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摘要弯钢框架结构是由热扎工字钢组成的工字梁和工字柱构建而成的。根据欧洲规范3（2002版）的有关条例，规定了柱和梁的屈服强度。针对梁和柱的外形进行了优化，以尽量减少结构质量受端板螺栓（半刚性）结构和焊接（刚性）结构设计的约束。在具体数值情况下，要考虑水平力和均匀分布的竖向荷载对结构的影响。对比螺栓连接和焊接的费用成本，从英国和南非费用数据上得出，螺栓连接费用比焊接费用便宜%7-%14。47328
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IIW词库关键词：结构；框架；柱；梁；型材；屈曲；负荷；优化；焊接接头；螺栓；焊缝；比较；经济学；成本；计算；刚度；稳定性；参考文献列表。
1简介
钢结构框架可以由焊接或螺栓连接构造而成。焊接接头是刚性的，而螺栓接头是半刚性的，由于节点的局部位移造成了角点连接的附加角变形。 梁柱框架连接刚度特点如（1）图，弯矩和角变形。根据[ 2 ]焊接连接一般满足刚性转动刚度的要求。附加弯矩会影响在一般力和剪力作用下的框架稳定性。因此，这种影响要考虑到框架的优化性。在之前的研究中[ 3,4 ],可以看出焊接和螺栓连接在柱之间连接的费用差异，同时可以看出结构的经济性是如何受到弯矩和剪力的差异的影响。本研究的目的在于探索在焊接与螺栓连接差异的情况下，一个平面框架如何成为最佳设计结构。单一的框架构成的基本建筑单位的结构，如仓库，门座起重机，压力容器，车辆结构的支撑框架，这些都是具有相关性。
一些作者已经编写了半刚性连接的框架结构优化设计，例如阿尔萨卢姆和穆萨拉姆[ 5 ]
西蒙斯 [ 6 ]，卡梅什基萨卡[ 7 ]。结构优化的难度在于，许多参数造成了额外的角度变形（螺栓连接的类型，螺栓伸长和连接型材板件的局部位移）。因此，弯矩取决于轮廓的尺寸。为优化程序，石家等人推测猜想的公式被使用。另外的问题产生了论文网，现有的轧字工字钢也必须被运用得到。一些生产制造商以表格形式确定了离散范围，比如通用梁和通用柱（由ARBED目录已给出的结构形状）。这些型材（横截面面积，惯性矩等）的特点取决于主截面尺寸，并且很难计算出它们的简单函数 ，这也是需要优化的目的，通过曲线拟合选择只使用一个变量来决定高等近似函数。一个焊接和螺栓框架是以结构体积为目标函数，以最小化的执行， 并与其他国家成本计算相比，英国和南非的成本数据被使用。
2框架的受力和弯矩
我们针对一层楼的无支撑单跨进行了受力分析，在图所示。 图2由一个均匀分布的垂直荷载p和水平力F共同作用的弯矩图，从一个角度变形方程推导如下：横梁在荷载P的作用下变形的受力图（图3）
由于受到弯矩的作用
其中E是弹性模量和I2是梁的惯性矩。柱子端部产生变形是由于弯矩和力Np2 = 3Mp /(2H)，公式如下 ：
其中I1是柱子端部的转动惯量。根据角变形方程，考虑到角度变形引起的刚性和半刚性连接差SJ
从公式（4）中可以得出：
需要注意的是，对于焊接（刚性）关节Sj的 - [R∞和第三构件在分母变为零。同样地，角度弯曲力矩由于水平力F的作用（图4），在计算的时候可以考虑在梁下角变形
柱子顶部的角度变形的由于F2和HF的作用
弯矩图和轴力图
考虑到角度差异造成的半刚性节点，该角度方程可表示为
从公式（8）中可推导出
（a）在同一正常荷载作用下造成的横梁正常的角度变形（b）轧制工字钢的主要尺寸。 （c）弯矩和水平力的共同作用。