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钢结构稳定性计算机辅助设计系统研究与开发

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摘要

近年来，钢结构因其质量稳定、安全可靠、强度高、重量轻和制造工业化程度高等优点获得越来越广泛的应用。钢结构构件截面都比较纤细，这样的构件在承受压、弯或压弯时，如果刚度不足，常发生屈曲破坏。而且，钢结构的稳定性计算比较复杂，在起重机钢结构领域内还没有可供使用的采用规范对钢结构进行稳定性计算的软件，所以如何实现快速而准确地计算就显得尤为重要。
　　 本文以钢结构中的基本构件柱与梁和实际起重机的典型结构门座起重机的臂架、附着式塔式起重的塔身及其双吊点臂架为研究对象，研究和开发出能够计算上述结构稳定性的钢结构稳定性计算机辅助设计系统，对于提高稳定性计算的效率和准确性，减轻设计人员的设计工作强度具有十分重要的现实意义。主要工作包括以下几个方面：
　　 (1)以起重机设计规范(GB/T3811-2008)中的轴心受压构件截面类别中的截面为基础，并对其进行适当扩充，确定在不同承撑条件下和在轴心受压、单向压弯和双向压弯状态下实腹式构件的整体稳定性和局部稳定性的计算方法，格构式构件的整体稳定性和分肢稳定性的计算方法；
　　 (2)确定在不同支承条件下和在轴心受压、单向压弯和双向压弯状态下钢结构中常用的箱型变截面柱整体稳定性和局部稳定性的计算方法，四肢格构式变截面柱的整体稳定性和分肢稳定性的计算方法；
　　 (3)确定轧制工字钢、轧制槽钢、轧制H型钢和焊接工字形组合简支梁的的整体稳定性计算方法，确定板的局部稳定性的计算方法，确定加劲肋的尺寸和截面惯性矩的计算方法；
　　 (4)确定实际起重机的典型结构门座起重机和塔式起重机的臂架特别是附着式塔式起重机塔身的稳定性计算的合理的力学模型，并探索其稳定性的计算方法；
　　 (5)建立设计计算过程中所需要的金属型材数据库，并实现对数据库的查询和编辑，调用数据库中的数据参与计算；探索清晰、操作简单方便的系统界面，利用Visual Basic6.0对基本构件柱与梁和实际起重机典型结构稳定性计算的功能模块进行设计，通过文档自动生成技术实现计算报告文件的自动生成；对系统的附属功能进行设计以使系统更加完善。

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