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双层钢支撑不同标高围檩转换键如何设计?

2021-01-25 张工 阅读 650
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一、单层组合钢支撑与双层组合钢支撑

 

随着社会的不断发展,高层建筑数量不断增加,充分利用地下空间已经成为一种趋势,亟需一种新型的支撑型式。

 

二、传统单层组合钢支撑的局限性

 

1.传统的单层组合钢支撑由于土压力较大,需布置较多的对撑,对撑布置较密,造成施工空间狭小,不便于现场挖土,增加了挖土工期;

 

2.传统的单层组合钢支撑钢材用量和立柱根数较多,工程造价较高,不具备经济优势。

 

为满足基坑造价和工期的要求,可采用双层组合钢支撑代替传统的单层组合钢支撑,上下层钢支撑之间利用围檩转化键连接,可优化钢支撑布置型式,节省支撑造价。

 

三、双层组合钢支撑的优势

 

双层组合钢支撑为一种新型的支撑型式,该支撑型式采用双层钢支撑,上下层钢支撑围檩之间采用围檩转换键有效连接,实现上下层钢支撑的共同作用。

 

1.采用不同标高的双层钢支撑代替单层钢支撑,可优化支撑的布置形式,减少对撑的数量,增大土方的开挖空间,挖土更加便利,缩短了挖土工期;

 

2.由于不同标高的双层钢支撑布置的对撑数量较少,支撑所需立柱的根数也相应减少,节省了工程造价,具有较好的经济效益;

 

3.双层组合钢支撑既能保证基坑的安全性,解决土压力较大时支撑布置困难的问题;

 

4.能节省钢材用量,且拆除方便,不会产生建筑垃圾,实现了节能环保的要求,有较好的社会效益。

 

四、双层组合钢支撑的研究内容

 

研究并设计一种双层组合钢支撑的支撑型式,围檩处于不同标高,为了保证围檩受力的整体性,需对不同标高围檩进行有效且可靠的连接,即围檩转化键,围檩转化键主要由H400*400*13*21型钢组成,上下不同标高的型钢之间、转化键型钢与围檩之间采用焊缝连接,焊缝高度不小于8mm,围檩转化键示意图及三维加工示意图如图1,2所示。

 

 

图1 围檩转化键示意图

 

 

图2  围檩转化键三维加工示意图

 

本支撑型式的关键技术在于围檩转化键与围檩如何可靠连接、利用围檩转化键如何优化支撑布置。针对这些关键技术问题,解决方案如下:

 

1)围檩转化键主要是由两根H400*400*13*21型钢(Q345)组成,两根型钢每隔一段距离两侧设置加劲肋,两根型钢接触位置采用焊缝焊接,焊缝高度不小于8mm。围檩转化键作为上下两层钢支撑主要的传力构件,必须保证各节点安全可靠,围檩转化键型钢与围檩之间采用焊缝连接,焊缝高度不小于8mm,现场必须保证焊缝质量,围檩转化键两侧设置三角板加强。

 

2)通过围檩转化键连接上下层钢支撑,优化原先传统单层组合钢支撑的布置,双层组合钢支撑第一层及第二层支撑平面布置图如图3,图4所示,传统单层组合钢支撑的支撑平面布置图如图5所示。

 

 

图3  第一层组合钢支撑平面布置图

 

 

图4  第二层组合钢支撑平面布置图

 

 

图5  传统单层组合钢支撑平面布置图

 

通过双层组合钢支撑与传统单层组合钢支撑平面布置图的对比,在相同的范围内,传统的单层钢支撑的对撑根数较多,土方开挖空间相对狭窄,挖土工期较长;传统单层钢支撑所需立柱根数较多,造价较高。故双层组合钢支撑在优化支撑布置的同时,在挖土工期和工程造价方面都具有较大的优势。、

 

假设土层情况、坑深及围护桩规格相同,采用双层组合钢支撑和传统单层组合钢支撑的主要技术指标及经济指标对比如下表1。

 

 

表1  主要技术指标及经济指标对比

 

根据表1对比结果可知,双层组合钢支撑相比传统单层组合钢支撑,有较好的经济效益和社会效益。

 

综上,采用双层组合钢支撑代替传统的单层组合钢支撑,上下层钢支撑之间利用围檩转化键连接,对于解决深大基坑钢支撑的布置具有较大意义,是以后组合钢支撑主要的研究方向。

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