焊接或螺栓连接角节点的结构优化设计英文文献和中文翻译
IIW词库关键词：结构；框架；柱；梁；型材；屈曲；负荷；优化；焊接接头；螺栓；焊缝；比较；经济学；成本；计算；刚度；稳定性；参考文献列表。
1简介
钢结构框架可以由焊接或螺栓连接构造而成。焊接接头是刚性的，而螺栓接头是半刚性的，由于节点的局部位移造成了角点连接的附加角变形。 梁柱框架连接刚度特点如（1）图，弯矩和角变形。根据[ 2 ]焊接连接一般满足刚性转动刚度的要求。附加弯矩会影响在一般力和剪力作用下的框架稳定性。因此，这种影响要考虑到框架的优化性。在之前的研究中[ 3,4 ],可以看出焊接和螺栓连接在柱之间连接的费用差异，同时可以看出结构的经济性是如何受到弯矩和剪力的差异的影响。本研究的目的在于探索在焊接与螺栓连接差异的情况下，一个平面框架如何成为最佳设计结构。单一的框架构成的基本建筑单位的结构，如仓库，门座起重机，压力容器，车辆结构的支撑框架，这些都是具有相关性。
一些作者已经编写了半刚性连接的框架结构优化设计，例如阿尔萨卢姆和穆萨拉姆[ 5 ]
西蒙斯 [ 6 ]，卡梅什基萨卡[ 7 ]。结构优化的难度在于，许多参数造成了额外的角度变形（螺栓连接的类型，螺栓伸长和连接型材板件的局部位移）。因此，弯矩取决于轮廓的尺寸。为优化程序，石家等人推测猜想的公式被使用。另外的问题产生了论文网，现有的轧字工字钢也必须被运用得到。一些生产制造商以表格形式确定了离散范围，比如通用梁和通用柱（由ARBED目录已给出的结构形状）。这些型材（横截面面积，惯性矩等）的特点取决于主截面尺寸，并且很难计算出它们的简单函数 ，这也是需要优化的目的，通过曲线拟合选择只使用一个变量来决定高等近似函数。一个焊接和螺栓框架是以结构体积为目标函数，以最小化的执行， 并与其他国家成本计算相比，英国和南非的成本数据被使用。
2框架的受力和弯矩
我们针对一层楼的无支撑单跨进行了受力分析，在图所示。 图2由一个均匀分布的垂直荷载p和水平力F共同作用的弯矩图，从一个角度变形方程推导如下：横梁在荷载P的作用下变形的受力图（图3）
由于受到弯矩的作用
其中E是弹性模量和I2是梁的惯性矩。柱子端部产生变形是由于弯矩和力Np2 = 3Mp /(2H)，公式如下 ：
其中I1是柱子端部的转动惯量。根据角变形方程，考虑到角度变形引起的刚性和半刚性连接差SJ
从公式（4）中可以得出：
需要注意的是，对于焊接（刚性）关节Sj的 - [R∞和第三构件在分母变为零。同样地，角度弯曲力矩由于水平力F的作用（图4），在计算的时候可以考虑在梁下角变形
柱子顶部的角度变形的由于F2和HF的作用
弯矩图和轴力图
考虑到角度差异造成的半刚性节点，该角度方程可表示为
从公式（8）中可推导出
（a）在同一正常荷载作用下造成的横梁正常的角度变形（b）轧制工字钢的主要尺寸。 （c）弯矩和水平力的共同作用。