深基坑装配式组合钢结构中的角撑结构的制作方法

本实用新型涉及基坑支护领域，特指一种深基坑装配式组合钢结构中的角撑结构。

背景技术：

在基坑工程中，基坑通过设置的围护体系和水平支撑体系来确保基坑施工过程中的稳定性。其中的围护体系包括设于基坑周缘土体内的围护桩和设于围护桩上的围檩，起到了加固土体确保基坑稳定的作用，围檩设置于围护桩的内侧位于基坑的侧壁面上，还设置于围护桩的顶部，水平支撑体系支设于围檩上，通过水平支撑体系横向支设于基坑的内部，起到了支护作用。

基坑的围檩包括有混凝土围檩和钢围檩，基坑的水平支撑体系包括有混凝土支撑和钢支撑。钢围檩和钢支撑具有施工方便，不需要养护，施工工期短，支护成本低以及材料可复用的优点，使得钢围檩和钢支撑也较为普遍的应用于基坑工程中。钢支撑包括有水平钢支撑和斜向钢支撑，其中的水平钢支撑横向支设于基坑内，并与两侧的钢围檩固定连接，斜向钢支撑斜向支设于基坑内，与位于基坑角部处的钢围檩固定连接，具体地，如图1所示，斜向钢支撑12的端部与钢围檩11固定连接，该斜向钢支撑12包括位于端部处的斜向工字钢121、连接板122以及支撑钢管123，斜向工字钢121和支撑钢管123通过连接板122连接固定，斜向工字钢121包括第一翼缘板1213和第二翼缘板1214、支设于第一翼缘板1213和第二翼缘板1214之间的连接腹板1211以及垂直设于连接腹板1211上的加劲肋板1212，由于支撑钢管123和斜向工字钢121的连接截面处有错台，在截面变化处存在巨大剪切力，使得支撑钢管123传递的力不能全部传递到钢围檩11上，当该剪切力达到承载极限时，会导致连接板和与连接板连接的斜向工字钢121的端部屈曲变形，从而失去支撑效力。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种深基坑装配式组合钢结构中的角撑结构，解决的传统的斜向钢支撑中因存在截面错台而引起结构的屈曲变形而失去支撑效力的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本实用新型提供了一种深基坑装配式组合钢结构中的角撑结构，包括：

斜向钢支撑，斜向支设于位于基坑角部处的钢围檩上，所述斜向钢支撑包括位于端部处的斜向工字钢和与所述斜向工字钢固定连接的支撑钢管；以及

嵌固于所述支撑钢管的内的第一传力构件，且所述第一传力构件的端部与所述斜向工字钢相对应设置并与所述斜向工字钢连接，从而通过所述第一传力构件将所述支撑钢管所传递的压力直接对应的传递至所述斜向工字钢。

通过设置第一传力构件与斜向工字钢相对应设置，通过第一传力构件将支撑钢管所传递的压力直接对应的传递至斜向工字钢，因第三传力构件与斜向工字钢的截面对应，使得支撑钢管传递的力全部直接的传递到斜向工字钢上，经由斜向工字钢再传递给钢围檩，实现了力的更好传递，提高了节点的极限承载力。从而解决了支撑钢管和斜向工字钢连接处存在截面错台而引起结构屈曲变形的问题。

本实用新型深基坑装配式组合钢结构中的角撑结构的进一步改进在于，所述斜向工字钢的端部抵靠并固定连接于对应的所述钢围檩的内翼缘板上；

所述支撑体系还包括嵌设于所述钢围檩内的第二传力构件，所述第二传力构件的第一端与所述内翼缘板固定连接并与所述斜向工字钢的连接处相对应设置，所述第二传力构件的与所述第一端对应的第二端与所述钢围檩上的外翼缘板固定连接，从而通过所述第二传力构件将所述斜向钢支撑端部处的压力从所述内翼缘板传递至所述外翼缘板。

本实用新型深基坑装配式组合钢结构中的角撑结构的进一步改进在于，所述斜向钢支撑还包括固设于所述斜向工字钢端部的第一连接板和固设于所述支撑钢管端部的第二连接板，所述第二连接板与对应的所述第一连接板固定连接；

所述第一传力构件的端部与所述第二连接板固定连接。

本实用新型深基坑装配式组合钢结构中的角撑结构的进一步改进在于，所述斜向工字钢包括连接腹板和垂直连接于所述连接腹板的加劲肋板；

所述第一传力构件的截面形状与所述连接腹板和所述加劲肋板的截面形状相适配，且所述第一传力构件的截面尺寸大于等于所述连接腹板和所述加劲肋板的截面尺寸。

本实用新型深基坑装配式组合钢结构中的角撑结构的进一步改进在于，所述斜向工字钢包括连接腹板和垂直连接于所述连接腹板的加劲肋板；

所述第一传力构件包括相互垂直连接的第一传力板和第二传力板，所述第一传力板与所述连接腹板对齐设置，并与所述第二连接板固定连接，所述第二传力板与所述加劲肋板对齐设置，并与所述第二连接板固定连接。

本实用新型深基坑装配式组合钢结构中的角撑结构的进一步改进在于，所述第一传力构件还包括封头板，所述封头板与所述第一传力板和所述第二传力板固定连接，所述封头板固设于所述支撑钢管的内壁面上。

本实用新型深基坑装配式组合钢结构中的角撑结构的进一步改进在于，所述第二传力构件的截面形状与所述斜向工字钢的截面形状相适配，且所述第二传力构件的截面尺寸大于等于所述斜向工字钢的截面尺寸。

本实用新型深基坑装配式组合钢结构中的角撑结构的进一步改进在于，所述斜向工字钢包括第一翼缘板、第二翼缘板、支撑连接于第一翼缘板和第二翼缘板的连接腹板以及垂直连接于所述连接腹板的加劲肋板；

所述第二传力构件包括支撑连接于所述内翼缘板和所述外翼缘板间的第一斜向钢板、第二斜向钢板以及第三斜向钢板，所述第一斜向钢板与所述第一翼缘板对齐设置并与所述第一翼缘板位于同一直线上，所述第二斜向钢板与所述加劲肋板对齐设置并与所述加劲肋板位于同一直线上，所述第三斜向钢板与所述第二翼缘板对齐设置并与所述第二翼缘板位于同一直线上。

附图说明

图1为现有的基坑支护系统中斜向钢支撑中因截面错台而引起屈曲变形的结构示意图。

图2为本实用新型深基坑装配式组合钢结构中的角撑结构的俯视图。

图3为本实用新型深基坑装配式组合钢结构中的角撑结构的立体结构示意图。

图4为本实用新型深基坑装配式组合钢结构中的角撑结构中斜向钢支撑与钢围檩连接的俯视图。

图5为本实用新型深基坑装配式组合钢结构中的角撑结构中第一传力构件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

参阅图2，本实用新型提供了一种深基坑装配式组合钢结构中的角撑结构，为基坑支护系统中的连接节点提供合理的传力路径，减小连接节点处的应力集中，避免连接节点处的构件屈曲变形，解决传统的斜向钢支撑中因存在截面错台而引起结构的屈曲变形而失去支撑效力的问题。本实用新型的传力结构通过设置第一传力构件和第二传力构件，将斜向钢支撑中的支撑钢管所传递的力更好的传递给斜向工字钢，在将斜向工字钢传递给钢围檩的内翼缘板的压力通过第二传力构件传递给外翼缘板，外翼缘板进一步通过第一连接节点与围护桩连接，进而将力传递给第一连接节点、围护桩及围护桩处的土体，形成了稳定的受力体系，确保支护强度，还避免了支撑钢管和斜向工字钢的连接处以及内翼缘板的屈曲变形，提高了结构的牢固及稳定性，保证了基坑的支护安全。下面结合附图对本实用新型深基坑装配式组合钢结构中的角撑结构进行说明。

如图2和图3所示，本实用新型的深基坑装配式组合钢结构中的角撑结构包括斜向钢支撑23和第一传力构件29，斜向钢支撑23斜向支设于位于基坑角部处的两个钢围檩22上，该斜向钢支撑23的两端部抵靠并固定连接于对应的钢围檩22的内翼缘板221上，斜向钢支撑23包括位于端部处的斜向工字钢231和与斜向工字钢231固定连接的支撑钢管233。结合图4所示，第一传力构件29嵌固于支撑钢管233内，第一传力构件29的端部与斜向工字钢231相对应设置并与斜向工字钢231连接，从而通过第一传力构件29将支撑钢管233所传递的压力直接对应的传递至斜向工字钢231。进一步地，斜向钢支撑23还包括固设于斜向工字钢231端部的第一连接板232和固设于支撑钢管233端部的第二连接板234，该第二连接板234与对应的第一连接板232固定连接，斜向工字钢231包括第一翼缘板2313、第二翼缘板2314、支撑连接于第一翼缘板2313和第二翼缘板2314之间的连接腹板2311以及垂直设于连接腹板2311上的加劲肋板2312。第一传力构件29的端部与第二连接板234固定连接，并与斜向工字钢23的连接腹板2311和加劲肋板2312相对应设置，从而通过第一传力构件29将支撑钢管233所传递的压力直接对应的传递至斜向工字钢23上。利用第一传力构件29解决支撑钢管和斜向工字钢连接处存在截面错台，因第三传力构件与斜向工字钢的截面对应，使得支撑钢管传递的力全部直接的传递到斜向工字钢的连接腹板和加劲肋板上，经由斜向工字钢再传递给钢围檩，实现了力的更好传递，提高了节点的极限承载力。

如图2所示，基坑支护系统包括围护体系和水平支撑体系，围护体系包括设于基坑周缘土体30内的围护桩31和设于围护桩31上的钢围檩22，水平支撑体系包括水平钢支撑21和斜向钢支撑23，水平钢支撑21和斜向钢支撑23均支设在钢围檩22上，水平钢支撑21横向支设于基坑的内部，对基坑起到了支护作用，斜向钢支撑23斜向支撑在基坑的角部处的两个钢围檩22上。水平钢支撑21为工字钢，其端部抵靠于钢围檩22的内翼缘板221处并与内翼缘板221固定连接，水平钢支撑21的端部通过连接端板211余内翼缘板221固定连接，基坑的土压力传递至水平钢支撑21上，水平钢支撑21将土压力传递给连接于其端部的内翼缘板221。在钢围檩22的内翼缘板211和外翼缘板222之间设置有第一传力构件24和第二传力构件，第一传力构件24置于钢围檩22的腹板223之上，该第一传力构件24嵌设于钢围檩22内，第一传力构件24的第一端与内翼缘板221固定连接并与水平钢支撑21的连接处相对应设置，第一传力构件24的第二端与钢围檩22上的外翼缘板222固定连接；第二传力构件置于钢围檩22的腹板223之下，该第二传力构件嵌设于钢围檩22内，第二传力构件的第一端与内翼缘板221固定连接并与水平钢支撑21的连接处相对应设置，第二传力构件的第二端与钢围檩22单的外翼缘板222固定连接，从而通过第一传力构件24和第二传力构件将水平钢支撑21端部处的压力传递至外翼缘板222上。避免了内翼缘板受压力而屈曲变形的问题。

作为本实用新型的一较佳实施方式，如图2至图4所示，本实用新型的水平内支撑体系还包括第二传力构件28。由于斜向钢支撑23的两端部抵靠并固定连接于对应的钢围檩22的内翼缘板221上，这样斜向钢支撑23所传递的压力直接传递给钢围檩22的内翼缘板221，为避免内翼缘板221的屈曲变形，设置第二传力构件28，将斜向钢支撑23传递的压力从内翼缘板221处传递到外翼缘板222处，具体地，该第二传力构件28嵌设于钢围檩22内，且第二传力构件28的第一端与内翼缘板221固定连接并与斜向钢支撑23的连接处相对应设置，第二传力构件28的与第一端对应的第二端与钢围檩22上的外翼缘板222固定连接，从而通过第二传力构件28将斜向钢支撑23端部处的压力从内翼缘板221传递至外翼缘板222，避免了内翼缘板221处因应力集中而屈曲变形的问题。该第二传力构件28也斜向设于钢围檩22内，该第二传力构件28的倾斜的角度与斜向钢支撑23的倾斜角度相一致，实现通过第二传力构件28将内翼缘板221处的斜向钢支撑23传递的压力直接地传递给外翼缘板222。

基坑的支撑体系还包括位于钢围檩22的外翼缘板222和围护桩31连接处的第一连接节点27，该第一连接节点27用于连接钢围檩22和围护桩31，第一连接节点27包括部分锚固于围护桩31内的锚固板271、固定于相邻的两个围护桩31上的锚固板271底板的托板272、固定连接于相邻的两个围护桩31上的锚固板271端部的安装板273以及混凝土传力构件，安装板273、托板272、相邻的两个围护桩31以及相邻的两个围护桩31上的锚固板271围合形成有浇筑空间274，向浇筑空间274内浇筑混凝土形成混凝土传力构件。锚固板271为竖向设置，相邻两个围护桩31内的锚固板271平行设置，托板272的一端与相邻两个围护桩31上的一个锚固板271固定连接，另一端与另一个锚固板271固定连接，该托板272设于锚固板271的底部，从而托板272和两个锚固板271形成U型结构，安装板273封堵于U型结构上远离围护桩31的一侧，从而形成了顶部开口的浇筑空间274。安装板273与钢围檩22的外翼缘板222固定连接，从而通过安装板273及混凝土传力构件将外翼缘板222处的压力传递至围护桩31及围护桩31处的土体30上，形成了稳定的受力体系。混凝土传力构件对应设于第二传力构件28的布设位置，通过混凝土传力构件提高围护桩31及围护桩31处土体30的受力能力，为安装板273和外翼缘板222提供支撑，避免外翼缘板222的受力变形，且将外翼缘板222所传递的力传递给围护桩31及围护桩31处的土体，使得基坑的四周形成稳定的受力体系，从而保证了基坑的支护安全。

该斜向工字钢231以倾斜的方式固定于钢围檩22的内翼缘板221上，第一翼缘板2313、第二翼缘板2314、连接腹板2311以及加劲肋板2312抵靠并固定于内翼缘板221上。本实用新型的第二传力构件28包括第一斜向钢板281、第二斜向钢板282、以及第三斜向钢板283，第一斜向钢板281与第一翼缘板2313对齐设置并与第一翼缘板2313位于同一直线上，该第一斜向钢板281设于腹板223的上下两侧，且第一斜向钢板281的两端与对应的内翼缘板221和外翼缘板222固定连接；第二斜向钢板282与加劲肋板2312对齐设置并与加劲肋板2312位于同一直线上，该第二斜向钢板282也设于腹板223的上下两侧，且第二斜向钢板282的两端与对应的内翼缘板221和外翼缘板222固定连接；第三斜向钢板283与第二翼缘板2314对齐设置并与第二翼缘板2314位于同一直线上，该第三斜向钢板283也设于腹板223的上下两侧，且第三斜向钢板283的两端与对应的内翼缘板221和外翼缘板222固定连接。

在-较佳实施方式中，第二传力构件28的截面形状与斜向工字钢231的截面形状相适配，且第二传力构件28的截面尺寸大于等于斜向工字钢231的截面尺寸。较佳地，该第二传力构件28与斜向工字钢231以对齐的方式抵靠于内翼缘板221的两侧，这样该斜向工字钢231所传递的力能够直接地通过第二传力构件28进行传递，降低内翼缘板221的集中受力。第一传力构件29的截面形状与连接腹板2311和加劲肋板2312的截面形状相适配，且第一传力构件29的截面尺寸大于等于连接腹板2311和加劲肋板2312的截面尺寸。较佳地，该第一传力构件29与连接腹板2311和加劲肋板2312以对齐的方式抵靠于内翼缘板221的两侧，这样支撑钢管233所传递的力能够经由第一传力构件29直接传递到斜向工字钢231的连接腹板2311和加劲肋板2312上，避免了截面变化而导致的巨大剪切力的存在，从而实现了力的更好的传递。特别优选地，如图5所示，第一传力构件29包括封头板291和固设于封头板291上的相互垂直连接的第一传力板292和第二传力板293，该第一传力板292和第二传力板293组合形成十字形板，结合图4所示，其中的封头板291固设在支撑钢管233的内壁面上，第一传力板292与连接腹板2311对齐设置并与第二连接板234固定连接，第二传力板293与加劲肋板2312对齐设置并与第二连接板234固定连接。设置了封头板291，通过封头板291将支撑钢管233传递的力均匀传递至第一传力板292和第二传力板293，使得受力更加均衡，提升承载力，支撑钢管233通过其管壁进行力的传递，设置封头板291嵌固在支撑钢管233的内壁面上，使得管壁所传递的力通过封头板将力平均分配至与封头板连接的第一传力板和第二传力板上，实现了受力均匀及提成承载力的效果。第一传力板292和第二传力板293与连接腹板2311和加劲肋板2312对齐设置，使得连接处的截面相一致，无截面错台产生，实现了力的更好的传递，解决了图1所示的屈曲变形的问题。

本实用新型的深基坑装配式组合钢结构中的角撑结构的受力路径为：斜向钢支撑23斜向支设在基坑的角部处，该斜向钢支撑23的两端与位于基坑角部处的钢围檩对应连接，基坑外侧的土体形成的土压力由斜向钢支撑23的一端传递到另一端，下面以斜向钢支撑的一端为例进行说明。结合图4所示，斜向钢支撑23的轴向压力(即所承受的土压力)经支撑钢管233传递给斜向工字钢231，在力的传递过程中通过设置在支撑钢管233内的第一传力构件29将力传递给斜向工字钢，一方面第一传力构件29上的封头板291能够将支撑钢管233管壁上的力平均分配至第一传力板292和第二传力板293，第一传力板292和第二传力板293将力对应的传递至斜向工字钢231的连接腹板2311和加劲肋板2312，在该节点处受力均衡，传力路径明确，避免了截面处产生屈曲变形的情形。斜向工字钢231将力传递至钢围檩22的内翼缘板221上，由于在钢围檩22内设置有第二传力构件28，该第二传力构件28的截面与斜向工字钢231的截面对应，实现了将斜向工字钢231端部传递至内翼缘板221上的力直接传递给外翼缘板222，而外翼缘板222的外侧设置有第一连接节点27、围护桩31以及围护桩31处的土体，从而形成了稳定的受力体系，确保了各个构件、节点的强度，避免屈曲变形而使得构件提早失效，保证了基坑支护的安全及稳定。

以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。