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摘 要：门架钢结构具有建设投入成本较低、结构自身重量轻、安全性高和安装快捷方便的特点，因此门架钢结构被广泛用于相关建设过程中。门架钢结构的变截面是最主要的承受压力点，对于变截面的分力效果总体受力状况的判定对于科学性和实践经验性的要求较高，加之变截面面积的设置难度较大，因此门架钢结构还是处在不断发展完善时期。
关键词：门架钢结构；优化设计；变截面；
中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-02-00-01
门架钢结构的变截面的设置的进行门架钢结构建造过程中的重难点步骤，因为变截面影响着整个门架钢结构的受力大小和安全性呈现，如果变截面问题处理不好，则会产生受力不均或者承受压力过小等情况，使设计出的门架钢结构无法正常投入使用。而且由于当前在门架钢结构建造领域的专业性人才较少且专业性和经验性存在缺失，更使得门架钢结构的建造困难重重。因此，需要对当前门架钢结构的建造方法进行优化设计，以减少建造难度，提升门架钢结构的整体质量和安全性能。下面，我们主要谈论一下对当前门架钢结构建造进行优化设计的措施。
一、门架钢结构优化设计方法
（一）优化目标。让钢材耗费量在保证门架钢结构安全性的基础上实现最少化可以称作对门架钢结构的优化设计，使投入成本实现最低化，这也是进行门架钢结构优化设计的最终优化目标，用最少的投入得到质量最佳、安全性最强的门架钢结构。门架钢结构的造价主要投入在变截面的面积铸造上面，因此，变截面花费成本的多少也就决定着整个门架钢结构用钢量的多少。所以，门架钢结构的优化设计也就是变截面的优化设计，怎样用最少的钢料打造出最佳质量的门架钢结构也是技术人员主要着手之处。变截面的面积越小，原材料的使用量也就越少，也就能实现对门架钢结构进行优化的优化目标，但是也要特别注意，不能单纯为了节省成本投入而盲目缩小变截面的面积，这样会削弱门架钢结构的实用效果，甚至会在使用过程中由于变截面达不到要求无法承载其规定重量，酿成安全事故。对于变截面面积的设置要有科学依据，使变截面能够满足其强度要求和承载力要求的基础上进行多余变截面部分的祛除，以此实现门架钢结构的优化设计。
（二）优化方法。我们已经初步确定，门架钢结构的优化就是变截面的优化，因此，优化方法主要围绕变截面的面积大小的选择展开实施。首先，应根据门架钢结构需要承载强度的大小初步计算出变截面面积的大致情况，然后根据估算的变截面面积进行尺寸更改，运用相应软件工具进行模拟场景，逐步减少或者增加变截面的面积，观察变截面在不同压力作用下表现出来的效果，以寻找出最佳平衡点。然后选出变截面能够对承载力实现最优化背负的变截面面积，对承载力实现最优化背负，也就是变截面能够承受其施压结构赋予它的最大的压力强度，且能够表现出最佳的稳定性，在这种情况下变截面面积最小也就是用钢量最少时的门架钢结构，就是我們优化目标中需要的最佳结构，此时的变截面面积也就是能实现门架钢结构优化设计的最佳面积。
（三）优化约束条件。在进行门架钢结构截面优化时必须满足以下约束条件：1、强度和稳定性约束条件。变截面的设计原则之一就是必须强调稳定性和相关强度要求。稳定性的强弱决定了门架钢结构能否最终成型，如果忽略稳定性考虑导致最终的门架钢结构无法实现矗立，又何谈对其他建筑物实现承载力的分担呢？变截面的强度应和其需要承载的事物的强度相当，不然，门架钢结构很难对建筑物实现驾驭，也就预示着门架钢结构铸造的失败。2、刚度约束条件。变截面的刚度必须能够满足其在遭受重大撞击时保证其自身不变形。使门架钢结构在约定的平移范围内保证其仍能继续发挥载重作用。3、变截面尺寸约束条件。变截面尺寸的最后敲定不仅要考虑钢用量最小化，还应与其需要承载的事物面积实现有机契合，不然，变截面面积大于承载物截面面积，会造成钢料的浪费，增加成本支出；变截面面积小于承载物截面面积，则会使门架钢结构无法充分发挥其承载作用，削弱其自身的功能性，也会存在不安全因素。4、结构整体约束条件。要知道，变截面使门架钢结构的组成部分，部分构成整体也影响着整体的最终表现，变截面的铸造必须与门架钢结构这个整体实现相辅相成，使整体功能发挥到最佳表现效果。
二、门架钢结构优化分析步骤
根据采用的优化方法和约束条件，门架钢结构的优化分析步骤如下：
（一）初步确定门架钢结构的截面面积，运用相应设计软件依据强度、硬度、稳定性等进行定型设计，为接下来的逐步优化打好基础。在进行这一步时，应确保进行初步架构的工作人员具有专业性和一定的实践经验支撑，以避免由于技术人员原因导致对于门架钢结构截面面积的初步确定出现较大偏差，以致于之后的步骤进行遭遇更多障碍，影响最终的成品效果。
（二）对于变截面面积进行科学计算，确定变截面的最佳面积。这一步的面积计算只是基于一定的理论基础之上，因此是在一个理想环境下的基本架设，此时还未开始进行对于门架钢结构的优化设计。
（三）充分考虑到门架钢结构的优化约束条件，对于初步确定的变截面面积进行优化设计，可以进行多次循环计算。优化设计一定要确保门架钢结构的安全性和高质量，盲目的削减变截面面积虽然可以节省大量钢材料的投入，但是忽略了安全性考虑的优化设计已经违背了进行优化的初衷。所以，一定要严格讲各种约束条件考虑在内，并进行重复运算与考量，以确保优化效果的最佳化。
（四）根据整体需要对于变截面尺寸进行改良，结合前面几个步骤进行循环计量，使门架钢结构达到需要的优化效果。然后运用相应软件对最终确定下来的门架钢结构进行抗压力模拟考验，运用科学方法确保最终结构的稳定性、科学性和安全性。
三、结语
实现门架钢结构优化不仅可以节约成本支出，更重要的是延长了门架钢结构的生命周期，增强了门架钢结构的质量，且使得门架钢结构更加轻便化，便于施工，提高了工作效率。而且对于门架钢结构的优化设计也是顺应时代发展特点的行为进程，响应了可持续发展观的号召，为社会的可持续发展作出了相应的贡献。因此，对于门架钢结构的优化设计是不可缺少的重要步骤，应被大力支持。
参考文献：
[1]代冠军.门架试验台控制系统的改进[J].起重运输机械.2014（01）
[2]陈康强.紧凑型门架运动仿真分析[J].叉车技术.2012（04）
[3]李一凡，张振军，卢世贵，孙勇，刘福胜.轻型门式刚架结构屋面坡度优化研究[J].山东农业大学学报（自然科学版）.2011（03）
[4]唐春梅，彭高军，段晓静.轻型门式刚架牛舍结构优化设计研究[J].黄牛杂志.2010（03）
关键词：门架钢结构；优化设计；变截面；
中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-02-00-01
门架钢结构的变截面的设置的进行门架钢结构建造过程中的重难点步骤，因为变截面影响着整个门架钢结构的受力大小和安全性呈现，如果变截面问题处理不好，则会产生受力不均或者承受压力过小等情况，使设计出的门架钢结构无法正常投入使用。而且由于当前在门架钢结构建造领域的专业性人才较少且专业性和经验性存在缺失，更使得门架钢结构的建造困难重重。因此，需要对当前门架钢结构的建造方法进行优化设计，以减少建造难度，提升门架钢结构的整体质量和安全性能。下面，我们主要谈论一下对当前门架钢结构建造进行优化设计的措施。
一、门架钢结构优化设计方法
（一）优化目标。让钢材耗费量在保证门架钢结构安全性的基础上实现最少化可以称作对门架钢结构的优化设计，使投入成本实现最低化，这也是进行门架钢结构优化设计的最终优化目标，用最少的投入得到质量最佳、安全性最强的门架钢结构。门架钢结构的造价主要投入在变截面的面积铸造上面，因此，变截面花费成本的多少也就决定着整个门架钢结构用钢量的多少。所以，门架钢结构的优化设计也就是变截面的优化设计，怎样用最少的钢料打造出最佳质量的门架钢结构也是技术人员主要着手之处。变截面的面积越小，原材料的使用量也就越少，也就能实现对门架钢结构进行优化的优化目标，但是也要特别注意，不能单纯为了节省成本投入而盲目缩小变截面的面积，这样会削弱门架钢结构的实用效果，甚至会在使用过程中由于变截面达不到要求无法承载其规定重量，酿成安全事故。对于变截面面积的设置要有科学依据，使变截面能够满足其强度要求和承载力要求的基础上进行多余变截面部分的祛除，以此实现门架钢结构的优化设计。
（二）优化方法。我们已经初步确定，门架钢结构的优化就是变截面的优化，因此，优化方法主要围绕变截面的面积大小的选择展开实施。首先，应根据门架钢结构需要承载强度的大小初步计算出变截面面积的大致情况，然后根据估算的变截面面积进行尺寸更改，运用相应软件工具进行模拟场景，逐步减少或者增加变截面的面积，观察变截面在不同压力作用下表现出来的效果，以寻找出最佳平衡点。然后选出变截面能够对承载力实现最优化背负的变截面面积，对承载力实现最优化背负，也就是变截面能够承受其施压结构赋予它的最大的压力强度，且能够表现出最佳的稳定性，在这种情况下变截面面积最小也就是用钢量最少时的门架钢结构，就是我們优化目标中需要的最佳结构，此时的变截面面积也就是能实现门架钢结构优化设计的最佳面积。
（三）优化约束条件。在进行门架钢结构截面优化时必须满足以下约束条件：1、强度和稳定性约束条件。变截面的设计原则之一就是必须强调稳定性和相关强度要求。稳定性的强弱决定了门架钢结构能否最终成型，如果忽略稳定性考虑导致最终的门架钢结构无法实现矗立，又何谈对其他建筑物实现承载力的分担呢？变截面的强度应和其需要承载的事物的强度相当，不然，门架钢结构很难对建筑物实现驾驭，也就预示着门架钢结构铸造的失败。2、刚度约束条件。变截面的刚度必须能够满足其在遭受重大撞击时保证其自身不变形。使门架钢结构在约定的平移范围内保证其仍能继续发挥载重作用。3、变截面尺寸约束条件。变截面尺寸的最后敲定不仅要考虑钢用量最小化，还应与其需要承载的事物面积实现有机契合，不然，变截面面积大于承载物截面面积，会造成钢料的浪费，增加成本支出；变截面面积小于承载物截面面积，则会使门架钢结构无法充分发挥其承载作用，削弱其自身的功能性，也会存在不安全因素。4、结构整体约束条件。要知道，变截面使门架钢结构的组成部分，部分构成整体也影响着整体的最终表现，变截面的铸造必须与门架钢结构这个整体实现相辅相成，使整体功能发挥到最佳表现效果。
二、门架钢结构优化分析步骤
根据采用的优化方法和约束条件，门架钢结构的优化分析步骤如下：
（一）初步确定门架钢结构的截面面积，运用相应设计软件依据强度、硬度、稳定性等进行定型设计，为接下来的逐步优化打好基础。在进行这一步时，应确保进行初步架构的工作人员具有专业性和一定的实践经验支撑，以避免由于技术人员原因导致对于门架钢结构截面面积的初步确定出现较大偏差，以致于之后的步骤进行遭遇更多障碍，影响最终的成品效果。
（二）对于变截面面积进行科学计算，确定变截面的最佳面积。这一步的面积计算只是基于一定的理论基础之上，因此是在一个理想环境下的基本架设，此时还未开始进行对于门架钢结构的优化设计。
（三）充分考虑到门架钢结构的优化约束条件，对于初步确定的变截面面积进行优化设计，可以进行多次循环计算。优化设计一定要确保门架钢结构的安全性和高质量，盲目的削减变截面面积虽然可以节省大量钢材料的投入，但是忽略了安全性考虑的优化设计已经违背了进行优化的初衷。所以，一定要严格讲各种约束条件考虑在内，并进行重复运算与考量，以确保优化效果的最佳化。
（四）根据整体需要对于变截面尺寸进行改良，结合前面几个步骤进行循环计量，使门架钢结构达到需要的优化效果。然后运用相应软件对最终确定下来的门架钢结构进行抗压力模拟考验，运用科学方法确保最终结构的稳定性、科学性和安全性。
三、结语
实现门架钢结构优化不仅可以节约成本支出，更重要的是延长了门架钢结构的生命周期，增强了门架钢结构的质量，且使得门架钢结构更加轻便化，便于施工，提高了工作效率。而且对于门架钢结构的优化设计也是顺应时代发展特点的行为进程，响应了可持续发展观的号召，为社会的可持续发展作出了相应的贡献。因此，对于门架钢结构的优化设计是不可缺少的重要步骤，应被大力支持。
参考文献：
[1]代冠军.门架试验台控制系统的改进[J].起重运输机械.2014（01）
[2]陈康强.紧凑型门架运动仿真分析[J].叉车技术.2012（04）
[3]李一凡，张振军，卢世贵，孙勇，刘福胜.轻型门式刚架结构屋面坡度优化研究[J].山东农业大学学报（自然科学版）.2011（03）
[4]唐春梅，彭高军，段晓静.轻型门式刚架牛舍结构优化设计研究[J].黄牛杂志.2010（03）