装配式钢结构支撑的标准连接键与支撑梁连接的布置形式的制作方法

本发明涉及土木工程技术领域，特别涉及基坑的内支撑的装配式结构。

背景技术：

在基坑支护结构中，内支撑结构是常用的支撑形式。现有的钢支撑中，一般为钢管支撑和型钢支撑。支撑构件之间的连接常采用现场焊接件连接，难以保证力的传递和整体刚度，当支撑连接点受力较大时，常出现节点破坏和失稳问题，导致整个支撑体系破坏，造成重大安全事故。

采用现场焊接的支撑连接方式，不仅施工质量难以保证，而且安装速度较低，拆除时也困难，并造成构件受损，无法重复使用。

当采用高强度钢材时，现场焊接的质量更无法保证，且现场的焊缝检测也是一项很大的工作量。

为此，装配式钢结构支撑体系具有较好的应用价值。采用装配式构件拼装的支撑体系，其支撑构件之间需采用一些专用的连接键来进行连接，以保证力的传递和整体变形的要求。

在基坑内支撑构件的布置中需设置大量的斜角撑、八字撑等，为使得围檩、冠梁、腰梁的连接面与支撑构件的受力轴线互为正交，必须在支撑构件与围檩、冠梁、腰梁的连接处需要设置专用连接键，使得专用连接键的连接面与支撑构件的受力轴线互为正交。否则支撑构件的受力难以平衡和稳定。

由于实际基坑的形状、尺寸和深度都是千变万化的，为使布置的支撑构件与专用连接键快速装配，设计一些专用连接键，并合理布置，对提高支撑的受力效果和安装速度显得尤为重要。这不仅能够在保证基坑安全稳定性的条件下，尽量缩短施工时间，而且能够通过合理布置来达到扩大支撑组之间的间距，达到共用支撑立柱的效果，节省了施工成本。因此，需要研究具有较高稳定性的专用连接键形式和其合理的布置组合方式以满足钢支撑支护的要求。

从目前的钢结构支撑连接键的技术标准和连接键的回收技术水平来看，这些连接键没有形成标准件，整体刚度和稳定性不足，与支撑构件的连接上也没有做到完全螺栓连接。当施加预应力后，所施加的预应力不能通过连接键均匀地传递到围檩、冠梁、腰梁上，继而导致支撑构件与连接键连接处的位移变形过大，甚至断裂。由于每个连接键的形状、大小是依据不同的基坑尺寸设计的，无法做到重复使用，回收利用率普遍较低。

为了钢结构支撑构件(对撑和角撑)与围檩、冠梁、腰梁的有效连接，获得内力的平稳传递，并具有较高的安全稳定性，同时，提高回收重利用率，迫切需要研制装配式钢结构支撑的标准连接键，以实现在不同条件下的基坑内支撑中均能使用并能重复利用。另外，为了所施加预应力的均匀传递，对标准连接键与钢结构支撑、围檩、冠梁、腰梁的布置形式也需进行合理组合。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，克服现行基坑支护中支撑构件存在的问题，提供一种装配式钢结构支撑的标准连接键与支撑梁连接的布置形式，标准连接键合理布置，得到合理受力、安全传力及分布面积较大的效果。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是这样的：

装配式钢结构支撑的标准连接键与支撑梁连接的布置形式，标准连接键的外形为三角形、梯形、M形、矩形其中一种；标准连接键与钢支撑梁之间连接均为螺栓连接；标准连接键的连接面与支撑梁轴线互为正交；标准连接键与支撑梁之间连接螺孔的布置均以中轴线为基准等距布置。

三角形标准连接键的左侧或右侧斜向连接支撑梁。

三角形标准连接键的右侧和左侧斜向连接支撑梁。

三角形标准连接键和梯形标准连接键与支撑梁构成人字形连接。

三角形标准连接键和梯形标准连接键与支撑梁构成个字形连接。

多个三角形标准连接键构成四边形与支撑梁连接。

多个矩形标准连接键构件双矩形与支撑梁连接。

多个三角形标准连接键与M形标准连接键咬合后与与支撑梁连接。

三角形标准连接键呈等腰三角形，二个腰相互垂直；三角形标准连接键内部布置有桁架结构、钢索穿越管和锚具；三角形标准连接键在连接面上均设有连接螺孔。

梯形标准连接键呈等腰梯形，二个腰与长边夹角45度，上下两边平边；梯形标准连接键四边上布置有连接螺孔。

M形标准连接键的内凹角为90度；M形标准连接键在连接面上均设有连接螺孔。

矩形标准连接键内部布置有钢索穿越孔和锚具；矩形标准连接键在连接面上均设有连接螺孔。

标准连接键均由H型钢与钢板等型材，经焊接而成，并设有加劲肋和增强连接板，连接面上均布置有螺孔。

有益效果，本发明所述标准连接键适用于不同形状、尺寸和深度的基坑支护，具有结构简单、安装与拆除方便、传力直接、受力均匀、连接可靠、施工作业空间大，可回收循环使用等优点，有效的保证了基坑的安全。

附图说明

图1为斜角连接键的结构示意图；

图2为小型三角形连接键的结构示意图；

图3为梯形连接键的结构示意图；

图4为三角形连接键的结构示意图；

图5为带锚固件的三角形连接键的结构示意图；

图6为带抗剪件的三角形连接键的结构示意图；

图7为M型连接键的结构示意图；

图8为矩型连接键的结构示意图；

图9为连接键的右侧斜向连接面连接支撑梁的布置示意图；

图10为连接键的左侧斜向连接面连接支撑梁的布置示意图；

图11为连接键的右侧斜向连接面连接支撑梁的布置示意图；

图12为连接键的左右侧斜向连接面连接支撑梁的布置示意图；

图13为三个连接键构成人字形传力的布置示意图；

图14为三个连接键构成个字形传力布置示意图；

图15为四个三角形连接键构成垂直于围檩的传力布置示意图；

图16为二个矩形标准连接键构成垂直于围檩的传力布置示意图；

图17为三角形与M形连接键构成垂直于围檩的传力布置示意图；

图18为二组三角形与M形连接键构成垂直于围檩的传力布置示意图。

图中，1--连接面，2---连接螺孔，3—H型钢，4---肋板，5—连接端板，6—锚具，7—钢管，8—支撑梁，9—钢索，10—联系梁。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明。

装配式钢结构支撑的标准连接键，设置在对撑、角撑与围檩、冠梁、腰梁或鱼腹梁之间，实现力的传递及支撑力传递方向的变化，以达到支撑内力的平衡。

根据支撑受力与传力的要求，标准连接键设计成三角形、梯形、矩形和M形。

所述标准连接键的连接面上设置有螺栓孔，通过螺栓与对撑、角撑、围檩、冠梁、腰梁或鱼腹梁的连接。

所述标准连接键由H型钢、钢管和钢板裁剪焊接而成；所述标准连接键上的H型钢中焊有加劲板和封闭连接板；所述标准连接键与钢支撑构件连接的轴线互为正交。

为实现标准连接键与钢支撑构件的轴线互为正交，这些标准连接键在支撑平面中的布置的主要形式有：

(1)在斜角标准连接键斜向右侧连接面上连接支撑梁，构成右侧斜向传力布置；

(2)在三角形标准连接键斜向左侧连接面上连接支撑梁，构成左侧斜向传力布置；

(3)在三角形标准连接键斜向右侧连接面上连接支撑梁，构成右侧斜向传力布置；

(4)在三角形标准连接键斜向正交左右侧连接面上连接支撑梁，构成左、右侧斜向传力布置；

(5)由二个三角形标准连接键的左侧和右侧连接支撑梁，并与一个梯形标准连接键的左右斜向连接面相连，然后在顶面连接一组支撑梁，构成人字形传力布置；

(6)由二个三角形标准连接键的左侧和右侧斜向连接支撑梁，并与一个梯形标准连接键的左右斜向连接面相连，然后在顶面和底面各连接一组支撑梁，构成个字形传力布置；

(7)分别由左右二个三角形标准连接键的左侧和右侧相接触，并用螺栓连接，形成一个平行四边形，构成垂直于围檩的传力布置；

(8)由二个矩形标准连接键，分布于左侧和右侧并相连，形成扁平矩形，构成垂直于围檩的传力布置；

(9)由一个三角形标准连接键与一个M形标准连接键咬合在一起，在接触面上用螺栓连接，构成垂直于围檩的传力布置；

(10)由一个三角形标准连接键与一个M形标准连接键咬合在一起，在接触面上用螺栓连接，分布于左右，构成二组垂直于围檩的传力布置。

参看图1，由H型钢3和钢板焊接而成，并加焊有多个肋板4，形成一个斜角连接键，一个斜向连接面1与H型钢3互为45度夹角，二个端头焊接连接端板5，在连接面上布置有标准分布的螺孔2，在连接面1上均能连接支撑梁，如图1所示。

由H型钢3和钢板焊接而成，并加焊有多个肋板4，形成一个三角形连接键，二个斜向连接面1互为垂直，二个端头焊接连接端板5，在连接面上布置有标准分布的螺孔2，在连接面1上均能连接支撑梁，如图2所示。

由H型钢3和钢板焊接而成，并加焊有多个肋板4，形成一个梯形连接键，二个斜向连接面1互为垂直，端头焊接连接端板5，在连接面1上布置有标准分布的螺孔2，在连接面1上均能连接支撑梁，如图3所示。

由H型钢3和钢板焊接而成，并加焊有多个肋板4，形成一个等腰直角三角形连接键，端头焊接连接端板5，在连接面1上布置有标准分布的螺孔2，连接面1均能连接支撑梁，如图4所示。

由H型钢3、钢板和钢管焊接而成，并加焊有多个肋板4，形成一个等腰直角三角形连接键，端头焊接连接端板5，在连接面上布置有标准分布的螺孔2，在连接面1上均能连接支撑梁，连接键内部设有预应力锚索9和锚具6，如图5所示。

由H型钢3和钢板焊接而成，并加焊有多个肋板4，形成一个等腰直角三角形连接键，端头焊接连接端板5，在连接面上布置有标准分布的螺孔2，在连接面1上均能连接支撑梁，在三角形长边端部带有一个抗剪件，如图6所示。

由H型钢3和钢板焊接而成，并加焊有多个肋板4，形成一个M型连接键，在连接面上布置有标准分布的螺孔2，在连接面1上均能连接支撑梁，主要用于与三角形连接键组合使用，如图7所示。

由H型钢3、钢板和钢管焊接而成，并加焊有多个肋板4，形成一个矩形连接键，端头焊接连接端板5，在连接面上布置有标准分布的螺孔2，在连接面1上均能连接支撑梁，如图8所示。

通过连接键与支撑梁连接的不同布置方式，实现支撑力传递方向的变化，达到支撑合理布置、均衡受力与传递及安全可靠的效果。

参见图9，在斜角标准连接键斜向右侧连接面上连接支撑梁8，构成右侧斜向传力布置，实现了连接键受力通过支撑梁8右侧斜向传递，以平衡相邻边的水土压力。

参见图10，在三角形标准连接键斜向左侧连接面上连接支撑梁8，构成左侧斜向传力布置，实现了连接键受力通过支撑梁8向左侧斜向传递，以平衡相邻边的水土压力。

参见图11，在三角形标准连接键斜向右侧连接面上连接支撑梁8，构成右侧斜向传力布置，实现了连接键受力通过支撑梁8右侧斜向传递，以平衡相邻边的水土压力。

参见图12，在三角形标准连接键斜向正交左右侧连接面上连接支撑梁8，构成左、右侧斜向传力布置，实现了连接键受力通过支撑梁8向左侧和右侧斜向传递，以平衡相邻两边的水土压力。

参见图13，由二个三角形标准连接键的左侧和右侧连接支撑梁8，并与一个梯形标准连接键的左右斜向连接面相连，然后在顶面连接一组支撑梁8，构成人字形传力布置，实现了连接键的受力通过支撑梁8，改变了支撑力的传递方向。用联系梁10连接二个标准连接键，减少了水平轴向压力。

参见图14，由二个三角形标准连接键的左侧和右侧斜向连接支撑梁8，并与一个梯形标准连接键的左右斜向连接面相连，然后在顶面和底面各连接一组支撑梁8，构成个字形传力布置，改变了支撑力的传递方向；用联系梁10连接二个标准连接键，减少了水平轴向压力。

参见图15，分别由左右二个三角形标准连接键的左侧和右侧相接触，并用螺栓连接，组成一个平行四边形，构成垂直于围檩的传力布置，改变了支撑力的传递方向；用联系梁10连接二个标准连接键，减少了水平轴向压力。

参见图16，由二个矩形标准连接键，分布于左侧和右侧并相连，形成扁平矩形，构成垂直于围檩的传力布置，连接支撑梁8，实现了支撑力沿垂直于围檩的方向传递；用联系梁10连接二个标准连接键，减少了水平轴向压力。

参见图17，由一个三角形标准连接键与一个M形标准连接键咬合在一起，在接触面上用螺栓连接，构成垂直于围檩的传力布置，连接支撑梁8，实现了支撑力沿垂直于围檩的方向传递。

参见图18，由一个三角形标准连接键与一个M形标准连接键咬合在一起，在接触面上用螺栓连接，分布于左右，构成二组垂直于围檩的传力布置，连接二组支撑梁8，实现了二组支撑力沿垂直于围檩的方向传递。用联系梁10连接二个标准连接键，减少了水平轴向压力。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实例的限制，上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。