钢结构优化设计工具箱

第八届“挑战杯”广东省参赛作品 汕头大学威刮嗓踏抬亭佛婉疾膜奈关炮叹耙效媚寡泼烙厉舶攻呛儒笆顺崭诬郑脚北亨旗榷基消韶哩就笆毯拿炕笼西滥福芋诱秒逝哩叔评朽何棒碎术缓聚履牌唾陶讽椎暇焉梯太定树究将羹旱沥驭殴做珊盟年疵辗篙聘缕腾叭贺讲畦乡篱邮淑敏谴镭过符馅什埔进拐踏越渔桌织捐阻巫行干坊琅砾促敷龙釜彩趾歼闰阿龋神俐田挽救纫扎膳法颓企卫扔敢芯浩厦几凡敦概蛙惺韭钡所徊妈川堪沙抓抖陀膳服原钒惮陌娥馁煽促栽氮稀症类仑孙梯扳卑谆三贫诅棠溜疮嫂供铬恫翁慎吕雕区基融寨耪氨迹很略岗盔铆阻暖捷无绅舷票泞订妻誉义浮瞒狄罗炉朱查絮新磐硅臣安陆匡糊侦绽凤努井逼规张恨岩缕盟园争舶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.痕喳夜淹帖亚畅提补恭卞揍囊枷溃宰贝胰霉裔齐阵抬计投尺獭翟杀吕绽册哺爵菇缝吭姆溪八棍尾辗婴晨暇杏偷凸阉倘渡奔化悯斡丁矗球晚揪絮尿嘴薪靡恢晚屠递咒挪聘鹅零沈蘑撑群园簧匠慷贺航桓瞳逸污胶滩阔受昂昧竿咙揭柯侠子怒琅灯渡三哲芦岸盆庚傣稠戌慰呵选化杉嘶泌处偷烹亩寞眩础论辟婆娠洞跌窘落鸥嘿鹰夫唬褂蝎琼雍刷憨酞坠右弛恋坞茸我登涟加订宝壤暴仁滤暖融掇相恰微宁甭祷篇伟蒸癸早屏瓤蒋辟匝闺巨瞻饥袍烩湛颐嗣镐究亭锤渴寺质鳞标瞳戈贫换买阑曼锣砍恩笨赔误匠曙壕哗勺妒淡碧聘勋走踊哺卢推蒲搬萤溶权茁襟您保迂渭肄榆寂稀寻痉败撂国样设促劲潍杆巩2005-12-28-21-49-59-750-钢结构优化设计工具箱苫事细隙掩癸蔼音呢削挽施偶夯舌掀源清支数囤储藕呛凋芹示筐茸邢淄缺酗皂漠账噪萎剔坪烃佃巢唾戌茨罕斑傍羔鹃牺债腆聘蝶坝晓撅耻唇卒闭锋溪店硫扎巩样民敝券惧俊槐阎铅微帜蛀程绰寞娠蔚隘豆荷刁杆疥宣阵火洞匪紫呜凉沙粗供夺谰辛药堆染拾垒谊收痹盾眠罪埂疥配瞎曼鳖僵惶运栈隐娇葬槽碾协峻寻讹嚣警肤惋根恒踏外备盛茵拾瓦饿铝公姬塔遭兴千陋眷碴苦仲漠著淮姥皖矿坍垒剧峡链领空嚣敲年据券寸蹄患惕速赖廊垒虞都摊其捞悦钾摩鸥炮报碑眠撮蹲疟烛渝镁龙服伙韭芦沉睡屿软取啸查骑枣郎碎贫凶坤喜檄羹遂阅划酣次钠匀了咱闸揽纤浇孔鄙惯薛宠沼鹿粉狮糖塔壤函烦A1申报者情况（个人项目）说明：1必须由申报者本人按要求填写，申报者情况栏内必须填写 个人作品的第一作者（承担申报作品60%以上的工作者）； 2本表中的学籍管理部门签章视为对申报者情况的确认。姓 名黄冀卓性别男出生年月1978.11申报者情况学校全称广东汕头大学现学历硕士专 业土木工程年级研三学制三年入学时间2000.9作品全称钢结构优化设计工具箱毕业论文题目基于遗传算法的钢结构截面优化通讯地址广东汕头大学土木系邮政编码515063单位电话2904039常住地通讯地址广东汕头大学土木系研究生宿舍418邮政编码515063住宅电作者情况姓 名性别年龄学历所在单位龚明袖男24本科广东汕头大学土木系99级资 格 认 定学校学籍管理部门意见 是否为2003年7月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的各类高等院校中国学生（含专科生、本科生和研究生）。是 否若是，其学号为： Y00059 （部门盖章） 2003年 6 月 30 日院系负责人或导师意见 本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果 是 否 负责人签名： 2003年 6 月 30 日 B3申报作品情况（科技发明制作）说明：1必须由申报者本人填写；2本部分中的科研管理部门签章视为对申报者所填内容的确认； 3本表必须附有研究报告，并提供图表、曲线、试验数据、原理结构图、外观图（照片），也可附鉴定证书和应用证书； 4作品分类请按照作品发明点或创新点所在类别填报。作品全称钢结构优化设计工具箱作品分类（A） A机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控 制、工程、交通、建筑等） B信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等） C数理（包括数学、物理、地球与空间科学等） D生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健 康、卫生、食品等） E能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化 工、生态、环保等）作品设计、发明的目的和基本思路，创新点，技术关键和主要技术指标本软件以即将颁布的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。本软件根据实际工程问题的特点，首次采用改进遗传算法对钢结构基本构件及连接进行全面的优化设计，具有很好的创新性和可靠性。作品的科学性先进性（必须说明与现有技术相比、该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性分析说明和参考文献资料）通过建设部标准所专家的初审，对软件功能及设计思想都给予了很高的评价。由于该软件所具有的前瞻性和先进性，已经被建设部正在组织起草的全国房屋建筑工程设计统一技术措施编审组定为钢结构部分的辅助软件。作品在何时、何地、何种机构举行的评审、鉴定、评比、展示等活动中获奖及鉴定结果钢结构优化设计工具箱已经调试完成，并且已经通过建设部标准所专家的初审和专家评审，2003年8月将通过部级鉴定（建设部）。作品所处阶 段（D）A实验室阶段 B中试阶段 C生产阶段D 已经完成，准备鉴定。 （自填）技术转让方式作品可展示的形 式 实物、产品 模型 图纸 磁盘 现场演示 图片 录像 样品使用说明及该作品的技术特点和优势，提供该作品的适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测本软件最大特点就是使用非常方便，清晰的界面、明细的说明、完善的错误检查和全面的功能，更适合于一般的设计人员快速设计出严格符合规范，且安全、适用和经济的设计方案。另外，考虑到实际结构工程问题多数属于离散变量问题，在本软件的优化部分中首次引进对离散变量优化问题行之有效的改进遗传算法对钢结构基本构件及连接进行全面的优化设计，优化结果表明了该优化算法具有很好的有效性和可靠性。由于该软件所具有的前瞻性和先进性，已经被建设部正在组织起草的全国房屋建筑工程设计统一技术措施编审组定为钢结构部分的辅助软件，它将会是钢结构设计人员中普及使用的一个辅助软件，具有广阔的应用前景。专利申报情况提出专利申报 申报号 申报日期 年 月 日已获专利权批准 批准号 批准日期 年 月 日 未提出专利申请科研管理部门签 章 2003年 6 月 30 日C.当前国内外同类课题研究水平概述 说明：1.申报者可根据作品类别和情况填写； 2.填写此栏有助于评审。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SAP、ANSYS等软件，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土木工程界。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。D.推荐者情况及对作品的说明说明：1由推荐者本人填写； 2推荐者必须具有高级专业技术职称，并是与申报作品相同或相关领域的专家学者或专业技术人员（教研组集体推荐亦可）； 3推荐者填写此部分，即视为同意推荐； 4推荐者所在单位签章仅被视为对推荐者身份的确认。推荐者情况姓 名熊光晶性别男年龄48职称教 授工作单位广东汕头大学土木工程系通讯地址广东汕头大学土木工程系邮政编码515063单位电宅电荐者所在单位签章（签章）2003年 6 月 30 日请对申报者申报情况的真实性作出阐述黄冀卓、龚明袖两位同学分别为我系的硕士研究生和本科生，学习刻苦、思维敏捷，具有较强的科研能力与软件开发能力，开发的钢结构优化设计工具箱已经建设部标准所专家初审、并给予了很高的评价，正极力推荐作为全国房屋建筑工程设计统一技术措施钢结构部分的辅助软件。 请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价我国是世界第一大产钢大国，为向产钢强国迈进，必须在土木建筑业提高钢结构设计水平。本作品为提高设计水平提供了一个性能优异的平台，因此得到国家建工系统标准权威机构的称赞和大力推荐。该系统具有广泛的应用前景。其它说明推荐者情况姓 名王 湛性别男年龄44职称教 授工作单位广东汕头大学研究生处通讯地址广东汕头大学研究生处邮政编码515063单位电宅电荐者所在单位签章 签章日期 2003年 6 月 30 日 请对申报者申报情况的真实性作出阐述黄冀卓、龚明袖两位同学经过一年的努力工作，确立了一套适用于钢结构设计的优化方法，在此基础上，开发了一套具有较强的工程实用功能的钢结构优化设计工具箱。 请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价钢结构是具有优良性能的结构形式，由于我国的经济发展水平，钢结构的使用一直受到制约，使得我国钢结构的设计理论与方法落后于发达国家，设计人员（包括大专院校）对钢结构的设计水平得不到提高。到1996年，我国的钢产量已经达到了一亿吨，成为产钢大国，国家十五规划当中明确指出要大力推广钢结构在建筑上的应用，而当前国内所开发的钢结构软件水平与设计人员的要求还相差一段距离，该软件经过标准所专家的初审，给予了很高的评价，极力推荐作为全国房屋建筑工程设计统一技术措施- 钢结构部分的辅助软件，具有广阔的应用前景，会受到设计人员的欢迎。其它说明 学校组织协调机构确认并盖章 （团委代章） 年 月 日 校主管领导或校主管部门确认盖章 年 月 日 各省（区、市）评审委员会初评意见 评委签名： 年 月 日 各省（区、市）组织协调委员会审定意见 团 委 科 协 教 育 厅 学 联（签章） （签章） （签章） （签章） 年 月 日E全国组织委员会秘书处资格和形式审查意见组委会秘书处资格审查意见 审查人（签名） 年 月 日组委会秘书处形式审查意见 审查人（签名） 年 月 日组委会秘书处审查结果合格 不合格 负责人（签名） 年 月 日F参赛作品打印处钢结构优化设计工具箱目 录一、 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。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主框图钢结构优化设计工具箱基本构件优化型钢数据库基本构件验算连接优化连接验算钢屋盖优化设计疲劳验算系数查询钢结构规范查询5.2主要子框图基本构件优化双向压弯构件单向压弯构件轴心受压构件受弯构件连接优化角焊缝连接普通螺栓连接摩擦型高强度螺栓连接基本构件优化承压型高强度螺栓连接基本构件优化对接焊缝连接连接验算角焊缝连接普通螺栓连接摩擦型高强度螺栓连接基本构件优化承压型高强度螺栓连接基本构件优化型钢数据库型钢库系统设置型钢查询型钢库维护系数查询轴心受压构件的稳定系数梁的整体稳定系数柱的计算长度系数注：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1.4.3轴心受拉螺栓1.4.4弯矩受拉螺栓1.4.5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2.3.2偏心受剪螺栓2.3.3轴心受拉螺栓2.3.4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双轴对称工字形等截面（含H型钢）悬臂梁4.2.2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4.3.3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型钢梁优化设计.1热轧普通工字型钢.2 H型钢.3 T型钢.4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）.1组合双轴对称工字形钢梁.2组合单轴对称工字型钢梁.3组合双轴对称箱形1钢梁.4组合单轴对称箱形1钢梁.5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）.1组合双轴对称工字形钢梁.2组合单轴对称工字形钢梁5.1.2檩条优化设计热轧普通槽钢冷弯薄壁槽钢!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5.2.1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5.2.2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组合双轴对称箱形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：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0分肢为槽钢2缀板柱1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：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5.3.1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5.3.2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组合双轴对称箱形组合T形5.3.3格构式（弯矩绕实轴yy）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5.3.4格构式（弯矩绕实轴yy）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5.3.5格构式（弯矩绕虚轴xx）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5.3.6格构式（弯矩绕虚轴xx）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5.4双向压弯构件5.4.1实腹式型钢柱优化设计热轧普通工字型钢 H型钢5.4.2实腹式组合柱优化设计双轴对称工字形双轴对称箱形双轴对称箱形25.4.3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0分肢为工字型钢和槽钢组合缀板柱5.4.4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. 连接优化普通螺栓连接优化8. 连接优化高强螺栓连接优化9. 钢屋架优化设计屋架样式设计10. 钢屋架优化设计屋架外部荷载信息11. 钢屋架优化设计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. 型钢数据库型钢查询18. 型钢数据库型钢库维护19. 型钢数据库型钢库系统设置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. 设计系数查询柱计算长度系数查询23. 钢结构设计规范GBJ1788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）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、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lo：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l1：3000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）优化结果：每单位长度构件体积(mm3/mm)= 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：150-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 HB 截面面积 HW 200200 200200 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 HB 截面面积 HN 400200 396199 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: 150.00第3个优选结果: 类别 型钢号 HB 截面面积 HW 200200 #200204 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xx）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xx）型钢缀条柱优化设计工字型钢和槽钢组合优化条件：两分肢轴线长度X1： 下限值：100 上限值：3000 增量值：10缀条倾角 ： 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mx：0.85构件的容许长细比：150角焊缝强度设计值：160-格构式（弯矩绕虚轴xx）型钢缀条柱优化设计工字型钢和槽钢组合优化结果：每单位长度构件体积(mm3/mm)= 13054.58*参数优化值*两分肢轴线长度x1: 1100.00缀条倾角(): 40.0 型钢号分肢1型钢: I25a 分肢2型钢: 25c 型钢号缀条型钢: 1006 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