一种模块化基坑钢桁架支撑结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种模块化基坑钢桁架支撑结构。模块化基坑钢桁架支撑结构是由单排或者多排的平面桁架结构构成，平面桁架结构包括基本结构单元和边缘构件，平面桁架结构主要是由基本结构单元拼接而成，位于平面桁架结构两端边缘的基本结构单元与边缘构件连接；平面桁架结构由多个基本结构单元沿一排拼接形成，相邻两个基本结构单元之间通过中间连接节点连接，拼接后两端的基本结构单元通过端部连接节点和边缘构件连接；基本结构单元由两根弦杆和一斜腹杆组成，两根弦杆平行布置，两根弦杆之间通过斜腹杆连接形成一体。本实用新型专利技术具有受弯承载能力大、抗弯刚度大的受力特点，同时具有基本结构规格统一、通用性强、重复利用率高、易于运输和现场安装等特点。

A modular foundation pit steel truss support structure

The utility model discloses a modularized steel truss supporting structure for foundation pit. The supporting structure of the modular foundation pit steel truss is composed of a single row or multi row plane truss structure. The plane truss structure consists of the basic structural units and the edge members. The plane truss structure is composed mainly of the basic structural units. The basic structure unit located at the two ends of the plane truss structure is connected with the edge members; The surface truss structure is formed by a plurality of basic structural units, and the adjacent two basic structural units are connected through the middle connection nodes. The basic structural units at the two ends are connected by the end connection node and the edge member, and the basic structural units are composed of two chords and a oblique abdominal rod, and two chords are parallel to each other. The two chords are connected by a diagonal abdominal rod to form an integral body. The utility model has the characteristics of large bending bearing capacity and large bending stiffness, and has the characteristics of unified basic structure specifications, strong versatility, high reuse rate, easy transportation and site installation.

【技术实现步骤摘要】
一种模块化基坑钢桁架支撑结构
本技术涉及建筑结构工程
，尤其涉及了一种模块化基坑钢桁架支撑结构。
技术介绍
在基坑开挖过程中，基坑内的支撑结构对保持基坑的稳定性具有重要的作用。传统的基坑支撑结构采用钢筋混凝土结构，这种结构具有施工速度慢、养护时间长及后期需要拆除不利节能环保等缺点。相比之下，近年来出现的钢支撑结构，普遍具有施工方便、速度快、可施加预应力、可重复利用等优点，符合国家节能环保的发展理念。对于基坑支撑结构来说，首先应具有良好的结构性能，以保证基坑支护体系的稳定性，严格控制基坑围护墙的水平位移，保护周围已建建筑物的安全和场地、道路及地下管网线的稳定性；同时在可能的条件下减少平面面积，为拟建土方开挖、建筑物的基础和地下室的施工创造尽可能大的无障碍施工空间，便于进入基坑的建筑机械能够自如的进行施工作业。现有的基坑钢支撑结构还具有一定的问题，比如钢管支撑技术存在平面布置密集，节点性能差等问题，虽然型钢组合支撑结构的节点性能有所改善，但平面布置密集的问题并没有得到很好的解决。尽管从使用全寿命周期来看，钢支撑具有可重复利用，且废旧构件的钢材可以回收，用于生产新构件，但是由于基坑形式的多样性，通常需要根据不同的情况定制不同的构件形式和规格，且钢材的价格相对较高，这使得基坑钢支撑结构的前期投入巨大，部分构件利用率低下，这严重影响其推广使用；对于基坑的平直边来说，基坑边缘的土压力向内形成一个近似均匀分布的压力作用，这就对基坑内的支撑结构的抗弯性能提出了很高的要求。因此，现有技术缺少一种通用性强、重复利用率高且能提供良好抗弯性能的基坑支撑结构。
技术实现思路
考虑基坑支撑结构的功能特点以及车辆运输尺寸的范围，结合钢桁架结构的受力特性，本技术提供了一种模块化基坑钢桁架支撑结构，利用规格统一、形式简单、符合车辆运输尺寸要求的基本结构单元，通过现场拼装组成空腹平面钢桁架结构，利用桁架结构优越的抗弯性能，来抵抗基坑边缘的侧向土压力的作用。同时，在施工过程中可以利用桁架两弦杆之间的空隙，进行基坑土方挖掘等作业。为实现上述目的，本技术采用如下之技术方案：所述钢桁架支撑结构是由单排或者多排的平面桁架结构构成，平面桁架结构包括基本结构单元和边缘构件，平面桁架结构主要是由基本结构单元拼接而成，位于平面桁架结构两端边缘的基本结构单元与边缘构件连接，边缘构件与基坑的其它结构相连。此处，基坑的其它结构是指位于所述钢桁架支撑结构两侧并与所述钢桁架支撑结构相连、为所述钢桁架支撑结构提供垂直于基坑边缘方向约束的结构，具体可以为与所述钢桁架支撑结构垂直的横跨基坑两相对边的对撑结构、垂直于所述钢桁架支撑结构的基坑相连边的钢桁架支撑结构以及位于基坑角部位置斜向布置的斜撑结构等。所述的钢桁架支撑结构由多个基本结构单元沿一排拼接形成，相邻两个基本结构单元之间通过中间连接节点连接，拼接后桁架结构两端的基本结构单元通过端部连接节点和边缘构件连接。所述的基本结构单元自身为桁架结构。所述的边缘构件自身为两端带有端板，中间带有加劲肋的工字形截面构件。所述钢桁架支撑结构中的所有部件均由钢材料制成。所述的基本结构单元由两根弦杆和一斜腹杆组成，两根弦杆平行布置，两根弦杆之间通过斜腹杆连接形成一体，两根弦杆与斜腹杆直接采用焊缝连接。所述的基本结构单元中，两根弦杆的两端均固定有端板，端板位于远离斜腹杆的一侧和弦杆的翼缘外侧平齐，以方便与围檩连接以及组成多排桁架结构时相连排之间的连接，端板在靠近斜腹杆的一侧延伸超出弦杆的翼缘，并且在延伸段和弦杆的翼缘之间连接有加劲肋。多排平面桁架结构是由多个单排的平面桁架结构通过螺栓连接，具体相邻两排所述平面桁架结构之间的连接是在两者弦杆的翼缘之间通过螺栓相互连接。所述弦杆的翼缘通过螺栓与基坑周边的围檩相连，并通过设置托架来承受其自重荷载。两个相邻的基本结构单元之间通过中间连接节点将两者弦杆的端板相互连接，所述的中间连接节点为螺栓连接节点，两个基本结构单元的端板的之间通过螺栓连接。所述的基本结构单元和边缘构件之间通过端部连接节点将弦杆的端板和边缘构件的翼缘相互连接，所述的端部连接节点为螺栓连接节点，基本结构单元的端板和边缘构件之间通过螺栓连接。所述钢桁架支撑结构在基坑中能够作支撑结构，在基坑边缘土压力作用下，主要承受弯矩的作用。本技术相邻基本结构单元之间的中间连接节点按照其承载能力与弦杆轴向承载能力等强的方法确定，在弦杆的端板与弦杆焊接处通过焊接加劲肋方法来保证端板的局部稳定性。单排平面桁架结构之间通过螺栓将相邻排桁架结构的弦杆外侧翼缘板相连，组成多排平面桁架结构。在多排桁架进行组合时，不同排桁架之间的长度可以相同，也可以仅在弯矩较大区域采用多排桁架。本技术中的不同排桁架结构之间的螺栓连接主要传递剪力，连接的设计按照抗剪承载力进行验算。本技术的边缘构件可以与基坑其它构件相连。本技术的基本结构单元的几何尺寸，在满足基坑土方开挖施工需要和桁架受弯承载力的条件下，应满足车辆的运输宽度限值。本技术的钢桁架支撑结构具有优良的抗弯性能，内部构件稀疏，结构形式简单，布置在基坑内作为支撑结构，能够起到抵抗基坑边缘的侧向土压力作用。本技术主要通过若干完全相同的基本结构单元组装，并在两侧边缘位置分别与边缘构件相连组成钢桁架结构，实现了模块化，具有通用性强、重复利用率高等优点。并且利用桁架结构良好的受弯承载能力、抗弯刚度来抵抗基坑边缘土侧压力的作用。当采用钢支撑作为基坑的支撑结构时，对于位于横跨基坑对边的两横撑结构之间、位于横撑和角撑之间、位于两角撑之间以及位于横撑或角撑与垂直方向的基坑边缘之间的平直段来说，现有的结构常直接采用围檩、采用预应力拱形结构以及预应力鱼腹式结构来承受基坑边缘的土压力的作用(垂直于基坑边缘)。在土压力的作用下，这一位置的支撑结构主要承受弯矩的作用。由于围檩本身的抗弯性能较差，因此当直接采用围檩时平直边的跨度必须足够小。而预应力拱形结构由于结构形式较为复杂，其形式与具体参数(如跨度、矢高等)相关性大，并且与拱脚处的连接结构密切相关，因此通用性不强，需要针对不同的情况设计和制作对应的结构。预应力鱼腹式结构通过张拉上弦钢索，通过钢索对鱼腹内立柱的推力来抵抗基坑边缘土压力的作用，尽管由于采用高强钢索理论上可以获得较高的抗弯承载能力，但是由于鱼腹式结构的变形与钢索轴线刚度关联性大，而一般情况下预应力钢索截面的较小，因此整个结构的抗弯刚度较小，所以其适用的跨度较为有限，并且钢索张拉要求较高，施工较为复杂。钢桁架是一种优秀的受弯结构，利用弦杆的轴向荷载组成的力偶抵抗弯矩，同时利用斜腹杆的轴向受力抵抗剪力，具有抗弯刚度大、受弯承载能力高等特点，被广泛应用于各类受弯结构中。但是，为了获得优良的抗弯性能，桁架结构通常截面尺寸较大，这给需要重复利用的基坑钢支撑结构的运输和安装带来了很大的麻烦。本技术的结构采用模块化的方式，考虑运输车辆的宽度限制，利用完全相同的基本结构单元和少量边缘构件，通过现场的螺栓连接拼装，组成桁架结构。这样既解决了运输和安装问题，又可以利用桁架结构的优良的受弯性能，同时可以根据实际的跨度和土压力的大小调整桁架的排数和布置，具有通用性强、重复利用率高等特点，可以大大减少基坑钢支本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模块化基坑钢桁架支撑结构，其特征在于：所述钢桁架支撑结构是由单排或者多排的平面桁架结构构成，平面桁架结构包括基本结构单元(1)和边缘构件(2)，平面桁架结构主要是由基本结构单元(1)拼接而成，位于平面桁架结构两端边缘的基本结构单元与边缘构件(2)连接。

【技术特征摘要】
1.一种模块化基坑钢桁架支撑结构，其特征在于：所述钢桁架支撑结构是由单排或者多排的平面桁架结构构成，平面桁架结构包括基本结构单元(1)和边缘构件(2)，平面桁架结构主要是由基本结构单元(1)拼接而成，位于平面桁架结构两端边缘的基本结构单元与边缘构件(2)连接。2.根据权利要求1所述的一种模块化基坑钢桁架支撑结构，其特征在于：所述的平面桁架结构由多个基本结构单元(1)沿一排拼接形成，相邻两个基本结构单元(1)之间通过中间连接节点(3)连接，拼接后平面桁架结构两端的基本结构单元(1)通过端部连接节点(4)和边缘构件(2)连接。3.根据权利要求1或2所述的一种模块化基坑钢桁架支撑结构，其特征在于：所述的基本结构单元(1)由两根弦杆(6)和一斜腹杆(7)组成，两根弦杆(6)平行布置，两根弦杆(6)之间通过斜腹杆(7)连接形成一体。4.根据权利要求3所述的一种模块化基坑钢桁架支撑结构，其特征在于：所述的基本结构单元(1)中，两根弦杆(6)的两端均固定有端板(61)，端板(61)上位于远离斜腹杆(7)的一侧和弦杆(6)的翼缘平齐，端板(61...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，周成明，童根树，许利东，高春雷，高买燕，
申请(专利权)人：浙江大学，云南建投基础工程有限责任公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33