綴條柱綴板柱： .6分肢為工字型鋼綴板柱.7分肢為H型鋼綴板柱.8分肢為槽鋼1綴板柱.9分肢為槽鋼2綴板柱.10分肢為工字型鋼和槽鋼組合綴板柱格構(gòu)式組合柱優(yōu)化設(shè)計(jì)綴條柱：.1分肢為工字形組合雙軸對(duì)稱(chēng)綴條柱.2分肢為工字形組合單軸對(duì)稱(chēng)綴條柱綴板柱：.3分肢為工字形組合雙軸對(duì)稱(chēng)綴板柱.4分肢為工字形組合單軸對(duì)稱(chēng)綴板柱6基本構(gòu)件驗(yàn)算（包含了基本構(gòu)件優(yōu)化中的

17、所有內(nèi)容，請(qǐng)參照5.基本構(gòu)件優(yōu)化，此處不再重復(fù)。）7型鋼庫(kù)查詢(xún)及維護(hù)（型鋼庫(kù)包含了中國(guó)目前所生產(chǎn)的所有型鋼以及部分美國(guó)和日本的常用型鋼的型號(hào)以及各種相關(guān)參數(shù)。）7.1型鋼查詢(xún)7.2型鋼庫(kù)維護(hù)7.3系統(tǒng)型鋼庫(kù)設(shè)置8鋼屋蓋優(yōu)化設(shè)計(jì)（包括標(biāo)準(zhǔn)跨度和非標(biāo)準(zhǔn)跨度，可根據(jù)用戶(hù)需要任意調(diào)整。）三、作品的主要交互界面1. 軟件主界面2. 基本構(gòu)件優(yōu)化受彎構(gòu)件優(yōu)化3. 基本構(gòu)件優(yōu)化軸心受壓構(gòu)件優(yōu)化4. 基本構(gòu)件優(yōu)化單向壓彎構(gòu)件優(yōu)化5. 基本構(gòu)件優(yōu)化雙向壓彎構(gòu)件優(yōu)化6. 連接優(yōu)化角焊縫連接優(yōu)化7. 連接優(yōu)化普通螺栓連接優(yōu)化8. 連接優(yōu)化高強(qiáng)螺栓連接優(yōu)化9. 鋼屋架優(yōu)化設(shè)計(jì)屋架樣式設(shè)計(jì)10. 鋼屋架優(yōu)化設(shè)計(jì)屋架外部

18、荷載信息11. 鋼屋架優(yōu)化設(shè)計(jì)天窗及吊車(chē)荷載信息12. 鋼屋架優(yōu)化設(shè)計(jì)垂直支撐及連桿布置13. 鋼屋架優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)化計(jì)算結(jié)果14. 基本構(gòu)件驗(yàn)算15. 連接驗(yàn)算16. 疲勞驗(yàn)算17. 型鋼數(shù)據(jù)庫(kù)型鋼查詢(xún)18. 型鋼數(shù)據(jù)庫(kù)型鋼庫(kù)維護(hù)19. 型鋼數(shù)據(jù)庫(kù)型鋼庫(kù)系統(tǒng)設(shè)置20. 設(shè)計(jì)系數(shù)查詢(xún)軸壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)查詢(xún)21. 設(shè)計(jì)系數(shù)查詢(xún)梁整體穩(wěn)定系數(shù)查詢(xún)22. 設(shè)計(jì)系數(shù)查詢(xún)柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)查詢(xún)23. 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ1788查詢(xún)四、作品的部分測(cè)試數(shù)據(jù)1基本構(gòu)件優(yōu)化1.1 受彎構(gòu)件組合雙軸對(duì)稱(chēng)工字形鋼梁優(yōu)化（不考慮腹板屈曲后強(qiáng)度）結(jié)果：-組合雙軸對(duì)稱(chēng)工字形鋼梁優(yōu)化（不考慮腹板屈曲后強(qiáng)度）優(yōu)化條件：翼緣寬度X1：

19、 下限值：100 上限值：2000 增量值：10翼緣厚度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容許撓度值：L/150繞x軸作用的最大彎矩設(shè)計(jì)值Mx：300繞y軸作用的相應(yīng)截面處的彎矩設(shè)計(jì)值My：0最大剪力設(shè)計(jì)值V：100腹板計(jì)算高度邊緣最不利彎矩設(shè)計(jì)值：250腹板計(jì)算高度邊緣最不利剪力設(shè)計(jì)值：100繞x軸作用的最大彎矩標(biāo)準(zhǔn)值Mk：260鋼材的抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：215鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：125構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度lo：6000鋼材的屈服強(qiáng)度值：235梁加勁肋設(shè)置情況：

20、只配置橫向加勁肋需要驗(yàn)算整體穩(wěn)定梁受壓翼緣的自由長(zhǎng)度l1：3000項(xiàng)次：1-組合雙軸對(duì)稱(chēng)工字形鋼梁優(yōu)化（不考慮腹板屈曲后強(qiáng)度）優(yōu)化結(jié)果：每單位長(zhǎng)度構(gòu)件體積(mm3/mm)= 6240.00*參數(shù)優(yōu)化值*翼緣寬度x1: 220.00翼緣厚度x2: 8.00腹板高度x3: 680.00腹板厚度x4: 4.00*截面控制條件*最大正應(yīng)力: 200.24抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: 215.00最大剪應(yīng)力: 40.12抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: 125.00不利點(diǎn)折算應(yīng)力: 170.61折算應(yīng)力上限值: 236.50最大撓度值: 9.68容許撓度值: 40.00翼緣寬厚比: 13.50翼緣寬厚比上限值: 15.00腹板高厚

21、比: 170.00腹板高厚比下限值: 80.00腹板高厚比上限值: 170.00整體穩(wěn)定值: 211.60整體穩(wěn)定上限值: 215.00*截面優(yōu)化成功*1.2 軸心受壓構(gòu)件實(shí)腹式軸心受壓H型鋼優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)化結(jié)果：-實(shí)腹式軸心受壓H型鋼優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)化條件：軸力N：1000鋼材的抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：215鋼材的屈服強(qiáng)度值：235截面削弱面積：300構(gòu)件繞x軸的計(jì)算長(zhǎng)度：6000構(gòu)件繞y軸的計(jì)算長(zhǎng)度：3000構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比：150-實(shí)腹式軸心受壓H型鋼優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)化結(jié)果：第1個(gè)優(yōu)選結(jié)果: 類(lèi)別 型鋼號(hào) H×B 截面面積 HW 200×200 200×200 6428

22、 最大壓應(yīng)力: 163.19 抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: 215.00 最大整體穩(wěn)定值: 206.69 整體穩(wěn)定上限值: 215.00 最大長(zhǎng)細(xì)比: 69.69 容許長(zhǎng)細(xì)比: 150.00第2個(gè)優(yōu)選結(jié)果: 類(lèi)別 型鋼號(hào) H×B 截面面積 HN 400×200 396×199 7216 最大壓應(yīng)力: 144.59 抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: 215.00 最大整體穩(wěn)定值: 180.27 整體穩(wěn)定上限值: 215.00 最大長(zhǎng)細(xì)比: 66.96 容許長(zhǎng)細(xì)比: 150.00第3個(gè)優(yōu)選結(jié)果: 類(lèi)別 型鋼號(hào) H×B 截面面積 HW 200×200 #200×204

23、 7228 最大壓應(yīng)力: 144.34 抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: 215.00 最大整體穩(wěn)定值: 187.08 整體穩(wěn)定上限值: 215.00 最大長(zhǎng)細(xì)比: 71.86 容許長(zhǎng)細(xì)比: 150.00*截面優(yōu)選成功*1.3 單向壓彎構(gòu)件格構(gòu)式（彎矩繞虛軸xx）型鋼綴條柱優(yōu)化設(shè)計(jì)工字型鋼和槽鋼組合結(jié)果：-格構(gòu)式（彎矩繞虛軸xx）型鋼綴條柱優(yōu)化設(shè)計(jì)工字型鋼和槽鋼組合優(yōu)化條件：兩分肢軸線(xiàn)長(zhǎng)度X1： 下限值：100 上限值：3000 增量值：10綴條傾角 ： 下限值：40 上限值：70 增量值：5分肢1（工字鋼）選擇范圍：下限值：1 上限值：39 增量值：1分肢2（槽鋼）選擇范圍： 下限值：1 上限值：35 增量

24、值：1綴條選擇范圍： 下限值：1 上限值：82 增量值：1最不利荷載組合一：軸力N：500 彎矩Mx：300 剪力V：100最不利荷載組合二：軸力N：400 彎矩Mx：450 剪力V：100鋼材的抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：215鋼材的屈服強(qiáng)度值：235截面削弱面積：0構(gòu)件繞x軸的計(jì)算長(zhǎng)度lox：12000構(gòu)件繞y軸的計(jì)算長(zhǎng)度loy：4000等效彎矩系數(shù)mx：0.85構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比：150角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：160-格構(gòu)式（彎矩繞虛軸xx）型鋼綴條柱優(yōu)化設(shè)計(jì)工字型鋼和槽鋼組合優(yōu)化結(jié)果：每單位長(zhǎng)度構(gòu)件體積(mm3/mm)= 13054.58*參數(shù)優(yōu)化值*兩分肢軸線(xiàn)長(zhǎng)度x1: 1100.00綴條傾

25、角(°): 40.0 型鋼號(hào)分肢1型鋼: I25a 分肢2型鋼: 25c 型鋼號(hào)綴條型鋼: 100×6 綴條與柱肢以三面圍焊的形式連接，焊縫高度為: 6*截面控制條件*最大正應(yīng)力: 136.87抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: 215.00平面內(nèi)整體穩(wěn)定值: 125.67分肢工字鋼最大穩(wěn)定值: 154.87分肢槽鋼最大穩(wěn)定值: 202.89穩(wěn)定上限值: 215.00構(gòu)件最大長(zhǎng)細(xì)比: 84.19綴條長(zhǎng)細(xì)比: 71.65容許長(zhǎng)細(xì)比: 150.00綴條強(qiáng)度值: 64.36綴條強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: 215.00綴條穩(wěn)定值: 104.38綴條穩(wěn)定上限值: 215.00綴條焊縫強(qiáng)度值: 149.86綴條焊縫強(qiáng)

26、度設(shè)計(jì)值: 160.00*截面優(yōu)化成功*1.4 雙向壓彎構(gòu)件雙向壓彎格構(gòu)式組合綴條柱優(yōu)化設(shè)計(jì)（工字形組合單軸對(duì)稱(chēng)）結(jié)果：-雙向壓彎格構(gòu)式組合綴條柱優(yōu)化設(shè)計(jì)（工字形組合單軸對(duì)稱(chēng)）優(yōu)化條件：分肢2翼緣寬度X1： 下限值：100 上限值：1000 增量值：10分肢翼緣厚度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翼緣寬度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 兩分肢軸線(xiàn)長(zhǎng)度X7：下限值

27、：100 上限值：1000 增量值：10綴條傾角： 下限值：40 上限值：70 增量值：5 綴條選擇范圍： 下限值：1 上限值：82 增量值：1翼緣制作工藝：翼緣為焰切邊在彎矩Mx作用下：平面內(nèi)等效彎矩系數(shù)mx：0.85在彎矩My作用下：平面內(nèi)等效彎矩系數(shù)my：0.85平面外等效彎矩系數(shù)ty：0.85軸力N：1000最大彎矩Mx：500最大彎矩My：400最大剪力V：100鋼材的抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：215 鋼材的屈服強(qiáng)度值：235截面削弱面積：0構(gòu)件繞x軸的計(jì)算長(zhǎng)度lox：9000構(gòu)件繞y軸的計(jì)算長(zhǎng)度loy：3000構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比：150角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：160-雙向壓彎格構(gòu)式組合綴

28、條柱優(yōu)化設(shè)計(jì)（工字形組合單軸對(duì)稱(chēng)）優(yōu)化結(jié)果：每單位長(zhǎng)度構(gòu)件體積(mm3/mm)= 24172.58*參數(shù)優(yōu)化值*分肢2翼緣寬度x1: 220.00分肢翼緣厚度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翼緣寬度x5: 290.00分肢1腹板厚度x6: 10.00兩分肢軸線(xiàn)長(zhǎng)度x7: 990.00綴條傾角(°): 40.0 型鋼號(hào)綴條型鋼: 100×6 綴條與柱肢以三面圍焊的形式連接，焊縫高度為: 6*截面控制條件*最大正應(yīng)力: 214.55抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: 215.00整體穩(wěn)定值: 187.33分肢1平面內(nèi)(繞自身強(qiáng)軸)穩(wěn)定值: 1

29、92.20分肢1平面外(繞自身弱軸)穩(wěn)定值: 213.31分肢2平面內(nèi)(繞自身強(qiáng)軸)穩(wěn)定值: 64.87分肢2平面外(繞自身弱軸)穩(wěn)定值: 81.31穩(wěn)定上限值: 215.00分肢1翼緣寬厚比: 14.00分肢1翼緣寬厚比上限值: 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翼緣寬厚比: 10.60分肢2翼緣寬厚比上限值: 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構(gòu)件最大長(zhǎng)細(xì)比: 64.49綴條長(zhǎng)細(xì)比: 64.49容許長(zhǎng)細(xì)比: 150.00綴條強(qiáng)度值: 64.36綴條強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: 215.00綴條穩(wěn)定值: 100.29綴

30、條穩(wěn)定上限值: 215.00綴條焊縫強(qiáng)度值: 149.86綴條焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: 160.00*截面優(yōu)化成功*2連接優(yōu)化2.1 角焊縫連接軸心受力兩板通過(guò)兩連接板連接的角焊縫優(yōu)化結(jié)果：-軸心受力兩板通過(guò)兩連接板連接的角焊縫優(yōu)化優(yōu)化條件：連接板寬度x1： 下限值：100 上限值：1000 增量值：10連接板長(zhǎng)度x2： 下限值：100 上限值：1000 增量值：10連接板厚度x3： 下限值：12 上限值：100 增量值：2焊縫高度x4： 下限值：12 上限值：100 增量值：2軸力N：1000被連接板寬度B：300被連接板厚度t1：12角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：160結(jié)構(gòu)直接承受動(dòng)力荷載-軸心受力兩板通過(guò)兩

31、連接板連接的角焊縫優(yōu)化優(yōu)化結(jié)果：*參數(shù)優(yōu)化值*連接板寬度x1: 120.000連接板長(zhǎng)度(單側(cè))x2: 120.000連接板厚度x3: 16.000焊縫高度x4: 14.000*連接控制條件*兩條端焊縫最大承載力: 376.320在滿(mǎn)足端焊縫最大受力的前提下,側(cè)焊縫應(yīng)力: 138.350角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: 160.000最小焊縫高度: 6.000最大焊縫高度: 14.000最小焊縫長(zhǎng)度: 112.000最大焊縫長(zhǎng)度: 840.000連接板與被連接板截面面積比值: 1.067連接板與被連接板截面面積比下限值: 1.000*連接優(yōu)化成功*2.2 普通螺栓連接偏心受剪普通螺栓連接優(yōu)化結(jié)果：-偏心受剪

32、普通螺栓連接優(yōu)化優(yōu)化條件：螺栓直徑x1： 下限值：10 上限值：100 增量值：1螺栓列數(shù)x2： 下限值：1 上限值：100 增量值：1螺栓行數(shù)x3： 下限值：1 上限值：100 增量值：1連接板高度x4： 下限值：100 上限值：1000 增量值：10剪力V：300偏心距e：300柱翼緣寬度l1：300柱翼緣厚度t1：12連接板厚度t2：12柱腹板厚度t3：12普通螺栓抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：130普通螺栓承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：305連接板長(zhǎng)度和螺栓總面積的權(quán)重比值：100連接板拉、彎、剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：215-偏心受剪普通螺栓連接優(yōu)化優(yōu)化結(jié)果：=螺栓排列采用錯(cuò)列連接=*參數(shù)優(yōu)化值*螺栓直徑(mm): 12螺

33、栓列數(shù)(單側(cè))x2: 4.00螺栓行數(shù)x3: 10.00連接板高度x4: 510.00螺栓邊距x5: 30.00螺栓邊距x6: 20.00螺栓間距x7: 30.00螺栓間距x8: 80.00螺栓間距x9: 50.00所使用的螺栓數(shù)(單側(cè)): 38*連接控制條件*最不利螺栓所受剪力: 13.707單個(gè)螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值: 14.703單個(gè)螺栓承壓承載力設(shè)計(jì)值: 43.920*連接優(yōu)化成功*=螺栓排列采用并列連接=*參數(shù)優(yōu)化值*螺栓直徑(mm): 12螺栓列數(shù)(單側(cè))x2: 3.00螺栓行數(shù)x3: 12.00連接板高度x4: 500.00螺栓邊距x5: 30.00螺栓邊距x6: 20.00螺栓間

34、距x7: 50.00螺栓間距x8: 60.00螺栓間距x9: 40.00所使用的螺栓數(shù)(單側(cè)): 36*連接控制條件*最不利螺栓所受剪力: 14.348單個(gè)螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值: 14.703單個(gè)螺栓承壓承載力設(shè)計(jì)值: 43.920*連接優(yōu)化成功*2.3 高強(qiáng)度螺栓連接拉、剪聯(lián)合作用摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接優(yōu)化結(jié)果：-拉、剪聯(lián)合作用摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接優(yōu)化優(yōu)化條件：螺栓直徑x1： 下限值：M16 上限值：M30 增量值：1螺栓列數(shù)x2： 下限值：1 上限值：100 增量值：1螺栓行數(shù)x3： 下限值：1 上限值：100 增量值：1螺栓分布區(qū)域長(zhǎng)度x4：下限值：100 上限值：1000 增量值：10軸

35、力N：100彎矩M：100剪力V：100螺栓性能等級(jí)：8.8級(jí)摩擦面抗滑移系數(shù)：0.45連接板寬度l1：300柱翼緣厚度t1：12連接板厚度t2：12連接件厚度t3：12連接板長(zhǎng)度和螺栓總面積優(yōu)化權(quán)重比值：10鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：215-拉、剪聯(lián)合作用摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接優(yōu)化優(yōu)化結(jié)果：=螺栓排列采用錯(cuò)列連接=*參數(shù)優(yōu)化值*螺栓直徑(mm): 20螺栓列數(shù)(單側(cè))x2: 1.00螺栓行數(shù)x3: 5.00螺栓分布區(qū)域長(zhǎng)度x4: 620.00螺栓邊距x5: 50.00螺栓邊距x6: 80.00螺栓間距x7: .00螺栓間距x8: 140.00螺栓間距x9: 130.00所使用的螺栓數(shù)(單側(cè)): 5*連接

36、控制條件*螺栓群所受剪力: 100.000螺栓群抗剪承載力設(shè)計(jì)值總和: 420.966最不利螺栓所受拉力: 86.923單個(gè)螺栓抗拉承載力設(shè)計(jì)值: 88.000*連接優(yōu)化成功*=螺栓排列采用并列連接=*參數(shù)優(yōu)化值*螺栓直徑(mm): 16螺栓列數(shù)(單側(cè))x2: 2.00螺栓行數(shù)x3: 5.00螺栓分布區(qū)域長(zhǎng)度x4: 480.00螺栓邊距x5: 40.00螺栓邊距x6: 50.00螺栓間距x7: 60.00螺栓間距x8: 80.00螺栓間距x9: 100.00所使用的螺栓數(shù)(單側(cè)): 10*連接控制條件*螺栓群所受剪力: 100.000螺栓群抗剪承載力設(shè)計(jì)值總和: 384.750最不利螺栓所受拉

37、力: 55.000單個(gè)螺栓抗拉承載力設(shè)計(jì)值: 56.000*連接優(yōu)化成功*3基本構(gòu)件驗(yàn)算（以單向壓彎實(shí)腹式組合雙軸對(duì)稱(chēng)箱形柱為例）單向壓彎實(shí)腹式組合柱驗(yàn)算（組合雙軸對(duì)稱(chēng)箱形）結(jié)果：-單向壓彎實(shí)腹式組合柱驗(yàn)算（組合雙軸對(duì)稱(chēng)箱形）驗(yàn)算條件：翼緣寬度X1：300翼緣寬度X2：100翼緣厚度X3：12腹板高度X4：400腹板厚度X5：12最不利荷載組合一：軸力N：200 彎矩Mx：400最不利荷載組合二：軸力N：300 彎矩Mx：300鋼材的抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：215鋼材的屈服強(qiáng)度值：235截面削弱面積：0構(gòu)件繞x軸的計(jì)算長(zhǎng)度lox：2000構(gòu)件繞y軸的計(jì)算長(zhǎng)度loy：2000等效彎矩系數(shù)mx

38、：0.85 等效彎矩系數(shù)tx：0.85構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比：150-單向壓彎實(shí)腹式組合柱驗(yàn)算（組合雙軸對(duì)稱(chēng)箱形）驗(yàn)算結(jié)果：最大正應(yīng)力: 135.97抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: 215.00平面內(nèi)整體穩(wěn)定值: 117.11平面外整體穩(wěn)定值: 88.55整體穩(wěn)定上限值: 215.00翼緣中部寬厚比: 25.00翼緣中部寬厚比上限值: 40.00翼緣自由邊寬厚比: 7.33翼緣自由邊寬厚比上限值: 13.00腹板高厚比: 33.33腹板高厚比上限值: 57.97最大長(zhǎng)細(xì)比: 13.36容許長(zhǎng)細(xì)比: 150.00*該驗(yàn)算截面滿(mǎn)足要求*4連接驗(yàn)算（以彎矩、剪力共同作用下工字形對(duì)接焊縫連接為例）彎矩、剪力共同作用下工字形連接板對(duì)接焊縫驗(yàn)算結(jié)果：-彎矩、剪力共同作用下工字形連接板對(duì)接焊縫驗(yàn)算驗(yàn)算條件：彎矩M：100剪力V：100上翼緣寬度b1：200上翼緣厚度t1：12下翼緣寬度b2：200下