輕型門(mén)架鋼結構具有造價(jià)低、重量輕、安裝方便、施工周期短等優(yōu)點(diǎn)，因此近幾年來(lái)發(fā)展較快，在工業(yè)廠(chǎng)房中已得到了較廣泛的應用。但是在實(shí)際工程設計中，由于鋼結構桿件特別是門(mén)架鋼結構變截面尺寸需要經(jīng)過(guò)多次試算才能確定，加之目前設計人員對這種結構的設計經(jīng)驗還不豐富，因此設計效率不高，桿件截面尺寸的選擇也不盡合理，容易造成整體結構各桿件應力不均，不僅經(jīng)濟指標不夠理想，而且整體結構的安全度也不高，甚至一些工程會(huì )出現個(gè)別桿件應力過(guò)大，超過(guò)材料的設計強度。即使考慮鋼結構材料塑變后的應力重分布，但仍有可能使整體結構存在某些安全隱患。

西寧設計門(mén)式鋼結構的方法及步驟
優(yōu)化目標在進(jìn)行門(mén)架鋼結構設計時(shí)，應在確保結構安全的前提下，使結構的用鋼量最省、造價(jià)最低。這也就是我們采用優(yōu)化設計方法的優(yōu)化目標。而在實(shí)用設計中，門(mén)架鋼結構的用鋼量和造價(jià)又是由結構桿件的截面尺寸決定的。因此，我們的優(yōu)化目標可以直接簡(jiǎn)化為如何選擇經(jīng)濟合理的截面尺寸，使其在滿(mǎn)足強度、剛度、穩定性等要求的前提下，截面面積最小。

優(yōu)化方法與網(wǎng)架鋼結構的優(yōu)化方法相似，門(mén)架鋼結構的優(yōu)化方法也采用漸近滿(mǎn)應力法，即門(mén)架鋼結構桿件通過(guò)多次計算分析選擇修改其截面尺寸，使其達到或盡量接近滿(mǎn)應力狀態(tài)，直到門(mén)架鋼結構的全部桿件的截面尺寸不需修改為止，使門(mén)架鋼結構的用鋼量最小，以達到造價(jià)最低的優(yōu)化目標。構件截面尺寸的修改，也就是截面尺寸的優(yōu)化，其方法是選取的截面尺寸力求其在平面、出平面兩個(gè)方向的截面抗彎抵抗力矩最大，而其截面面積最小，即在外荷載作用下，截面尺寸的選擇既要能滿(mǎn)足強度、穩定驗算中構件材料的設計強度要求，又要使材料用量最省。具體優(yōu)化方法這里從略。

門(mén)架鋼結構優(yōu)化分析步驟根據采用的優(yōu)化方法和約束條件，門(mén)架鋼結構的優(yōu)化分析步驟如下：第一步：確定門(mén)架結構構件的初定截面尺寸，一般則軟件根據門(mén)架結構的跨確定，也可由設計人員確定;第二步：采用變截面桿件有限元進(jìn)行各種工況下的門(mén)架結構力學(xué)分析、荷載組合，強度及穩定驗算;第三步：根據實(shí)際荷載效應，各種約束條件，采用滿(mǎn)應力截面優(yōu)化方法重新優(yōu)化選擇門(mén)架結構各桿件截面尺寸;以上第二步、第三步可反復循環(huán)進(jìn)行，每循環(huán)一次即完成優(yōu)化選擇，直到所選截面尺寸與上一次截面尺寸完全一致為止。第四步：驗算門(mén)架結構梁、柱各點(diǎn)的變形及滿(mǎn)足有關(guān)規范的要求，如不滿(mǎn)足則按一定的比例參數參照截面滿(mǎn)應力優(yōu)化方法優(yōu)化調整截面尺寸，再重復第二、三步循環(huán)優(yōu)化，直到門(mén)架鋼結構所有構件的各點(diǎn)變形滿(mǎn)足規定要求為止。實(shí)現截面尺寸滿(mǎn)應力優(yōu)化，其循環(huán)次數較多，一般在10次以上方可收斂，而實(shí)現門(mén)架剛度滿(mǎn)足變形要求的截面尺寸優(yōu)化次數較少，一般1-3次即可滿(mǎn)足要求。