钢结构优化设计报告
midas-Gen-钢结构优化分析及设计

例题3 钢框架结构分析及优化设计例题.钢框架结构分析及优化设计概要本例题通过某六层带斜撑的钢框架结构来介绍midas Gen的优化设计功能。
midasGen提供了强度优化和位移优化两种优化方法。
强度优化是指在满足相应规范的强度要求条件下,求出最小构件截面,即以结构重量为目标函数的优化功能。
位移优化是针对钢框架结构,在强度优化设计前提下,增加了以侧向位移为约束条件的自动设计功能。
本文主要讲述强度优化设计功能。
此例题的步骤如下:1.简介2.建立模型并运行分析3.设置设计条件4.钢构件截面验算及设计5.钢结构优化设计1.简介本例题介绍midas Gen的优化设计功能。
例题模型为带斜撑的六层钢框架结构。
(该例题数据仅供参考)基本数据如下:➢轴网尺寸:见图2➢柱: HW 200x204x12/12➢主梁:HM 244x175x7/11➢次梁:HN 200x100x5.5/8➢支撑:HN 125x60x6/8➢钢材:Q235➢层高:一层 4.5m二~六层 3.0m➢设防烈度:8º(0.20g)➢场地:II类➢设计地震分组:1组➢地面粗糙度;A➢基本风压:0.35KN/m2;➢荷载条件:1-5层楼面,恒荷载4.0KN/m2,活荷载2.0KN/m2;6层屋面,恒荷载5.0KN/m2,活荷载1.0KN/m2;1-5层最外圈主梁上线荷载4.0KN/m;6层最外圈主梁上线荷载1.0KN/m;➢分析计算考虑双向风荷载,用反应谱分析法来计算双向地震作用图1 分析模型图2 结构平面图图3 ①,③轴线立面图图4 ①,④轴线立面图图5 ○B,○C轴线立面图图6 ○A,○D轴线立面图2.建立模型并运行分析建立模型并进行分析运算。
1.主菜单选择特性>材料>材料特性值:添加材料号:1;名称:Q235;规范:GB03(S) ;数据库:Q235;材料类型:各向同性。
2.主菜单选择特性>截面>截面特性值:添加:添加梁、柱截面尺寸。
某门式刚架轻型钢结构厂房优化设计分析

安
2 优化设计
2
.
徽
1优化模型同
建
筑
几何构造 约束条件方面有宽 厚 比、 高厚 比 、 腹板 高度大 于 翼缘宽度 、 大头截 面高度大于小头截 面高度 、 翼缘 厚度大于 腹
2 mm以上等 。 性能约束考虑弹性范围内强度 的利用 、 刚 _ 收 作 稿 者 简 日 期 介 : 2 李 0 1 建 3 — 国 0 1 ( - 1 9 2 5 8 0 一 ) , 男 , 山 西 平 遥 人 , 毕 业 于 山 西 农 业 大 学 , 硕 板厚度 度及平面 内外稳定的性能约束 。 所有 约束条件应符合《 规程 》 的
士; 助教 , 主要从事房屋建筑学方面的教 学工作。
安
徽
建
筑
2 0 1 3年 第 2期 ( 总1 9 0期 )
规定 , 并且要在有限元分析的过程 中随着设计变量动态调整[ 3 1 。
2 . 2优 化 目标
产 品的厚度 系列 ; ③梁的翼板 和腹扳厚 度差别较大 ,
给材料规格选 型带来不 便。对结构进行 了两 轮三次 的优化设计 , 优化结果分析如下。
刚架中梁柱用钢 达 2 . 9 6 t , 单位平米用 钢量 为 2 3 . 6 k g / m 。实际工
程 中. 冈 0 架 中梁 柱 用 钢 一 般 为 刚架 总重 的 1 / 3 ~1 / 2 , 即使 按 上 限
取值 , 原设计 中门式刚架单位平米用钢量也高达 4 7 k g / m , 用钢 量与工程实际和轻钢钢结构 的特点极其不相称。
以单榀 门式 刚架体积最小 , 即用钢量最少为优化 目标 。
2 . 3优化步骤
钢结构设计审查报告范文

钢结构设计审查报告范文一、项目概况本次钢结构设计审查涉及项目为某工业厂房的钢结构设计方案。
该工业厂房位于某市某区,建筑面积约为XXXX平方米。
钢结构设计方案所涉及的主要构件包括柱、梁、桁架等。
二、设计审查内容本次设计审查主要针对以下几个方面进行评审:1. 构件尺寸、材料等参数是否合理;2. 结构的稳定性和抗震性能是否满足要求;3. 搭接节点的设计是否合理;4. 结构构件制作、施工方案是否可行;5. 其他设计细节是否符合相关规范要求。
三、设计审查结果经过对钢结构设计方案的全面审查,我们认为该设计方案在大部分方面符合相关规范要求,但也存在以下几点问题:1. 构件尺寸:设计方案中某些构件的断面尺寸较大,超过了实际承载需求,造成了不必要的材料浪费。
建议重新优化设计,合理减小构件尺寸。
2. 钢材材料:设计方案中所选用的钢材材料与实际情况略有差异,造成了设计和施工过程中的不必要麻烦。
建议重新对钢材材料进行确认,确保与实际情况相符。
3. 结构的稳定性:设计方案中对结构的稳定性计算不够充分,未考虑到局部弯曲、扭转等因素。
建议在设计中加入更为详细的稳定性计算,确保结构的稳定性。
4. 搭接节点设计:设计方案中某些搭接节点的设计稍显简单,缺乏必要的强度和刚度考虑。
建议对搭接节点进行进一步优化,增强其强度和刚度。
除上述问题外,该设计方案在其他方面均达到了要求,设计文档的结构清晰,计算方法准确,图纸绘制规范。
四、设计改进建议基于以上审查结果,我们向设计方提出以下改进建议:1. 重新优化构件尺寸,减小不必要的材料浪费,提高结构整体经济性。
2. 对钢材材料进行再次确认,确保与实际情况相符,避免设计和施工过程中的不必要麻烦。
3. 加入更为详细的稳定性计算,考虑局部弯曲、扭转等因素,确保结构的稳定性。
4. 对搭接节点进行优化设计,增强其强度和刚度,确保搭接的可靠性和耐久性。
五、总结本次钢结构设计审查中发现了部分问题,但设计方案的大部分内容均符合相关规范要求。
钢筋结构的优化设计

钢结构优化设计随着我国经济的快速增长,越来越多的钢结构用于民用和工业建筑。
与钢筋混凝土结构相比,钢结构具有重量轻、强度高的特点,其强度重量比指标是钢筋混凝土结构的5倍以上,可显着降低基础造价并显着减轻结构重量25%以上。
由于钢材重量轻、强度高,其梁柱截面尺寸较小,可节省使用面积;钢结构工业化程度高,构件在工厂加工,现场安装。
总则施工速度比钢筋混凝土结构快1.5倍左右。
为整个项目的安全生产争取了很多宝贵的时间。
同时钢结构柱网的尺寸可以比混凝土结构的大,使用方便。
由于钢结构的上述优点,钢框架结构被广泛应用于主厂房和准厂房。
一、钢架结构布置一、布局原则:平面和竖向不平整度的要求与钢筋混凝土结构相同。
抗震设计必须遵循“强节点、弱构件、强柱、弱梁、强焊缝、弱钢”的原则。
对于框架,节点的承载力应高于构件的承载力是保证构件完整性的必要条件,但节点不能太强,梁柱节点域的板地震时应内容产生一定量的剪切屈服。
“强柱弱梁”的原理与钢筋混凝土结构相同,有利于提高框架的抗倒塌能力;因为构件焊缝的延展性总则低于被连接构件的钢材的延展性,所以要求焊缝的承载能力要高于被连接钢板的承载能力,所以构件的屈服截面可以避开焊缝而位于钢板内,从而提高构件和整个结构的延展性,以及螺栓连接的延展性。
性能优于焊接接头,重要构件和节点应采用高强度螺栓连接。
2、柱梁布置;钢架柱常用的截面形式有箱形、H形、十字形。
箱形截面具有较强的弯曲载荷,截面性能不分强轴和弱轴。
截面尺寸可根据刚度和强度两方面的要求确定,经济合理。
缺点是需要组装焊接,焊接工艺要求高。
处理能力大;轧制宽法兰H型钢的优点是加工和杆连接容易,但有强轴和弱轴之分。
层高高时,弱轴长细比不易满足;十字形截面钢柱两侧刚度较大,能很好地承受柱侧钢梁的弯矩。
截面钢柱两侧刚度一致,长细比容易满足,梁柱接头也便于制造。
鉴于主厂房内大型设备较多,楼面荷载很重,有时层高大跨度高,使钢柱两侧弯矩大,轴向力钢柱本身的体积也很大。
脉冲袋式除尘器本体钢结构设计方法及优化设计研究的开题报告

脉冲袋式除尘器本体钢结构设计方法及优化设计研究的开题报告1. 研究背景随着工业进步和人们生产生活水平的提高,产生的废气、烟尘等污染物逐渐增多,对环境造成了越来越大的影响。
为实现环境保护和生态平衡,除尘器在工业生产中得到了广泛应用。
脉冲袋式除尘器是一种高效、广泛应用的除尘设备。
其基本原理是利用布袋过滤技术,将粉尘颗粒截留在布袋表面,通过脉冲反吹清灰,达到除尘目的。
该装置广泛应用于各种工业领域,如冶金、水泥、化工、建材、焦化等。
然而,由于应用环境的不同,除尘器的结构设计也存在差异。
本文旨在研究脉冲袋式除尘器本体钢结构设计方法及优化设计,为除尘器的应用提供可靠的理论依据和技术支持。
2. 研究内容(1)分析脉冲袋式除尘器的工作原理和结构特点,探究其钢结构设计要素和影响因素。
(2)建立脉冲袋式除尘器的数学模型,包括本体的受力分析和振动分析。
(3)基于有限元分析理论,采用ANSYS软件对除尘器的结构进行仿真分析,定量分析结构变形、应力、振动等情况。
(4)通过对仿真结果的分析,对脉冲袋式除尘器的结构进行优化设计,提高结构稳定性和耐用性。
设计考虑的因素包括材料选择、关键节点的尺寸与位置、加强肋的设计等。
3. 研究意义本文的研究内容具有重要的理论价值和现实意义:(1)通过对脉冲袋式除尘器本体钢结构设计方法和优化技术的研究,可以为该装置的性能提升和工业应用提供更好的理论和技术支持。
(2)本研究可以为其他类似结构的设备的设计和优化提供参考,推动工业设备结构的优化和改进。
(3)本研究可以为工业生产的环境治理和污染防治做出贡献,提高生产经济效益和环境保护效益。
4. 研究方法本文主要采用理论分析与数值仿真相结合的方法进行研究,具体包括以下步骤:(1)理论研究:分析脉冲袋式除尘器的结构特点,探究其钢结构设计要素和受力分析原理。
(2)数学建模:建立脉冲袋式除尘器本体的受力分析和振动分析数学模型,包括节点分析和整体刚度矩阵分析。
钢结构设计优化

钢结构设计优化钢结构设计在建筑工程中扮演着重要的角色,其优化设计可以有效提高结构的安全性、经济性和美观性。
本文将探讨钢结构设计的优化方法,以及在实际工程中如何有效地实施这些方法,从而达到最佳的设计效果。
1. 结构优化设计原则钢结构设计的优化首先要遵循一些基本原则,包括承载力充分、材料利用率高、施工方便等。
在设计过程中,要结合建筑类型、荷载特点及使用功能等因素,合理确定结构体系、截面尺寸等参数,以满足结构的强度和刚度要求,并在经济允许范围内尽量减小结构自重和减小节点连接数量,降低施工难度。
2. 结构参数优化对于钢结构而言,截面尺寸、横截面形状、材料强度等参数都是影响结构性能的重要因素。
通过合理选择这些参数,可以达到结构的最佳设计效果。
在实际工程中,可以采用有限元分析等先进技术手段,对结构进行详细的受力计算和优化设计,从而优化结构形式、减小结构重量、提高结构整体性能。
3. 节点设计优化节点是结构中承载荷载的重要部位,其设计优化至关重要。
在节点的设计中,要考虑节点的承载性能、连接形式、变形控制等因素,确保节点连接牢固可靠、变形合理有利于整体结构的稳定性。
在节点设计中,还要考虑节点的施工便利性和维修性,确保工程实用性和经济性。
4. 施工过程优化在钢结构施工中,施工过程的优化也是优化设计的重要环节。
合理的施工工艺和流程可以提高工程进度,减少施工成本,保证结构的质量和安全。
因此,在进行钢结构设计时,要考虑到施工过程中的各种因素,优化结构形式和参数,以便于施工实施。
5. 结构维护优化钢结构在使用过程中需要进行定期维护和检修,结构的维护优化也是设计的重要内容。
在结构设计中,要考虑结构的易维护性和耐久性,合理安排设备的排布和便利的维修通道,确保结构的长期稳定性和安全性。
结语钢结构设计的优化是一个复杂而综合的工程,需要设计师在结合工程实际情况的基础上,综合考虑结构的各种因素,采用先进的设计方法和技术手段,不断探索创新,才能实现结构设计的最佳效果。
轻型房屋屋面承重钢结构优化设计
王 刚 , : 型 房屋 屋 面承 重钢 结构 优 化 设 计 等 轻
轻型房屋屋 面承重钢结构优化设计
王 刚 李 宪者 张 荣山。
( . 津 市 方 兴 工 程 建 设 监 理 有 限公 司 , 津 1天 天
2 天津 辰 力 科 技 发 展 有 限 公 司 , 津 . 天 摘
3 00 ; 0 2 1
W a g Ga g n n
L a z e i Xi n h Zh n n s a 。 a g Ro g h n
( . ini a g ig E gn eig B i ig S p r i n o L d T a j 0 2 1 C ia 1 T a j F n xn n ie r ul n u evs g C . t , ini 3 0 0 , hn ; n n d i n
A S R C I hsp p r a p i zt nd s no e r g s e sr cu e o l h o s o p a t a p oet B T A T: t i a e , no t ai ei f ai t l t t r f r g t u er f n rci l rjc n mi o g b n e u ai h o ia c
2 Ti j e lS in ea dTe h oo y D v lp n . t , a j 0 4 0 hn ; . a i Ch n i c c n c n lg e e me t nn e o Co L d Ti i 3 0 0 ,C ia nn
重型钢结构厂房结构设计优化分析
重型钢结构厂房结构设计优化分析摘要:随着我国经济增长速度逐步提升,在一定程度上带动了我国冶金行业的发展,进而造成重型钢结构厂房的兴建规模与数量呈现上升态势。
与此同时,为合理设计重型钢结构厂房结构,对其结构进行优化与分析就显得尤为重要。
鉴于此,本文以实际工程项目为例,对重型钢结构厂房结构设计的各个方面进行分析,以供专业人士借鉴与参考。
关键词:重型钢结构厂房;结构设计;结构分析引言:钢结构厂房的广泛应用得益于我国钢结构产业的大力发展,并且重型钢结构厂房应用最为广泛的领域便是冶金行业。
与此同时,钢结构与传统钢筋混凝土结构相比,前者具有建造速度快、劳动强度小、自重轻和良好的抗震性等优点。
此外,随着计算机技术的快速发展,钢结构厂房的设计软件也随之更为先进与人性化。
由此可见,重型钢结构厂房将会在未来具有良好的发展前景。
一、工程概况某重型钢结构厂房总宽41m,总长102m,建筑面积4218m²。该厂房为高低两连跨,跨度分别为21m和18m,最大高度19.5m,高跨安装1台100t和1台32t双梁桥式起重机,低跨安装1台32t双梁桥式起重机。该钢结构采用格构柱+变截面H型钢梁,墙面和屋面次结构为冷弯薄壁C型钢;围护结构采用复合保温板,即金属波纹外板+玻璃丝保温棉+金属波纹内板。建筑剖面如图1所示。该厂房主结构(柱、梁)用钢量约295t,吊车梁制动结构用钢量约99.8t,次结构用钢量约101.6t,基础锚栓用钢量约9.5t,结构总用钢量为505.9t,平均用钢量(含锚栓)为119.9kg/m²。图1 建筑剖面图二、结构设计与分析1、结构设计该厂房高跨部分采用双肢格构柱,低跨部分采用H型阶梯柱,梁采用变截面H型钢梁与柱刚接。
重型钢结构厂房的常规做法是采用框排架结构,即屋架采用梯形或三角形钢屋架,钢屋架与钢柱铰接,而本工程则采用轻型门式刚架中的锲形梁单元,这种结构制作简单,安装方便,经济适用。重型钢结构厂房的设计关键在于结构的稳定性控制,在本工程中,柱间支撑和屋面水平支撑均采用刚性支撑来加强整个结构的稳定性;在主刚架计算中严格控制吊车梁节点处和檐口处的水平位移,使其均在1/1250以内。首先,钢柱和钢梁全部套用GB50017—2003进行计算,调整柱梁至满足要求;然后,钢柱套用GB50017—2003、钢梁套用CECS102∶2002进行计算,调整柱梁至满足要求。2、结构分析2.1 结构布置厂房在大吨位吊车工作情况下容易产生较大振幅的振动,鉴于此,在设计重型钢结构厂房过程中应注意厂房整体的稳定性。
工程钢结构优化设计
工程钢结构优化设计发布时间:2023-02-08T05:01:15.632Z 来源:《工程建设标准化》2022年第9月17期作者:王美伦[导读] 近年来,随着我国经济的发展,建筑行业也随之迎来了快速的变革,同时,随着人们环保意识的提高,绿色建筑理念也越来越深入人心。
王美伦工程代建管理办公室摘要:近年来,随着我国经济的发展,建筑行业也随之迎来了快速的变革,同时,随着人们环保意识的提高,绿色建筑理念也越来越深入人心。
装配式钢结构是绿色建筑的一大代表,适应了绿色建筑的新形势,拥有远大的发展前景。
关键词:工程钢结构;优化设计;策略1钢结构的基本介绍钢结构的主要材料是钢材,为建筑结构的主要类型之一。
主要形式包括钢梁、钢柱、钢桁架等,其为型钢和钢板制成的构件。
构件或部件的连接通过采用焊接方式,或者使用螺栓或铆钉。
采用的除锈防锈工艺包括硅烷化、纯锰磷化、水洗干燥、镀锌等。
钢结构因强度高、重量轻、整体刚度好、抗变形能力强,在大型工业厂房、场馆、超高层建筑等领域应用广泛。
钢结构材料具有良好的均匀性和各向同性,是理想的弹性体,与工程力学的基本假设相符合,采用力学性能分析软件得到的计算分析结果和结构的真实状态是比较接近的,这为大跨超高层建筑结构的精确计算和优化设计提供了基础,让使用了钢结构材料的跨度更大、高度更高、形态更为复杂的建筑的建造成为可能。
钢结构建筑工期短,工业化程度高,可进行机械化程度高的专业化生产。
钢结构建筑施工的时间短,而且施工不会被季节所影响,室内空间面积增加,建筑垃圾也明显减少,不会污染环境,钢结构建筑材料可以回收再利用,极大促进了新型建筑产业的发展。
需要注意的是,钢结构容易生锈,一般情况下应除锈、镀锌或涂层。
钢结构建筑施工过程中要将防火涂料以及防腐涂料涂在其表面,使其具有很强的耐火性以及耐腐蚀性,保证建筑使用安全,提高建筑质量,使其耐久性提高[1]。
2钢结构的优势2.1钢结构在环境保护方面的优势钢结构作为绿色建筑的代表之一,符合绿色建筑节能环保的要求,在市场上具有优势。
midas gen钢结构优化分析及设计
12: 主菜单选择 荷载>定义楼面荷载类型:定义楼面荷载 名称:楼面荷载:DL 4.0,LL 2.0,添加; 屋面荷载:DL 5.0,LL 1.0,添加。
13: 主菜单选择 荷载>分配楼面荷载: 楼面荷载类型:楼面荷载; 分配模式:双向; 荷载方向:整体坐标系Z; 复制楼面荷载:方向Z,距离4@3; 在模型窗口指定加载区域节点。
6
在模型窗口中选择要复制的单元。
8: 主菜单选择 建筑物数据>生成层数据: 点击生成层数据。 9: 主菜单选择 模型>边界条件>一般支承: 定义边界条件
在模型窗口中选择柱底嵌固点。
10: 主菜单选择 荷载>静力荷载工况: 建立荷载工况 DL:恒荷载;LL:活荷载; WX:风荷载;WY:风荷载。
17
例题 钢框൸结构ᐠᔡ࿔优ặ设计
件其截面越大的现象。为了能正确反映各柱的弹性压缩量的差异,选择按 轴力优化的方法,使各柱的弹性压缩量趋于相等。 施加的轴力和弯矩:选择轴力组合柱连接方法:选择外缘尺寸。
图16. 柱优化设计的两条限定条件
用户定义截面列表:当截面数据库选择“用户”时,在此定义用户数据 库,具体格式详见帮助文件。
14
图12. 杆件截面分组
2: 主菜单选择 设计>钢结构优化设计:进行钢构件截面优化设计
15
例题 钢框൸结构ᐠᔡ࿔优ặ设计
注: 1 . “ B U I LT ” 为使用程序自 动生成的截面 数据库,详见 帮组文件中 “钢结构优 化”部分。 2.D1、D2…的 具体含义见帮 组文件。
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随着经济的快速发展,在节能、环保方面对广大的施工企业
提出了更为严格的要求。结合行业发展的现状,钢结构优化势在
必行。重庆工业设备安装集团结合工程实际,对双桥冲天炉项目
冲天炉钢框架结构结构优化部分进行了系列探索。
双桥冲天炉项目采用德国设备及技术,所有图纸均由德国科
特拉公司提供。德方提供的冲天炉钢框架图纸仅为整体空间布置
图及各层荷载分布图,没有提供详细的施工图。为了保证结构的
安全性、整体稳定性,我们必须对德方提供的钢框架图纸进行受
力复核及施工详图设计。
我分司运用结构设计专业软件PKPM对冲天炉钢框架进行三维
模型搭建,随即对模型进行受力分析。通过受力分析我们发现很多
构件存在很大的应力富余。经相关分析及其计算,我们调小了部分
构件:我们把原结构中的结构标高4.84m至15.15m的柱
GZ2(18*912*302*34*202*34的H型钢)优化为594*302*14*23的H
型钢、结构标高15.15m至29.95m柱GZ3(390*300*10*16的H型
钢)优化为340*250*9*14的H型钢、N''' 轴结构标高29.95m至
31.55m的柱GZ4(250*250*9*14的H型钢)优化为244*175*7*11
的H型钢;一层175*90的H型钢的次梁优化为150*75的H型钢;
九层350*350的H型钢优化为340*250的H型钢。通过优化前后
的钢框架材料表我们发现:原结构的用钢量为237.35,经我们优化
后的用钢量为204.84t,节约32.5t的钢材用量,体现出30余万元
的经济效益。
237.35,经我们优化后的用钢量为204.84t,节约32.5t的钢材
用量,体现出30余万元的经济效益。
13年12月份,应业主要求需在结构4.84 m层炉体外围钢梁上
增加15000皮耐火砖。我们经过计算转换为理论模型,按35KN/m
的线荷载添加在炉体外围钢梁上进行结构分析。数据表明不影响结
构的安全性及稳定性,切实的为业主解决了问题。
通过模型我们可以清晰的知道在地震作用下各层的水平受力
情况、各层的水平位移。在各种荷载作用下整体结构的运动趋势。
在完成结构优化的基础上,我分司采用国际通用的详图深化
软件TEKLA对结构框架进行深化。在用TEKLA完成详图设计的
同时,也是一个电子模拟施工的过程。在这个过程中,我们能够很
清楚的知道相关构件连接的形式、样式。如:炉体外围构件部分,
斜45度的槽钢连接两根钢梁,槽钢上翼板切割部分与梁上翼板平
齐连接,槽钢腹板和下翼板深入梁腹板处。我们可以把深化后的图
纸直接交给加工厂加工,进而直接按图纸把加工后的构件进行拼
装,真正的实现节约成本、缩短工期。