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轻钢结构是近年来在我国蓬勃发展的钢结构体系之一。在轻钢结构体系中,门式刚架具有安装快捷,节约费用,扩建灵活,维护费用低和单一供货等优点。门式刚架常采用变化构件的截面来适应弯矩变化以达到节约钢材的目的。本文论述了轻钢结构变截面门式刚架的截面优化方法以及将课题组自编的优化程序所计算出的结果和设计实例做了对比分析,得出结论,说明优化方法在工程结构设计中的重要性。本文分析了轻钢结构在国内外的发展及门式刚架内力分析和截面优化设计。对于门式刚架的内力分析可采用多种内力计算方式,首先要确定其结构形式和布置,这样才能有根据的确定其计算简图,略去次要因素,便于分析和计算,尽可能反映实际结构的主要受力特征。该门式刚架结构形式较为简单,为一次超静定结构,故可采用结构力学中力法的计算方法,确定其基本结构后即可画出各种荷载作用下的Mp图和M1图,运用图乘法计算出多余未知力,计算出其内力。力法计算过程较为繁琐,但是分析清楚,简单,易于计算,其计算精度也满足设计要求。结构的优化设计是整个研究的重点内容,也是本次设计的精华所在。本刚架设计采用优化设计中的罚函数理论方法,以刚架的体积为目标函数,刚架的构造,受力等设计要求为约束函数,进行优化设计。本文的研究结果可以计算出门式刚架各个控制截面截面尺寸的最优值,采用课题组编写的程序大大减少设计计算的时间,对于工程实际的应用有很好的优越性。