CN218540721U - 一种组合型钢支撑桁架结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及基坑支护工程技术领域，尤其是一种组合型钢支撑桁架结构，包括H型钢支撑标准件、翼缘节点板、横向系杆体系和斜向系杆体系，H型钢支撑标准件包括位于轴向两端的H型钢连接端板、位于竖向两端的翼缘板和竖向连接翼缘板内壁设置的腹板，H型钢支撑标准件的轴向连接节点采用设在相邻H型钢支撑标准件两端的H型钢连接端板进行螺栓连接及相邻H型钢支撑标准件的翼缘板与同一翼缘节点板进行螺栓加强连接，H型钢支撑标准件的横向连接采用H型钢支撑标准件与横向系杆体系和斜向系杆体系进行销轴连接。通过轴向连接和横向连接，形成整体性较好、力学性能较为明确的桁架结构，使钢支撑的整体性、强度和刚度提高。

Description

一种组合型钢支撑桁架结构

技术领域

本实用新型涉及基坑支护工程技术领域，尤其是一种组合型钢支撑桁架结构。

背景技术

随着城市化进程的持续加快，建筑建设规模日益增大，伴随而来的，基坑工程的规模逐渐向超大、超深方向发展，其周边环境也随着城市空间的持续开发利用变得愈发复杂，同时在复杂条件下的基坑工程设计也由传统的强度控制变为变形控制。而内支撑技术以其不影响基坑外围地下空间、自身刚度大、易控制变形等诸多优点，更加适合应用于城市内基坑支护工程中。

虽然混凝土支撑体系具备布置形式灵活多样、支撑刚度大、整体性好等优点，但存在安装和拆除耗时较长且拆除过程振动噪声大、拆除的废弃物无法回收利用等问题。相对于混凝土内支撑体系，钢支撑体系具有安装迅速、无需养护、拆除方便，且钢支撑可回收利用等特点，有利于降低工程造价，符合可持续发展的理念。

目前钢支撑在基坑工程中应用主要有钢管支撑及型钢支撑，但钢管支撑节点强度相对较低，整体刚度相对较小，基坑坍塌事故也时有发生。目前型钢支撑多是通过盖板将多根相互平行的H型钢支撑进行连接，但由于盖板本身的钢度较弱及仅在上翼缘处连接，节点连接强度和刚度较弱，且存在偏心等缺陷。为了充分发挥H型钢支撑的优点，解决H型钢之间的相互连接节点，提高H型钢支撑整体性是目前待需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有基坑工程中装配式组合型钢支撑结构整体性差，型钢翼缘开孔过多、型钢与型钢之间连接强度低，连接形式复杂等缺点，提供一种组合型钢支撑桁架结构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种组合型钢支撑桁架结构，包括H型钢支撑标准件、翼缘节点板、横向系杆体系和斜向系杆体系，所述的H型钢支撑标准件包括位于轴向两端的H型钢连接端板、位于竖向两端的翼缘板和竖向连接翼缘板内壁设置的腹板，

所述H型钢支撑标准件的轴向连接节点采用设在相邻H型钢支撑标准件两端的H型钢连接端板进行螺栓连接及相邻H型钢支撑标准件的翼缘板与同一翼缘节点板进行螺栓加强连接，

所述H型钢支撑标准件的横向连接采用H型钢支撑标准件与横向系杆体系和斜向系杆体系进行销轴连接。

进一步的，所述的横向系杆体系包括两根横向系杆和横向系杆内螺纹外套筒，横向系杆采用形成Y型结构的两根横向系杆分叉杆和连接两根横向系杆分叉杆于一点的横向系杆水平杆，

所述的斜向系杆体系包括两根斜向系杆和斜向系杆内螺纹外套筒，斜向系杆采用形成一字型结构的斜向系杆连接杆。

进一步的，所述两根横向系杆分叉杆远离横向系杆水平杆的一端均设有与其垂直的横向系杆承插套管，

所述斜向系杆连接杆的一端设有与其垂直的斜向系杆承插套管，

所述的翼缘板上沿轴向设有系杆连接孔，

所述横向系杆承插套管和斜向系杆承插套管的内径与系杆连接孔的直径相同，横向系杆承插套管、斜向系杆承插套管和系杆连接孔通过插销形成销轴配合。优选的，所述插销的直径不小于30mm。

具体的，横向系杆体系和斜向系杆体系的数量和布置形式可根据现场实际情况进行合理搭配，可组成不同种形式的桁架结构。优选的，配合后的横向系杆体系和斜向系杆体系在横向上相邻的H型钢支撑标准件间形成Z型结构。

进一步的，两根所述横向系杆水平杆的连接端设有横向系杆长度调节螺杆，两根横向系杆长度调节螺杆与横向系杆内螺纹外套筒形成螺接配合的横向系杆长度调节装置，两根横向系杆长度调节螺杆上带有一定长度的反旋螺纹，横向系杆内螺纹外套筒内设有与反旋螺纹配合的内螺纹；

两根所述斜向系杆连接杆的连接端设有斜向系杆长度调节螺杆，两根斜向系杆长度调节螺杆与斜向系杆内螺纹外套筒形成螺接配合的斜向系杆长度调节装置；两根斜向系杆长度调节螺杆上带有一定长度的反旋螺纹，斜向系杆内螺纹外套筒内设有与反旋螺纹配合的内螺纹。

具体的，所述的横向系杆内螺纹外套筒、斜向系杆内螺纹外套筒的壁厚分别大于横向系杆水平杆、斜向系杆连接杆的壁厚；横向系杆内螺纹外套筒、斜向系杆内螺纹外套筒的长度小于横向系杆水平杆和横向系杆长度调节螺杆、斜向系杆连接杆和斜向系杆长度调节螺杆的长度之和，具体的根据需求确定。

进一步的，所述的翼缘板上设有翼缘螺栓孔，

所述的翼缘节点板上设有通过节点板连接螺栓与翼缘螺栓孔形成螺栓配合的节点板连接孔，翼缘节点板与翼缘板在轴向上单侧的节点板连接螺栓的数量不少于4个，

所述翼缘节点板的厚度略大于翼缘板的厚度，翼缘节点板的长度不超过相邻系杆连接孔的间距。

进一步的，所述的H型钢连接端板上设有通过端板连接螺栓与相邻H型钢连接端板形成螺栓配合的端板连接螺栓孔，端板连接螺栓的数量不少于4个。

进一步的，所述的系杆连接孔在横向上设置于翼缘板两侧距边沿的1/4处，系杆连接孔的直径及距腹板距离应根据H型钢支撑标准件的截面尺寸和受力状态综合考虑进行确定；系杆连接孔两侧均设有竖向设置的连接孔两端短加劲板，

所述的连接孔两端短加劲板与腹板和一端的翼缘板固定连接。

进一步的，所述的两根横向系杆分叉杆在竖向上的总长度等于竖向两端的翼缘板内壁间距离，

两个横向系杆承插套管的高度之和、斜向系杆承插套管的高度均等于1/2竖向两端的翼缘板内壁间距离，且斜向系杆承插套管的高度等于两个横向系杆承插套管的间距，

优选的，两个横向系杆承插套管的高度相同。

进一步的，横向系杆承插套管和斜向系杆承插套管的厚度大于翼缘板的厚度，具体的厚度应根据H型钢支撑标准件受力状态综合确定。

进一步的，所述的横向系杆内螺纹外套筒中段处设有便于旋钮的横向系杆旋紧结构和便于现场施加预应力的横向系杆应力监测装置，

所述的斜向系杆内螺纹外套筒中段处设有便于旋钮的斜向系杆旋紧结构和便于现场施加预应力的斜向系杆应力监测装置。

具体的，所述的横向系杆旋紧结构、斜向系杆旋紧结构采用旋紧孔或外六角形型凸块；

横向系杆应力监测装置和斜向系杆应力监测装置合理对横向系杆体系、斜向系杆体系施加预应力，也可实时监测两种系杆体系在组合型钢支撑桁架结构体系工作时的应力变化趋势。

进一步的，所述的横向系杆或者斜向系杆的剖面为H型、圆型或其他规则剖面。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的组合型钢支撑桁架结构，通过H型钢支撑标准件相邻两端板以及与翼缘节点板的螺栓连接完成轴向连接，通过H型钢支撑标准件与横向系杆体系和斜向系杆体系的销轴连接完成横向连接，形成整体性较好、力学性能较为明确的桁架结构，使钢支撑的整体性、强度和刚度提高，对深基坑工程支护工程的安全性提高具有较大的经济和社会价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型另一角度的结构示意图；

图3是本实用新型H型钢支撑标准件连接示意图；

图4是本实用新型横向系杆结构示意图；

图5是本实用新型斜向系杆结构示意图；

图6是本实用新型横向系杆体系连接结构示意图；

图7是本实用新型斜向系杆体系连接结构示意图。

图中标号：1-H型钢支撑标准件，11-H型钢连接端板，12-翼缘螺栓孔，13-系杆连接孔，14-连接孔两端短加劲板，15-端板连接螺栓孔，16-腹板，17-翼缘板，18-端板连接螺栓；2-翼缘节点板，21-节点板连接孔，22-节点板连接螺栓；3-横向系杆，31-横向系杆分叉杆，32-横向系杆水平杆，33-横向系杆承插套管，34-横向系杆长度调节螺杆；4-斜向系杆，41-斜向系杆连接杆，42-斜向系杆承插套管，43-斜向系杆长度调节螺杆；5-横向系杆体系；6-横向系杆内螺纹外套筒，61-横向系杆旋紧结构，62-横向系杆应力监测装置；7-斜向系杆体系；8-斜向系杆内螺纹外套筒，81-斜向系杆旋紧结构，82-斜向系杆应力监测装置；9-插销。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1-图7所示的一种组合型钢支撑桁架结构，包括H型钢支撑标准件1、翼缘节点板2、横向系杆体系5和斜向系杆体系7，H型钢支撑标准件1包括位于轴向两端的H型钢连接端板11、位于竖向两端的翼缘板17和竖向连接翼缘板17内壁设置的腹板16，

H型钢支撑标准件1的轴向连接节点采用设在相邻H型钢支撑标准件1两端的H型钢连接端板11进行螺栓连接及相邻H型钢支撑标准件1的翼缘板17与同一翼缘节点板2进行螺栓加强连接，

H型钢支撑标准件1的横向连接采用H型钢支撑标准件1与横向系杆体系5和斜向系杆体系7进行销轴连接。

横向系杆体系5包括两根横向系杆3和横向系杆内螺纹外套筒6，横向系杆3采用形成Y型结构的两根横向系杆分叉杆31和连接两根横向系杆分叉杆31于一点的横向系杆水平杆32，

斜向系杆体系7包括两根斜向系杆4和斜向系杆内螺纹外套筒8，斜向系杆4采用形成一字型结构的斜向系杆连接杆41。

两根横向系杆分叉杆31远离横向系杆水平杆32的一端均设有与其垂直的横向系杆承插套管33，

斜向系杆连接杆41的一端设有与其垂直的斜向系杆承插套管42，

翼缘板17上沿轴向设有系杆连接孔13，

横向系杆承插套管33和斜向系杆承插套管42的内径与系杆连接孔13的直径相同，横向系杆承插套管33、斜向系杆承插套管42和系杆连接孔13通过插销9形成销轴配合。

横向系杆体系5和斜向系杆体系7的数量和布置形式可根据现场实际情况进行合理搭配，可组成不同种形式的桁架结构。配合后的横向系杆体系5和斜向系杆体系7在横向上相邻的H型钢支撑标准件1间形成Z型结构。

插销9的直径不小于30mm，略小于系杆连接孔13的直径。

两根横向系杆水平杆32的连接端设有横向系杆长度调节螺杆34，两根横向系杆长度调节螺杆34与横向系杆内螺纹外套筒6形成螺接配合的横向系杆长度调节装置，两根横向系杆长度调节螺杆34上带有一定长度的反旋螺纹，横向系杆内螺纹外套筒6内设有与反旋螺纹配合的内螺纹；

两根斜向系杆连接杆41的连接端设有斜向系杆长度调节螺杆43，两根斜向系杆长度调节螺杆43与斜向系杆内螺纹外套筒8形成螺接配合的斜向系杆长度调节装置；两根斜向系杆长度调节螺杆43上带有一定长度的反旋螺纹，斜向系杆内螺纹外套筒8内设有与反旋螺纹配合的内螺纹。

横向系杆内螺纹外套筒6、斜向系杆内螺纹外套筒8的壁厚分别大于横向系杆水平杆32、斜向系杆连接杆41的壁厚；横向系杆内螺纹外套筒6、斜向系杆内螺纹外套筒8的长度小于横向系杆水平杆32和横向系杆长度调节螺杆34、斜向系杆连接杆41和斜向系杆长度调节螺杆43的长度之和。

翼缘板17上设有翼缘螺栓孔12，

翼缘节点板2上设有通过节点板连接螺栓22与翼缘螺栓孔12形成螺栓配合的节点板连接孔21，翼缘节点板2与翼缘板17在轴向上单侧的节点板连接螺栓22的数量为4个，

翼缘节点板2的厚度略大于翼缘板17的厚度，翼缘节点板2的长度不超过相邻系杆连接孔13的间距。

H型钢连接端板11上设有通过端板连接螺栓18与相邻H型钢连接端板11形成螺栓配合的端板连接螺栓孔15，端板连接螺栓18的数量为6个。

系杆连接孔13在横向上设置于翼缘板17两侧距边沿的1/4处，系杆连接孔13两侧均设有竖向设置的连接孔两端短加劲板14，连接孔两端短加劲板14的高度不超过1/2竖向两端的翼缘板17内壁间距离。

连接孔两端短加劲板14与腹板16和一端的翼缘板17固定连接。

两根横向系杆分叉杆31在竖向上的总长度等于竖向两端的翼缘板17内壁间距离，

两个横向系杆承插套管33的高度之和、斜向系杆承插套管42的高度均等于1/2竖向两端的翼缘板17内壁间距离，且斜向系杆承插套管42的高度等于两个横向系杆承插套管33的间距，

两个横向系杆承插套管33的高度相同；

横向系杆承插套管33和斜向系杆承插套管42的厚度大于翼缘板17的厚度。

横向系杆内螺纹外套筒6中段处设有便于旋钮的横向系杆旋紧结构61和便于现场施加预应力的横向系杆应力监测装置62，

斜向系杆内螺纹外套筒8中段处设有便于旋钮的斜向系杆旋紧结构81和便于现场施加预应力的斜向系杆应力监测装置82。

横向系杆旋紧结构61、斜向系杆旋紧结构81采用旋紧孔；

横向系杆应力监测装置62和斜向系杆应力监测装置82合理对横向系杆体系5、斜向系杆体系7施加预应力，也可实时监测两种系杆体系在组合型钢支撑结构体系工作时的应力变化趋势。

横向系杆3或者斜向系杆4的剖面为H型、圆型或其他规则剖面。

组合型钢支撑桁架结构组装时，包括以下步骤：

S1、将相同规格的H型钢支撑标准件1端部对接后，使用端板连接螺栓18将H型钢连接端板11进行连接，然后使用翼缘节点板2通过节点板连接螺栓22再次连接H型钢支撑标准件1的翼缘板17，完成H型钢支撑标准件1的轴向连接；

S2、将数组完成轴向连接的H型钢支撑标准件1在横向上依次放好，将横向系杆承插套管33与系杆连接孔13对齐，插入轴销9临时固定，然后拔出临时固定轴销9，将斜向系杆承插套管42安装至横向系杆承插套管33中间位置并对齐，插入轴销9进行正式固定，完成H型钢支撑标准件1的横向连接；

S3、进行横向系杆体系5和斜向系杆体系7的长度调节以及预应力施加，消除安装间隙，形成结构完整的桁架结构。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种组合型钢支撑桁架结构，其特征在于：包括H型钢支撑标准件(1)、翼缘节点板(2)、横向系杆体系(5)和斜向系杆体系(7)，

所述的H型钢支撑标准件(1)包括位于轴向两端的H型钢连接端板(11)、位于竖向两端的翼缘板(17)和竖向连接翼缘板(17)内壁设置的腹板(16)，

所述H型钢支撑标准件(1)的轴向连接节点采用设在相邻H型钢支撑标准件(1)两端的H型钢连接端板(11)进行螺栓连接及相邻H型钢支撑标准件(1)的翼缘板(17)与同一翼缘节点板(2)进行螺栓加强连接，

所述H型钢支撑标准件(1)的横向连接采用H型钢支撑标准件(1)与横向系杆体系(5)和斜向系杆体系(7)进行销轴连接。

2.根据权利要求1所述的组合型钢支撑桁架结构，其特征在于：

所述的横向系杆体系(5)包括两根横向系杆(3)和横向系杆内螺纹外套筒(6)，横向系杆(3)采用形成Y型结构的两根横向系杆分叉杆(31)和连接两根横向系杆分叉杆(31)于一点的横向系杆水平杆(32)，

所述的斜向系杆体系(7)包括两根斜向系杆(4)和斜向系杆内螺纹外套筒(8)，斜向系杆(4)采用形成一字型结构的斜向系杆连接杆(41)。

3.根据权利要求2所述的组合型钢支撑桁架结构，其特征在于：

所述两根横向系杆分叉杆(31)远离横向系杆水平杆(32)的一端均设有与其垂直的横向系杆承插套管(33)，

所述斜向系杆连接杆(41)的一端设有与其垂直的斜向系杆承插套管(42)，

所述的翼缘板(17)上沿轴向设有系杆连接孔(13)，

所述横向系杆承插套管(33)和斜向系杆承插套管(42)的内径与系杆连接孔(13)的直径相同，横向系杆承插套管(33)、斜向系杆承插套管(42)和系杆连接孔(13)通过插销(9)形成销轴配合。

4.根据权利要求2所述的组合型钢支撑桁架结构，其特征在于：

两根所述横向系杆水平杆(32)的连接端设有横向系杆长度调节螺杆(34)，两根横向系杆长度调节螺杆(34)与横向系杆内螺纹外套筒(6)形成螺接配合的横向系杆长度调节装置，两根横向系杆长度调节螺杆(34)上带有一定长度的反旋螺纹，横向系杆内螺纹外套筒(6)内设有与反旋螺纹配合的内螺纹；

两根所述斜向系杆连接杆(41)的连接端设有斜向系杆长度调节螺杆(43)，两根斜向系杆长度调节螺杆(43)与斜向系杆内螺纹外套筒(8)形成螺接配合的斜向系杆长度调节装置；两根斜向系杆长度调节螺杆(43)上带有一定长度的反旋螺纹，斜向系杆内螺纹外套筒(8)内设有与反旋螺纹配合的内螺纹。

5.根据权利要求1所述的组合型钢支撑桁架结构，其特征在于：

所述的翼缘板(17)上设有翼缘螺栓孔(12)，

所述的翼缘节点板(2)上设有通过节点板连接螺栓(22)与翼缘螺栓孔(12)形成螺栓配合的节点板连接孔(21)，翼缘节点板(2)与翼缘板(17)在轴向上单侧的节点板连接螺栓(22)的数量不少于4个，

所述翼缘节点板(2)的厚度略大于翼缘板(17)的厚度，翼缘节点板(2)的长度不超过相邻系杆连接孔(13)的间距。

6.根据权利要求1所述的组合型钢支撑桁架结构，其特征在于：所述的H型钢连接端板(11)上设有通过端板连接螺栓(18)与相邻H型钢连接端板(11)形成螺栓配合的端板连接螺栓孔(15)，端板连接螺栓(18)的数量不少于4个。

7.根据权利要求2所述的组合型钢支撑桁架结构，其特征在于：所述的系杆连接孔(13)在横向上设置于翼缘板(17)两侧距边沿的1/4处，系杆连接孔(13)两侧均设有竖向设置的连接孔两端短加劲板(14)，

所述的连接孔两端短加劲板(14)与腹板(16)和一端的翼缘板(17)固定连接。

8.根据权利要求2所述的组合型钢支撑桁架结构，其特征在于：

所述的两根横向系杆分叉杆(31)在竖向上的总长度等于竖向两端的翼缘板(17)内壁间距离，

两个横向系杆承插套管(33)的高度之和、斜向系杆承插套管(42)的高度均等于1/2竖向两端的翼缘板(17)内壁间距离，且斜向系杆承插套管(42)的高度等于两个横向系杆承插套管(33)的间距，

横向系杆承插套管(33)和斜向系杆承插套管(42)的厚度大于翼缘板(17)的厚度。

9.根据权利要求2所述的组合型钢支撑桁架结构，其特征在于：所述的横向系杆内螺纹外套筒(6)中段处设有便于旋钮的横向系杆旋紧结构(61)和便于现场施加预应力的横向系杆应力监测装置(62)，

所述的斜向系杆内螺纹外套筒(8)中段处设有便于旋钮的斜向系杆旋紧结构(81)和便于现场施加预应力的斜向系杆应力监测装置(82)。

10.根据权利要求2所述的组合型钢支撑桁架结构，其特征在于：所述的横向系杆(3)或者斜向系杆(4)的剖面为H型、圆型或其他规则剖面。

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