门式刚架的优化设计
小议门式刚架轻型钢结构的优化设计
小议门式刚架轻型钢结构的优化设计摘要：笔者根据多年从业经验，对门式刚架轻型钢结构中的设计经行深入探讨。
关键词：门式刚架结构，优化设计，轻钢结构1 结构形式与跨度对用钢量的影响门式刚架的结构形式按跨度可以分为单跨，双跨和多跨，按屋面坡脊数可分为多脊双坡，单脊双坡和单脊单坡。
由于多脊双坡常常采用内天沟排水，而内天沟排水的体系因其特点从而具有下列缺点：1)钢耗量增大；2)室内排水系统增多；3)由于屋面节点较多为日后房屋漏水留下较多隐患；从而在刚架形式上，设计工程师常采用外挂彩板天沟，单屋脊的多跨大双坡的形式。
在设计中，房屋高度往往由生产条件和使用要求所确定，而房屋的高度对应其合理的跨度。
总体来说，在一定的荷载和柱高条件下，由于跨度的适当增加所引起的用钢量增加并不是很明显，但跨度的增大却多出了有效的使用面积，同时也降低了基础的造价。
在用钢量最小的求解过程中，不同的柱高对应不同的最优经济跨度。
通过特定条件下的计算表明，无吊车轻型门式刚架单位用钢量随着跨度的增加是单调递增的，而有吊车的门式刚架情况较为复杂，总体来说，吊车的起重量与经济跨度密切相关，不同吨位的吊车又对应不同的经济跨度，随着吊车起重量的增加，经济跨度向高处攀升。
2 刚架最优柱距的确定从综合的角度分析，柱距(模数)的选择对设计的优劣影响极大。
归纳起来有以下几点：1)钢用量始终是评价刚架结构方案优劣的有效指标，研究表明，柱距和门式刚架用钢量关系最为密切。
2)使用轻质屋面材料和轻型墙体材料，取代传统工艺所常用的钢筋混凝土屋面板和钢筋混凝土围护墙体的做法，可以降低厂房总体造价。
3)钢材的供应与费用，标准化程度等指标都与厂房的柱距(模数)有关。
刚架的间距与刚架的跨度大小、屋面荷载多少、檩条间距的大小等多种因素有密切关系。
正常情况下，间距的增大，檩条和墙梁跨度增大，直接导致其相应用钢量增加，同时支撑的用钢量也增加，但主刚架榀数的减少可以降低总用钢量。
工程经验表明，6m～9m是门式刚架的合理柱距，7.5m左右的经济效果最好。
门式刚架的优化设计
（三）综合优化
确定了门式刚架的材质、截面型式以后，即可根据STS软件显示的计算结果信息，综合调整梁、柱的截面尺寸，进行整体优化。
STS计算钢结构应力比图说明：
柱左：作用弯矩与考虑屈曲后强度抗弯承载力比值；
右上：平面内稳定应力比（对应长细比）；
右下：平面外稳定应力比（对应长细比）；
梁上：作用弯矩与考虑屈曲后强度抗弯承载力比值；
左下：平面内稳定应力比；
右下：平面外稳定应力比。
1．针对梁、柱构件的强度抗弯承载力，应调整杆件的整个截面尺寸，即同时调整梁、柱腹板和翼缘的尺寸，以达到应力比值合适。
2．针对梁、柱平面内的稳定应力比及柱对应的长细比，应主要调整梁、柱腹板的尺寸，辅助调整翼缘板的规格，以达到合适的应力比及长细比。
3．针对梁、柱平面外的稳定应力比及柱对应的长细比，应主要调整梁、柱翼缘板的尺寸，辅助调整腹板的高、厚，以达到合适的应力比及长细比。
总之，在进行门式刚架的综合优化时，不论上述哪一项内容都不能孤立调整，而应当全面考虑，单独改变某一个数据都会对其他数据带来或多或少的影响，改变截面平面内的数据会对平面外的数据产生影响；改变钢柱的数据会对钢梁产生影响等；反之亦然。
因此优化时要配合所有数据的协调变化，以使计算结果最优。
门式刚架的优化设计
二、 优化设 计
（ ） 一 选择材质 门式刚架轻型钢结构经常使 用的材料为现行 国家标 准《 碳 素结构钢 ｝Ｇ ｆ７０ ｑ 规定 的Ｑ ３ Ｂ （ Ｂ ０ ）￣ ２ ５ 钢和《 低合金 高强 度结构
钢｝Ｇ ／１９ ） （ Ｂｌ５ １中规定的Ｑ ４ Ｂ ＇ ３５ 钢。两种钢材的强度设计值是 不同的 ， 如板厚 ≤１钢板的强度设计值见表 １ ６ ：
、Hale Waihona Puke 概 述 的结构含钢量要低 于Ｑ ３ Ｂ ２ ５ 钢设计 的结构含钢量 ， ３ ５ 钢的 但Ｑ ４ Ｂ 已建成了大量 的轻钢结构建筑 ， 成长 了一大批钢结构建设企业 价格每吨要高于Ｑ ３ Ｂ ０ 元到３ ０ 比较两种钢材的市场价 ２ ５ 钢２ ０ ０ 元。 和设计人员 。钢结构因其 自重轻 、 施工周期短 、 抗震能力强 、 可 格， 比较含钢量 ， 综合分析核算 ， 选用材料总价格低的钢材 。
出各种钢结构设计。 然而 ， 对于相 同的工程使用 同一款软件 ， 不
同的设计 人员会得 出各 自的结果 ， 究其原 因 ， 主要与设 计人员 基本知识 的掌握、 见识 的多寡 、 作实践经验 的积 累、 工 对钢结构 工程 的理解认识等有着密切 的关 系。 钢结构设计 的结果决定一 项工程 的含钢量 ， 同时也决定 了这 项工程 的造价 ， 以设计 人 所
周边 市场不好采购 ， 而需要到较远 的地 区进货 ， 则会增 加材 料
高厚 比 较大 的特点 ， 将构件 的断 面设 计到更大 、 更薄 ， 让材料的 强度发挥 到最佳状态。 （ ） 二 选择截面 门式刚架轻 钢结构的构件 多采用Ｈ 型钢断 面 ，型 钢又分 Ｈ 热轧 、 国标Ｈ型钢 和钢板组焊Ｈ型钢 。根据跨度 、 高度和荷载不 同， 门式刚架 的梁 、 柱可采用等截面或变截面Ｈ 型钢。设计人员 在选 择构 件截面时 ， 应考虑 以下几项条件 ： １ ．一般 的厂房 、 超市等 结构的 门式 刚架柱可采用变截 面 Ｈ 型钢 ， 即通过改变腹板 的高度将柱子做成上大下小的楔 型， 以 满足适应 门式刚架柱 肩弯距 大的受力特性 ， 达到节省材料的 目 的。若厂房内设有桥式 吊车时 ， 要采用等截面Ｈ 型钢柱 ， 柱脚要 设成 刚性连接 ，门规 》 《 的这项要求是针对小于２吨 吊车的。对 ０ 于设 有超过２吨 吊车 的钢结构 厂房 ， Ｓ Ｏ Ｓ 软件允许将 门式 刚架 Ｔ 柱按普通钢结构设计 ， 刚架梁按《 门规》 设计。 ２ ．当门式刚架采 用等截面Ｈ 型钢柱时 ， 型钢的翼缘要具 Ｈ 备一定的宽度，以满足刚架在平面外的稳定和长细比要求， 因 此 ， 国标 窄翼缘Ｈ 热轧 型钢是不 适合做 钢柱构 件的 ， 翼缘太 其 窄， 通常不能满足钢柱在平 面外 的稳定应力和长细 比 要求 。这 是作者多年来 做轻钢结构设计的一点经验。
门式刚架的优化设计
摘要：门式刚架轻钢结构的广泛应用对钢结构设计人员做好优化设计不断提出新的要求，促使钢结构设计做到既经济安全，又便于施工。
另一方面，安全经济的优化设计对钢结构的进一步发展和应用起到了很大的促进作用。
文章对门式刚架轻刚结构设计中有关优化方面的事项，从选择材质、选择截面、综合优化等角度作一简要总结，希望对相关人员提供借鉴。
关键词：门式刚架；轻钢结构；优化设计；材质选择中图分类号：TU392文献标识码：A文章编号：1009-2374（2010）04-0017-02一、概述虽然钢结构建筑在我国起步较晚，但改革开放以来，我国已建成了大量的轻钢结构建筑，成长了一大批钢结构建设企业和设计人员。
钢结构因其自重轻、施工周期短、抗震能力强、可回收等优势和特点被人们广泛应用，诸如车间、库房、展厅、接层等都普遍采用了门式刚架轻型钢结构，因此也应运而生了许多钢结构设计软件，设计人员利用电算软件可以方便快捷地做出各种钢结构设计。
然而，对于相同的工程使用同一款软件，不同的设计人员会得出各自的结果，究其原因，主要与设计人员基本知识的掌握、见识的多寡、工作实践经验的积累、对钢结构工程的理解认识等有着密切的关系。
钢结构设计的结果决定一项工程的含钢量，同时也决定了这项工程的造价，所以设计人员做出的设计结果至关重要，他不仅要符合设计规范，保证结构的安全，也要求在允许的范围内做好恰当的优化，把“好钢用在刀刃上”，将含钢量降到合理的程度，做到经济合理，安全适用，确保质量，因此优化设计就成为钢结构设计中的一项重要内容。
文章就作者多年来应用中国建科院ＰＫＰＭ—ＳＴＳ软件的设计经验和施工现场的工作感受，把优化设计门式刚架轻型钢结构方面的一些体会总结出来，与大家共同交流、探讨。
二、优化设计（一）选择材质门式刚架轻型钢结构经常使用的材料为现行国家标准《碳素结构钢》（ＧＢ／Ｔ７００）中规定的Ｑ２３５Ｂ钢和《低合金高强度结构钢》（ＧＢ／Ｔ１５９１）中规定的Ｑ３４５Ｂ钢。
论述门式刚架结构的优化设计
ｌ 合理跨度 的确定
不 同的 生产 工艺流程 和使用功 能在很大程 度上 决定着厂 房 的跨度 。有的业 主甚至要求轻钢生产厂家根据 自己的使用功 能， 定较为经济 的跨度 ， 确 在尽可 能满足生 产工艺和 使用功能 的基 础 上 ， 根 据 房 屋 的 高度 确 定 较 为 合 理 的跨 度 。 一 般 情 况 应 下， 当柱 高、 载一定 时， 当加 大跨度 ， 荷 适 刚架 的用钢量 增加不 太 明显 ， 节 省 空 间 ， 础 造 价 低 ， 但 基 综合 效益 较 为 可 观 。 但 此 时 应注意加大跨度应适量， 一般保持最后跨度 在 １ ～ ４ ２ ２ ｍ之 间， 否 则容易造成钢粱截面 由挠 度控 制， 导致无法充分 发挥 高强度钢 材（ 比如 Ｑ ４ Ｂ 的强度。一股 当跨度大于 ２ ｍ时 ， ３５ ） ４ 如果是单跨 结 构 ， 于 风 荷 载 较 大 的 地 区 （ 如 厦 门 ０８Ｎ ｍ） 则 应 于 中 对 比 ．ｋ ／ ￣， 间 设 立 摇 摆 柱 ， 大 大 减 小 钢 梁 以及 钢 柱 断面 ， 用 钢 量 较 单 可 其 跨刚架节约 １． ６７ ％左右。通过大量计算发现 当檐高为 ６ 柱距 ｍ、 为 ７５ 荷载情况完全 一致情况 Ｆ（ ． ｍ、 恒载 Ｏ３ Ｎｍ２活载 Ｏ３ Ｎ ． ／ ， ｋ ． ／ ｋ ｍ ２ 基本风压 ０８ Ｎｍ ， 吊车） 跨度在 １ ～ ４ ． ／ ２无 ｋ ， ２ ２ｍ之 间的刚架单 位用钢量 （ ３ ５ ） １－ ５ ｇ 当檐高 为 １ ５ 时 （ Ｑ ４ Ｂ 为 ６ ２ｋ ／ ； ｍ ２ １ｍ 其他情 况 同上 ） 跨度在 １～ ４ ， ２ ２ ｍ之 间 的刚 架用钢量 （ ３ ５ Ｂ 为 ２ ～ Ｑ４一） ２ ３ ｋ／ ０ ｇ 。因 此 ， ｍ 设计 者 应 根 据 具 体 要 求 在 选 择 方 案 时 选 择 较 为 经济 的跨 度 ， 宜 盲 目追 求 大 跨 度 。 不 ，来自３ 合理确定柱脚 埋深
门式刚架轻钢结构优化设计及程序开发
感谢观看
门式刚架轻钢结构的材料主要有H型钢、T型钢、角钢等。在实际设计中，需 要根据实际需求和承载要求选择合适的材料。一般来说，对于主要承受压力的结 构，应选用强度较高的H型钢；对于承受拉力的结构，应选用具有较高屈服强度 的T型钢或角钢。此外，在材料的选取过程中，还需要考虑材料的防腐、防火性 能等因素。
3、截面形状和尺寸的优化
三、结论
门式刚架轻钢结构作为一种广泛应用于各种建筑项目的结构形式，其优化设 计对于提高结构的承载能力、稳定性和使用寿命具有重要意义。本次演示从结构 形式的选择、材料的选取、截面形状和尺寸的优化、节点连接的设计以及防腐、 防火措施的选择等方面对门式刚架轻钢结构的优化设计进行了研究和探讨。通过 合理的优化设计，可以大大提高门式刚架轻钢结构的性能和使用寿命，同时也可 以降低施工成本和占地面积，具有广泛的应用前景。
门式刚架轻钢结构的截面形状和尺寸对结构的承载能力和稳定性有着重要影 响。在实际设计中，需要对截面形状和尺寸进行优化，以达到最佳的结构性能。 一般来说，可以通过调整截面高度、宽度和腹板厚度等参数来实现优化。例如， 可以通过增加腹板厚度来提高结构的稳定性；通过减小截面面设计是门式刚架轻钢结构设计的关键环节之一。在满足强度和稳定 性的前提下，应尽量减小截面尺寸，以降低用钢量，提高经济效益。对于常用的 H型钢或箱型梁截面，可以通过调整截面高度、翼缘宽度和厚度等参数来优化截 面设计。此外，还可以采用高强度钢、耐候钢等新型钢材，以进一步提高结构性 能和经济性。
3、节点设计
5、防腐、防火措施的选择
门式刚架轻钢结构在使用过程中会受到各种自然环境和化学物质的侵蚀，因 此需要进行防腐处理。同时，在火灾情况下，结构需要具备一定的耐火性能以保 证结构的安全性。因此，在优化设计中需要考虑到这些因素，并采取相应的防腐、 防火措施。例如，可以在钢材表面涂刷防腐涂料或采用耐火材料进行保护等措施 来提高结构的防腐、防火性能。
门式刚架优化设计的浅析
门式刚架优化设计的浅析摘要：随着社会的发展，我国的现代化建设水平的发展也越来越迅速。
上世纪八十年开始，我国对门式刚架轻型房屋钢结构进行应用，经过近几十年来的不断发展，现阶段已经成为我国房屋建筑的一种重要组成方式。
在结构设计方面门式刚架轻型钢结构房屋主要通过应用H型钢等组成一种门式刚架承重的房屋骨架，实际的应用中这种设计非常广泛。
因为门式刚架轻型房屋结构的布设非常灵活，并且其柱网不会受到构建模数的限制。
并且，门式刚架轻型房屋在拆卸时比较方便，利于我们的回收应用，对于施工工期可以大大的减少。
此外，钢结构的应用有利于降低对能源的消耗，有效的保证了环境不被破坏，并且其应用的综合经济效益比较高，能够为企业带来很大的利益。
关键词：门式刚架；优化设计；浅析引言门式刚架结构是钢结构厂房中应用最广泛的钢结构形式，主要应用于工业厂房、仓储库房中。
门式刚架的结构优化是一个系统优化，也就是在满足设计目标要求基础上，同时满足各类约束条件，将理论知识与实际结合在一起，在可允许的标准规定范围内和其他约束条件下进行设计，以得到最优的设计方案，达到“质优、价廉”的经济指标。
结构优化设计对门式刚架的应用有着十分重要的应用意义。
1门式刚架轻型房屋钢结构优势体现门式刚架轻型房屋钢结构在近些年的建筑工程领域应用比较广泛，门式刚架轻型房屋钢结构在上世纪80年代初期的时候在我国开始发展，在经过了几十年的发展后，已经成为房屋建筑结构重要的结构应用形式。
门式刚架轻型房屋钢结构主要是轻型焊接H型钢等构成的实腹式门式刚架作为主要承重骨架，冷弯薄壁型钢作为檩条等房屋结构体系，这一结构体系在实际房屋建筑中的广泛应用，正是因为其自身有着鲜明优势。
门式刚架轻型房屋结构的柱网布置比较灵活，在使用了金属压型板的构件下，柱网布置不会受到模数的制约。
另外，门式刚架轻型房屋钢结构的应用优势还体现在比较方便拆卸，资源的可回收利用效率比较高。
由于钢结构施工只要进行螺栓连接即可，所以在施工上就比较方便，能大大缩短施工的工期。
论述门式刚架的优化设计方法
行搜索选 优 ，直至达 到最优 目标 。从而 得 到最优 的设 计方案 。优化 设计 的出现使工程结 构设计 由以往被 动地安全 校核 转变 为积极 主动
地选优 设 计 ，为实 现 设 计 的 最 终 目标 一 安 全 和 经 济 提 供 了有 效
途径 。
下 ，需要多 次迭代分析才 能得 出结果 。
因此 ， 究出符合 我国的门式 刚架截 面优化设 计 方法 ，是 非常 有实 研
际工 程意义的 。
结构 优化设计作 为一种最优 设计方 案技术 ，一 直是结 构设 计理 论 和方法研究 领域 的 热 门话 题 。结构 的优 化设 计 指 的是 结 构 的综 合 、选优 ，即把设计追 求的 目标 与应满 足 的约 束条 件有 机地结 合起
优化 设计对 门式 刚架的应 用有 着 实际的应 用意 义。文 中总结 了以往的结构设计 方法 ，并 着重介 绍 了 目 前应 用最 多的有 限元分析方 法。
关 键 词 ：门 式 刚 架 ；优 化 设 计 ；Ａ ＹＳ ＮＳ
１ 引 言 门式 刚架是 门式 刚架 轻型房屋 的最 主要受 力体 系 。门式刚架 和 采用冷 弯薄壁型钢 制成 的凛条及 采用压 型钢板 制成 的外墙 板 、屋 面 板共 同组 成轻型钢结构 房屋 。这 种结构具 有 明显 的优点 。具有很 大
２ ３ 数 学规划法 ．
屋钢 结构技术规程 》 直 到 １９ 年 才 出版 ，无 论设 计 水平 、设计 经 ９８
验和合理 设计等方 面都 与西方 发达 国家 相 比有 着 较大 的差距 。我 国 的学 者也开发 出相应 的设计 软件 ．如 Ｐ ２ ０ 、Ｐ Ｐ Ｓ ０ ０ Ｋ Ｍ及 同济大学 开
来 ，用优 化的理论 和方法 ，在 满足设 计的约束 条 件的可 行 区域 内进
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摘要：门式刚架轻钢结构的广泛应用对钢结构设计人员做好优化设计不断提出新的要求，促使钢结构设计做到既经济安全，又便于施工。
另一方面，安全经济的优化设计对钢结构的进一步发展和应用起到了很大的促进作用。
文章对门式刚架轻刚结构设计中有关优化方面的事项，从选择材质、选择截面、综合优化等角度作一简要总结，希望对相关人员提供借鉴。
关键词：门式刚架；轻钢结构；优化设计；材质选择中图分类号：TU392文献标识码：A文章编号：1009-2374（2010）04-0017-02一、概述虽然钢结构建筑在我国起步较晚，但改革开放以来，我国已建成了大量的轻钢结构建筑，成长了一大批钢结构建设企业和设计人员。
钢结构因其自重轻、施工周期短、抗震能力强、可回收等优势和特点被人们广泛应用，诸如车间、库房、展厅、接层等都普遍采用了门式刚架轻型钢结构，因此也应运而生了许多钢结构设计软件，设计人员利用电算软件可以方便快捷地做出各种钢结构设计。
然而，对于相同的工程使用同一款软件，不同的设计人员会得出各自的结果，究其原因，主要与设计人员基本知识的掌握、见识的多寡、工作实践经验的积累、对钢结构工程的理解认识等有着密切的关系。
钢结构设计的结果决定一项工程的含钢量，同时也决定了这项工程的造价，所以设计人员做出的设计结果至关重要，他不仅要符合设计规范，保证结构的安全，也要求在允许的范围内做好恰当的优化，把“好钢用在刀刃上”，将含钢量降到合理的程度，做到经济合理，安全适用，确保质量，因此优化设计就成为钢结构设计中的一项重要内容。
文章就作者多年来应用中国建科院ＰＫＰＭ—ＳＴＳ软件的设计经验和施工现场的工作感受，把优化设计门式刚架轻型钢结构方面的一些体会总结出来，与大家共同交流、探讨。
二、优化设计（一）选择材质门式刚架轻型钢结构经常使用的材料为现行国家标准《碳素结构钢》（ＧＢ／Ｔ７００）中规定的Ｑ２３５Ｂ钢和《低合金高强度结构钢》（ＧＢ／Ｔ１５９１）中规定的Ｑ３４５Ｂ钢。
两种钢材的强度设计值是不同的，如板厚≤１６钢板的强度设计值见表１：表1钢材的强度设计值（N/mm2）很显然，Ｑ３４５钢的强度要高于Ｑ２３５钢。
具体到每个工程应选择哪种材料合适，这关系到以下几个方面：１．视钢材市场的情况而定，首先了解市场上有什么材质的钢材，设计人员应选择容易采购到的材料。
因为在某一阶段市场上销售的钢材并非品种、规格都齐全，如果选用的材料在周边市场不好采购，而需要到较远的地区进货，则会增加材料费用，加大工程成本，造成不必要的经济支出。
２．Ｑ３４５Ｂ钢的强度要高于Ｑ２３５Ｂ钢，因此用Ｑ３４５Ｂ钢设计的结构含钢量要低于Ｑ２３５Ｂ钢设计的结构含钢量，但Ｑ３４５Ｂ钢的价格每吨要高于Ｑ２３５Ｂ钢２００元到３００元。
比较两种钢材的市场价格，比较含钢量，综合分析核算，选用材料总价格低的钢材。
３．《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（ＣＥＣＳ１０２：２００２）６．１．１中规定：工字型截面构件受压翼缘自由外伸宽度ｂ与其厚度ｔ之比小于１５２３５／ｆｙ姨，即Ｑ２３５Ｂ钢受压翼缘的宽厚比为１５２３５／２３５姨＝１５；Ｑ３４５Ｂ钢受压翼缘的宽厚比为１５２３５／３４５姨＝１２．３８，Ｑ３４５Ｂ钢受压翼缘的宽厚比小于Ｑ２３５Ｂ钢，同样，工字型截面的Ｑ３４５Ｂ钢腹板的高厚比也小于Ｑ２３５Ｂ钢，若采用相同宽厚的材料做翼缘板，在两种材料都能满足强度要求的基础上，有可能出现Ｑ２３５Ｂ钢的宽厚比可以满足，而Ｑ３４５Ｂ钢的宽厚比不能满足的情况；腹板的高厚比也是如此。
因此设计时构件材质的选用，还应视工程结构的具体情况而定。
一般对于高大型的结构，宜采用Ｑ３４５Ｂ钢，可以充分发挥材料强度高、结构轻的优势，总体造价将会低于Ｑ２３５Ｂ钢的结构；对于结构造型低、构件断面小的工程，建议采用Ｑ２３５Ｂ钢，以充分利用其宽厚比、高厚比较大的特点，将构件的断面设计到更大、更薄，让材料的强度发挥到最佳状态。
（二）选择截面门式刚架轻钢结构的构件多采用Ｈ型钢断面，Ｈ型钢又分热轧、国标Ｈ型钢和钢板组焊Ｈ型钢。
根据跨度、高度和荷载不同，门式刚架的梁、柱可采用等截面或变截面Ｈ型钢。
设计人员在选择构件截面时，应考虑以下几项条件：１．一般的厂房、超市等结构的门式刚架柱可采用变截面Ｈ型钢，即通过改变腹板的高度将柱子做成上大下小的楔型，以满足适应门式刚架柱肩弯距大的受力特性，达到节省材料的目的。
若厂房内设有桥式吊车时，要采用等截面Ｈ型钢柱，柱脚要设成刚性连接，《门规》的这项要求是针对小于２０吨吊车的。
对于设有超过２０吨吊车的钢结构厂房，ＳＴＳ软件允许将门式刚架柱按普通钢结构设计，刚架梁按《门规》设计。
２．当门式刚架采用等截面Ｈ型钢柱时，Ｈ型钢的翼缘要具备一定的宽度，以满足刚架在平面外的稳定和长细比要求，因此，热轧国标窄翼缘Ｈ型钢是不适合做钢柱构件的，其翼缘太窄，通常不能满足钢柱在平面外的稳定应力和长细比要求。
这是作者多年来做轻钢结构设计的一点经验。
门式刚架的优化设计聂卫岗（山西天桥钢结构有限公司，山西太原030006）钢材牌号厚度（ｍｍ）抗拉、抗压、抗弯抗剪Ｑ２３５钢≤１６２１５１２５Ｑ３４５钢≤１６３１０１８０17--３．构件是选用热轧国标Ｈ型钢或是钢板组焊Ｈ型钢，也要综合平衡。
热轧Ｈ型钢成型美观，质量均匀有保证，后续加工省时省力，对加工工艺及设备要求都比较简单，但价格较高，且由于目前此类型钢规格的局限，有时在选材上会造成较大浪费。
而使用钢板组焊Ｈ型钢，则可根据计算应力适当选材，降低刚架含钢量，但制作时有可能会产生材料损耗大的问题。
因此两项要做全面比较，优化选择，使建筑结构、施工要求等方面都更为科学合理。
４．Ｈ型钢截面受弯构件中，翼缘以抗弯为主，腹板以受剪为主，适当增大腹板的高度，可使翼缘的抗弯能力发挥更为充分，因此通常将门式刚架梁做成变截面，在弯矩较大的梁柱连接点处加大腹板的高度，以适应弯矩的变化，达到节约材料的目的。
但变截面Ｈ型钢构件在构造连接及加工制造方面均不如等截面构件方便，故当房屋跨度较大时才设计成变截面。
根据本人验算比较，双坡屋面的跨度在１８米及以上时考虑采用变截面钢梁较为合适。
（三）综合优化确定了门式刚架的材质、截面型式以后，即可根据ＳＴＳ软件显示的计算结果信息，综合调整梁、柱的截面尺寸，进行整体优化。
ＳＴＳ计算钢结构应力比图说明：柱左：作用弯矩与考虑屈曲后强度抗弯承载力比值；右上：平面内稳定应力比（对应长细比）；右下：平面外稳定应力比（对应长细比）；梁上：作用弯矩与考虑屈曲后强度抗弯承载力比值；左下：平面内稳定应力比；右下：平面外稳定应力比。
１．针对梁、柱构件的强度抗弯承载力，应调整杆件的整个截面尺寸，即同时调整梁、柱腹板和翼缘的尺寸，以达到应力比值合适。
２．针对梁、柱平面内的稳定应力比及柱对应的长细比，应主要调整梁、柱腹板的尺寸，辅助调整翼缘板的规格，以达到合适的应力比及长细比。
３．针对梁、柱平面外的稳定应力比及柱对应的长细比，应主要调整梁、柱翼缘板的尺寸，辅助调整腹板的高、厚，以达到合适的应力比及长细比。
总之，在进行门式刚架的综合优化时，不论上述哪一项内容都不能孤立调整，而应当全面考虑，单独改变某一个数据都会对其他数据带来或多或少的影响，改变截面平面内的数据会对平面外的数据产生影响；改变钢柱的数据会对钢梁产生影响等；反之亦然。
因此优化时要配合所有数据的协调变化，以使计算结果最优。
三、结语门式刚架轻钢结构的优化设计是一个系统工程，是集个人素质、市场状况、计算软件为一体的综合体现，既可以根据自己的设计经验逐步优化，又可以使用软件自带的优化功能进行优化计算，如ＳＴＳ软件可以对轻钢门式刚架中常采用变截面构件的大、小端高度，上、下翼缘宽度、厚度及腹板厚度７个因素进行优化，但优化的结果并不尽如人意，只有将这些因素全部有机结合起来综合优化，才能达到预期效果，将截面优化做到更适宜的范围。
参考文献[1]钢结构设计规范（GB50017-2003）[S]．中国计划出版社．[2]门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS102-2002）[S]．中国计划出版社．[3]钢结构设计手册（第三版）[S]．中国建筑工业出版社．[4]建筑钢结构施工手册[S]．中国计划出版社．作者简介：聂卫岗（1961－），男，河北邢台人，山西天桥钢结构有限公司中级工程师，研究方向：钢结构设计、施工。
摘要：X-CAF 凹涡一体化气浮器是一种新型的气浮处理装置，是专门为去除工业及城市污水中的COD 、油脂、胶体物质及固体悬浮物（SS）等而设计的系统。
文章介绍了传统气浮的发展历程，探讨了新研发的YX-CAF 凹涡一体化气浮器的运行原理、创新点和特点。
关键词：凹涡一体化气浮器；污水处理；气浮装置中图分类号：X703文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2010）04-0018-02一、原理ＹＸ－ＣＡＦ凹涡一体化气浮器是结合现代污水处理行业存在的气浮装置的特点，取其精华，撇其不足开发的一种新型的气浮处理装置，是专门为去除工业及城市污水中的ＣＯＤ、油脂、胶体物质及固体悬浮物（ＳＳ）等而设计的系统。
整个一体化装置共由六部分组成，分别是（１）快速混合区；（２）接触区；（３）集渣区；（４）斜板分离区；（５）污泥区；（６）出水区，如图１所示：图1新型YX-CAF 凹涡一体化气浮器初探杨发祥（常州江南电力环境工程有限公司，江苏常州213245）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!18--。