导　　师： 陈存恩

学科专业： H2803

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南农业大学

摘　　要： 轻型房屋钢结构体系中，门式刚架结构在施工周期、结构适用性方面与传统建筑产品相比，具备明显的优势。当前门式刚架结构优化方法是在凭经验确定结构方案后的优化，即结构构件尺寸的优化，此方面已经取得了非常好的优化效果且形成了较为成熟的结构构件优化软件。但是结构方案——即柱网尺寸和跨度的不同不仅影响结构造价，同时还影响结构的使用功能。这是门式刚架结构优化的另一领域，目前在此方面的研究开展很少，而这部分优化工作与当前已经成熟的结构构件优化相结合，可以形成更为强大完整的优化方法。既可以带来更大的经济效益，同时还兼顾了使用功能，使优化效果更为人性化。本文认为开展门式刚架体系结构方案优化的研究，丰富了结构优化的研究领域和优化设计概念，对发展结构优化设计有重要意义。 门式刚架结构方案的不同，不仅影响结构造价，同时影响结构使用性能，这一特性在已有的相关文献中还未见到。为了定量反映用户对结构方案评价，本文首次提出把价值工程中性价比的概念应用在结构方案优化设计中，提出一套结构方案优化的具体方法，并通过对一个门式刚架结构算例的方案优化过程表述此方法。所采用的算例建筑平面固定，柱网尺寸多样化，形成多个结构方案，在使结构及构件的稳定、强度和刚度等设计参数符合规范要求的前提下，对门式刚架的各方案进行构件优化设计，得出各方案的最轻设计以及各方案的工程造价随跨度和柱距变化的曲线。然后通过对用户的调查，得出用户对各方案使用性能的满意程度。并且作出使用性能随跨度和柱距变化的曲线。最后，借助于价值工程理论的概念，获得该工程的性价比曲线，最终找到性价比最高的方案。需要说明的是，结构造价应当包括基础造价，结构方案的不同会比较大地影响到基础造价，这一特性也未在已有的相关文献中见到。 本文选择3种柱网尺寸、3种跨度、2种基础形式交叉组合，共18个方案，应用PKPM—STS对每个方案进行构件优化设计，运用EXCEL编写结构造价快速计算表，从而获得结构造价随跨度和柱距变化的曲线。然后通过应用结构方案使用性能调查表得出柱距和跨度对建筑物使用性能的影响，并做出相应的性能曲线。最后通过EXCEL拟合性价比曲线并做综合探讨。 本文通过以上工作，初步提出一套包括结构方案优化在内的门式刚架优化设计方法，该方法的核心思想如下： 1、结构方案优化必须考虑建筑物的使用性能，可以通过用户调查表定量表达对结构方案使用性能的满意程度； 2、结构方案的不同影响基础造价，因此，优化时的结构造价不仅仅包括上部钢结构的梁柱、檩条、支撑，还必须包括基础造价； 3、定量表达的性价比曲线最高点所对应的结构方案是最优方案。

关 键 词： 门式刚架结构 优化设计 结构优化 轻型房屋

分 类 号： [TU392.5]

领　　域： [建筑科学]