某钢结构转换层优化，各优化方案对比

转自公众号：结构菜鸟人生

来源：结构菜 鸟人生， 作者：木子青见

某天W总找我咨询一个问题，一个主要用于搁置设备管线的钢结构转换层，在一期施工的时候发现吊杆太密集了，施工存在极大的难度，且后续安装管线也是较为头疼，想问下在二期及后面其他期施工时能否优化下吊杆布置（取消部分吊杆）。

吊点优化

已施工1#厂房内转换层吊杆布置为3mx3m的网格，主梁截面H250x150x3.2x4.5，次梁截面H200x150x3.2x4.5，吊杆P76X4.0。根据管线荷载情况，在原设计总体思路的基础上（毕竟需要得到原设计的认可），拟采用两种方式进行吊杆优化。

标准跨振型对比

标准跨应力对比

标准跨变形对比

从两个优化方案的屈曲分析结果可知，方案一在使用活荷载的作用下主梁已失稳，方案二的屈曲因子在2.0左右；在同等荷载条件情况下方案一强度及稳定应力均已超限，且较方案二大出很多；在同等荷载条件情况下方案一变形能力也较方案一偏弱。

荷载优化

根据原结施显示，轻屋面（不上人屋面）恒荷载为0.3kN/m2，活荷载为0.5kN/m2。在吊挂设备平台上存在若干管线及下挂室内吊顶，根据管线综合叠图情况，分析各个区域荷载情况。

管道荷载参考如下：

1. 喷淋荷载说明

吊顶下喷淋支管基本在DN50以下，且分布较为规律，可折算为均布荷载按3.5kg/m ² 考虑，局部区域为DN100的支管，折算为均布荷载按10kg/m ² 考虑，其余干管（DN150/DN200）统一并到管综图中考虑荷载见后续管综荷载说明。

吊顶内喷淋支管基本在DN50以下，且分布较为规律，可折算为均布荷载按3.5kg/m ² 考虑，其余干管（DN150/DN200）统一并到管综图中考虑荷载见后续管综荷载说明。

2. 风管荷载说明（送/回/排风管）

夹层风管较多且风管截面从2000x1250~800x400不等，从叠图情况来看，主要分为重叠密集区和普通区域，根据各个风管重量可以大致分两种荷载大小来划分区域。

3. 其他管荷载说明（消防水/空调水/动力管/电缆桥架/母线等管综）

从其他管线综合资料可知，管线布置较为不均匀，且主要的管线大多集中在柱网边上，其余区域考虑100kg/平方可以包络住所有管线荷载情况。对于柱边密集管线，正常平铺在转换层上也不能解决安装问题，可以通过柱上支架或是屋面结构吊挂方式解决承重问题。

综上，考虑将DN200管径以上的管线采取单独吊挂的方式处理，经核算剩余管线按每个单元区格统计，可考虑管线荷载为1.5kN/m ² ，即考虑吊挂设备平台上作用管线荷载约为150kg/m ² 。室内吊顶荷载预留0.2kN/m ² ，故吊挂平台上作用荷载取值为1.7kN/m ² ，远小于设计提出的2.3kN/m ²

优化对比

优化前

优化方案一

优化方案二

可知优化前含钢量为10000/16/30=20.8kg/m2，优化方案一含钢量为4680/16/30=9.75kg/m2，优化方案二含钢量为4160/16/30=8.67kg/m2，总优化用钢量为（20.8-8.67）x30000=364t。