一种非直线连接钢系梁节点加强构造的制作方法

本实用新型涉及基坑工程支护系统，具体涉及一种非直线连接钢系梁节点加强构造，是对型钢格构柱呈非直线排布时的总体布置及力学分析，提出节点加强措施。

背景技术：

目前，随着城市发展对景观的影响，地下通道越来越受到项目决策者的青睐，尤其在人口密集、土地稀缺区域，道路交叉区域必然涉及到地下通道。同时，地下空间的开发利用已成为弥补土地资源不足，充分利用有限土地资源的一大措施。

基坑工程正逐渐向深、大、不规则方向发展，且所拟建场址和周边环境亦越来越复杂，下部存在构筑物等障碍情况时有发生。由此，支撑跨度越来越大，为保持支撑稳定性，需设立柱支承。多根（排）立柱之间尚需设置连系梁将立柱连接成一整体，增强立柱的稳定性，减小水平位移量。

工程应用中，基坑支撑一般由钢筋混凝土或型钢组成，立柱一般为型钢格构柱。钢筋混凝土支撑的系梁为钢筋混凝土结构，而型钢支撑的系梁一般为连续的型钢结构。本申请即针对格构柱的钢系梁进行分析，以下格构柱即为上述立柱，两者为同一概念。当格构柱位于同一条直线上时，钢系梁的抗拉压能力较高，系梁连接的格构柱组具有较好的整体性。但是，当格构柱桩受障碍物等影响不在一条直线上时，由于型钢不具有弯折性，系梁必然存在一个弯角。该弯角弯折点一般设置在立柱处，其中力学原理不再详述。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种非直线连接钢系梁节点加强构造，可保证偏离直线的格构柱仍然只受竖向轴压荷载，其稳定性不受影响。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种非直线连接钢系梁节点加强构造，其特征在于在偏离格构柱左右两侧，分别采用斜向钢系梁连接偏离格构柱及相邻格构柱，所述偏离格构柱左右两侧的斜向钢系梁在偏离格构柱处出现断点，在所述断点处设置节点钢板加强措施，节点钢板加强措施包括设置在所述偏离格构柱左右两侧的斜向钢系梁之间的纵向钢板，所述纵向钢板与对应的钢系梁、格构柱角钢通过焊接连接；所述偏离格构柱的前后两面均设置有纵向钢板，所述前后两面的对应纵向钢板之间设置横向钢板，所述横向钢板与对应的纵向钢板及格构柱角钢通过焊接连接。

根据本实用新型的优选实施例，所述相邻格构柱和斜向钢系梁连接处也设置节点钢板加强措施，所述节点钢板加强措施包括设置在斜向系梁和相邻格构柱之间的纵向钢板，所述纵向钢板与对应的钢系梁、格构柱角钢通过焊接连接，相应的纵向钢板之间也设置横向钢板，所述横向钢板与对应的纵向钢板及格构柱角钢通过焊接连接。

根据本实用新型的优选实施例，所述斜向钢系梁的上端和下端均设置节点钢板加强措施，分别施于系梁的上翼缘和下翼缘，其中斜向钢系梁的上翼缘和下翼缘分别与对应的纵向钢板焊接。

由于偏离格构柱及相邻格构柱不在一条直线上，因此偏离格构柱两侧的系梁为斜向系梁，偏离格构柱两侧的斜向系梁之间形成弯角，斜向系梁和正常系梁之间也形成弯角，斜向系梁的两端在弯角处断开, 采用相应的钢板焊接连接两端钢系梁翼缘和对应的格构柱。

本实用新型通过上述方案特征构成的明显技术特点，其一，所用材料简单。型钢断点采用的都是常规的钢板，现场取材方便；其二，施工方便，技术难度低。现场仅通过常规的焊接即可实现作业，不会给工程造成额外负担；其三，连接效果可靠，安全性高。焊接会产生二次应力，尤其在面积较小区域施行较大工作量的焊接时。本实用新型所提出的纵、横向和双层的焊接方式，虽然单点焊接量大，但对整个工程的工期影响却很小。其更重要的意义在于，可保证连接的安全性。

附图说明

图1为围护平面图。

图2为节点钢板加强措施的连接详图。

图3为图2中A-A剖面图。

图4为图2中B-B剖面图。

具体实施方式

下面结合实施例及覆土对本实用新型进一步的描述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实用新型为提供一种在立柱桩（型钢格构柱）受一定影响不在同一直线时的系梁加强构造措施。

图中包括：偏离格构柱1、相邻格构柱2、斜向钢系梁3、钢支撑4、围护墙5、纵向钢板6、格构柱角钢7、横向钢板8、槽钢9、格构柱缀板10。

如图所示，一种非直线连接的钢系梁在节点处的连接构造，其特征在于在偏离格构柱1左右两侧，分别采用斜向钢系梁连接偏离格构柱1及相邻格构柱2，所述偏离格构柱1左右两侧的斜向钢系梁3在偏离格构柱处出现断点，在所述断点处设置节点钢板加强措施，如图所示，偏离格构柱1由四个格构柱角钢7组成，在偏离格构柱1的左右两侧分别设置有斜向钢系梁3，节点钢板加强措施包括设置在所述偏离格构柱1左右两侧的斜向钢系梁3之间的纵向钢板6，所述纵向钢板6与对应的钢系梁、格构柱角钢7通过焊接连接；所述偏离格构柱1前后两面均设置有纵向钢板6，所述前后两面的对应纵向钢板6之间设置横向钢板8，所述横向钢板8与对应的纵向钢板6及格构柱角钢7通过焊接连接。

其中斜向钢系梁3包括位于格构柱前后两侧的两根槽钢9，在偏离格构柱1前侧设置前纵向钢板，所述前纵向钢板与偏离格构柱1前面两侧的斜向钢系梁3的槽钢9以及偏离格构柱1的前面焊接，在在偏离格构柱1后侧设置后纵向钢板，所述后纵向钢板与偏离格构柱1后面两侧的斜向钢系梁3的槽钢9以及偏离格构柱1的后面焊接，在偏离格构柱的左右两侧设置两块横向钢板8，左侧横向钢板与前纵向钢板和后纵向钢板的左侧以及偏离格构柱1的左侧面焊接，右侧横向钢板与前纵向钢板和后纵向钢板的右侧以及偏离格构柱1的右侧面焊接。

根据本实用新型的优选实施例，所述相邻格构柱和斜向钢系梁连接处也设置节点钢板加强措施，所述节点钢板加强措施包括设置在斜向系梁和相邻格构柱之间的纵向钢板，所述纵向钢板与对应的钢系梁、格构柱角钢通过焊接连接，相应的纵向钢板之间也设置横向钢板，所述横向钢板与对应的纵向钢板及格构柱角钢通过焊接连接。

根据本实用新型的具体实施例，根据钢系梁型号，采用相应的钢板焊接连接两端钢系梁翼缘，钢板厚度及焊缝高度以计算和规范要求确定，同时考虑钢板厚度影响。钢板各边均与型钢翼缘满焊以充分发挥焊接强度。如此，可达系梁纵向连接的有效性。另外，纵向钢板与格构柱角钢相接部位亦焊接连接。

考虑到焊接强度较低，且系梁翼缘与纵向加强钢板之间的焊缝密集，容易产生应力集中、二次应力等，从而造成翼缘或钢板变形，使得焊缝效果进一步降低，在纵向焊缝上连接横向连接钢板。横向钢板的作用有二：一是对格构柱两侧的系梁实现横向连接；二是通过横向钢板与格构柱角钢的连接，结合纵向钢板的连接措施，使得格构柱、系梁能形成一个完整、不脱离的刚性节点。

该节点钢板加强措施在系梁的上、下均布置。考虑到型钢支撑力是随着土方逐渐增大，在土方开挖到支撑下以后，焊接系梁上层加强钢板；随着土方挖深或挖取局部深坑，系梁下部具有工人操作面时，再将下层加强钢板焊接完成所述斜向钢系梁的上端和下端均设置节点钢板加强措施，其中斜向钢系梁的槽钢上翼缘和下翼缘分别与对应的纵向钢板焊接。

下面以某支撑布置为例进行说明。图1表示支撑布置平面图（或围护平面图），立柱桩（格构柱）间距为6m，钢支撑4采用Ф609mm钢管撑，间距3m。立柱桩为直径800mm的钻孔灌注桩，格构柱由4片L140*140型钢7构成。钢系梁采用3根36a槽钢，分别位于格构柱前后两侧。在施工过程中，由于受到障碍物等影响，立柱桩需向沿隧道方向偏离，偏离距离为d=1000mm。施工中，为保证格构柱不受偏压荷载（或尽量减小偏压荷载），钢系梁仍然布置在格构柱两侧。如图1所示，偏离格构柱1为1号，相邻格构柱2分别为2号、3号，采用斜向钢系梁3连接1号立柱桩、2号立柱桩上格构柱，以及1号立柱桩、3号立柱桩上格构柱。实际上，在2号立柱桩、3号立柱桩处同样存在立柱桩1处的问题，但可类似解决。

在槽钢的连接处，根据槽钢型号、弯角大小，通过强度计算，选择950*100*20mm钢板作为纵向钢板6。纵向钢板6上部选择650*215*20mm钢板作为横向钢板8连接纵向钢板6。根据钢板厚度和强度计算，各项焊接焊缝高度hf为10mm。为确保连接性能良好，该节点钢板加强措施在系梁的上、下均布置，施于系梁的上翼缘和下翼缘。系梁上翼缘、下翼缘均采用同样方法连接。焊接后节点的抗拉、抗压和抗弯能力不亚于原材。上翼缘加强板须在钢支撑架设之前完成；下翼缘加强板可在下部土体进一步开挖或挖出局部深坑，具有一定作业空间后补齐。

以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。