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4.3.3 截面选择 92
4.3.4 长细比计算 93
4.3.5 强度验算 93
4.4 牛腿设计 94
4.4.1 设计资料及说明 94
4.4.2 强度验算 94
4.4.3 牛腿与柱的连接焊缝验算 96
4.5 柱下扩展基础设计 97
4.5.1 设计资料及说明 97
4.5.2 尺寸及埋深选择 97
4.5.3 基础底面承载力验算 98
4.5.4 基础高度验算 99
4.5.5 基础底面配筋计算 100
结论 102
致谢 103
参考文献 104
第一章 绪论
1.1 选题的背景与意义
近年来，随着我国经济建设的不断发展以及钢产量的不断提高，钢结构在我国建设事业中的应用范围也在不断扩大。除传统的采用大型截面和厚板的高层、大跨、厂房和桥梁等重型钢结构之外，采用轻型屋面和墙面等围护体系的轻型钢结构，诸如门式刚架轻型钢结构，冷弯薄壁型钢结构，直接焊接管结构，多层建筑骨架、网架和网壳结构，悬索和悬挂结构，拱形金属波纹屋盖等也得到了快速发展。适合我国国情的钢与混凝土的组合结构，包括组合楼盖、钢管混凝土结构和钢骨混凝土结构也取得了长足的进展。此外，随着电视、通讯、电力、石油以及仓贮事业的发展，高耸塔桅结构及钣结构也得到了普遍的应用。
本次毕业设计的课题是钢结构门式刚架轻型厂房设计，此设计过程涉及《房屋建筑学》、《结构力学》、《材料力学》、《钢结构》、《土木工程制图》等专业课程的基础知识，在完整的设计过程中还要结合有关建筑结构设计规范、标准和PKPM、CAD等设计软件。
通过完整的设计与计算，使自己对四年所学的理论知识进行一次系统的总结与运用。加强自己对钢结构设计与计算的认识，使得我们更好的了解国内外钢结构设计的发展历史、现状以及趋势。为以后从事土木行业做出必要的准备。
1.2 研究现状及存在内容
国外的轻型钢结构门式刚架体系已经进入了设计、分析、出图程序化、构件加工、安装施工和经营管理一体化流程的时代。日本工程界目前正就主刚架在地震力作用时保有水平耐力(即构件达到塑性阶段时的承载力)所需的Ds值的取法(Ds为地震空间结构分维，反映地震空间结构的相似性)，大断面Z型冷弯薄壁型钢檩条及墙梁、高强度螺栓在椭圆孔处的受力状态等几个方面进行研究。同时，关于轻型钢结构门式刚架体系的建造方面也发生了一定的变化。现今，业主以不是带图纸委托加工，而是向承包商订购某种轻型钢结构房屋，承包商在规定的时间内按照业主的要求，按质建成并交付使用。现如今，轻型门式钢结构厂房已经普及应用到各个领域之中。
在我国，以建成的门式刚架轻型钢结构房屋已多达约800万平方米，而且以每年约100万平方米的速度增加。这必将带动建筑产业结构的调整，促进建筑结构向轻型化、系列化发展。目前我国国内门式刚架结构优化设计研究领域已取得了较好的成绩。在优化算法和敏度分析的研究上也已经取得了显著的成果。我国学者采用渐近满应力法，研究开发了门式刚架结构优化设计软件SOA。采用GIG (General Interactive Gradient)一般梯度法，研究了门式刚架在荷载作用下的优化，与传统设计方法相比，取得了较好的效果。采用离散复合形优化方法，依据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102:98)，建立了门式刚架轻型结构离散变量优化的数学模型，在3D3S(V3.0)软件的基础上编制了门式刚架的结构优化程序。使用遗传算法，对门式刚架进行了包括离散和连续变量的截面、形状混合优化的研究，并与PFCAD系统相结合，形成了一个完整的门式刚架轻型房屋设计与优化系统。