一种用于深基坑楼板缺失区域的无偏心换撑体系的制作方法

本实用新型属于建筑技术领域，具体涉及一种用于深基坑楼板缺失区域的无偏心换撑体系。

背景技术：

在深基坑工程中，常有“水平楼板缺失区域”，比如地下室坡道区域、大型楼梯、大型电梯井区域等，这些区域若设置在靠基坑边缘，由于楼板开洞间距无法满足基坑支护要求，因此需设置“楼板缺失区域换撑体系”。“楼板缺失区域换撑体系”即在水平楼板缺失区域通过换撑杆件系统与对应新建楼板体系的结合，来承担坑外水土压力，确保对应区域的内支撑拆除后，基坑工程仍能保持安全稳定。

基坑楼板缺失区域换撑体系涉及基坑在拆撑阶段的内力重分配，通过换撑体系实现水土压力从水平内支撑向主体结构楼板的有序传递，从而使主体结构楼板及换撑体系逐步取代对应的基坑内支撑系统。既需确保基坑工程的安全，又要满足建筑主体结构的要求，确保新建建筑结构及构件的安全。

目前工程中对楼板缺失区域的常规换撑做法是：直接将换撑杆件顶于围护结构与楼板缺失区域边缘(通常为楼板边梁)之间，见图5；或对楼板边梁进行加强后，将换撑杆件顶于围护结构与楼板边梁之间，见图6。

对直接将换撑杆件顶于围护结构与楼板边梁之间的做法(图5)，因为主体结构的边梁一般截面较小，且由于边梁主要承担竖向力，边梁截面左右两侧的配筋较少，边梁的截面及配筋无法满足承担水平水土压力的要求。因此，楼板边梁遭到破坏的情况时有发生。

工程中也常采用加强楼板边梁的做法(图6)，即对楼板边梁的截面及配筋进行加大加强后，将换撑杆件顶于围护结构与加强后的楼板边梁之间，以避免上述破坏主体结构的情况发生，待换撑使用完毕后，再凿除额外加大的这部分截面，也有工程对加大的截面不作凿除而永久保留。然而，这种做法凿除加大的梁截面时，施工人员需作高空作业、抬头操作，施工困难，易产生材料掉落砸伤等情况，且凿除过程中也可能对主体结构梁造成损伤；而若加大的边梁截面不凿除，由于边梁截面较大，会对建筑美观度及后期管道配挂等产生影响。

此外，深基坑工程中，换撑杆件一般采用钢管或型钢，由于楼板厚度较小(一般为100～150mm)，而换撑杆件截面较大(钢管截面一般为φ609mm，型钢截面一般也大于150mm)，因此，换撑杆件顶于边梁及楼板上时，换撑杆件中心没有与楼板的厚度中心对齐，即换撑杆件的轴力相对于楼板是有偏心的，换撑杆件在楼板上产生了偏心弯矩，见图5及图6，轴力偏心一方面可对结构边梁产生破坏，另一方面也无法充分利用楼板较大的水平刚度去抵抗水土压力。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于深基坑楼板缺失区域的无偏心换撑体系，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于深基坑楼板缺失区域的无偏心换撑体系，包括钢牛腿、预埋件和换撑杆件，所述预埋件设置于主体结构楼板和楼板边梁内部，所述钢牛腿通过预埋件与主体结构楼板及楼板边梁连接，所述换撑杆件顶在钢牛腿的侧面上，且换撑杆件的轴心与楼板中心线对齐，所述钢牛腿由底座板、下垂式封板、中板、竖向矩形加劲板、竖向三角加劲板、横向矩形加劲板一、横向矩形加劲板二、横向矩形加劲板三、横向开洞加劲板和横向三角加劲板构成，构成所述钢牛腿的部件之间通过焊接连接。

优选的，所述底座板为矩形钢板，底座板位于钢牛腿的最底部，底座板上设置有螺栓孔洞，所述下垂式封板为矩形钢板，下垂式封板位于底座板的端部并与底座板垂直，所述中板为矩形钢板，中板位于底座板的中部并与底座板垂直，所述竖向矩形加劲板为矩形钢板，竖向矩形加劲板竖向间隔布置于下垂式封板及中板之间，且竖向矩形加劲板的底部与底座板连接，所述竖向矩形加劲板与下垂式封板、中板、底座板均垂直，所述竖向三角加劲板为角部切割的三角形钢板，竖向三角加劲板竖向间隔布置并与中板、底座板垂直，且竖向三角加劲板与竖向矩形加劲板对齐。

优选的，所述横向矩形加劲板一和横向开洞加劲板均为矩形钢板，所述横向矩形加劲板一和横向开洞加劲板均横向布置在下垂式封板及中板之间，横向矩形加劲板一与竖向矩形加劲板、下垂式封板、中板垂直，且横向矩形加劲板一与底座板平行，所述横向开洞加劲板与竖向矩形加劲板、下垂式封板、中板垂直，且横向矩形加劲板一与底座板平行，所述横向矩形加劲板一和横向开洞加劲板分为上下两层，每层包括两个横向矩形加劲板一和两个横向开洞加劲板，所述横向开洞加劲板为开设有椭圆形洞口或矩形洞口的矩形钢板。

优选的，所述横向矩形加劲板二为矩形钢板，横向矩形加劲板二水平设置于中板的一侧，横向矩形加劲板二与中板、竖向三角加劲板垂直连接，所述横向矩形加劲板三的设置方式与横向矩形加劲板二的设置方式相同，横向矩形加劲板三位于横向矩形加劲板二的下部，所述横向矩形加劲板二的两侧和横向矩形加劲板三的两侧均设置有水平的横向三角加劲板。

优选的，所述下垂式封板的上半部分与各加劲板连接，下垂式封板的下半部分与楼板边梁的侧边贴合。

优选的，所述预埋件包括预埋钢板、预埋螺栓，所述换撑杆件为钢管或型钢。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在地下室楼板缺失区域的楼板边梁上部设置钢牛腿，使换撑杆件的轴心与楼板中心对齐，即将换撑杆件轴心与主体结构楼板在厚度方向的刚度中心对齐，从而形成无轴力偏心的换撑受力体系，本实用新型不仅可充分利用楼板较大的水平刚度，形成有效的水平换撑体系来承担坑外水土压力，还能同时确保不对主体结构楼板、楼板边梁造成破坏，本使用新型无需对楼板边梁截面进行加大加强，且使用完毕后钢牛腿可拆除，确保了使主体结构的美观简洁，施工过程施工人员无高空作业与抬头操作，钢牛腿可回收利用，绿色节能。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

图1为本实用新型的钢牛腿侧面结构示意图；

图2为本实用新型的钢牛腿a-a俯视结构示意图；

图3为本实用新型的钢牛腿b-b俯视结构示意图；

图4为本实用新型的钢牛腿与主体结构楼板、楼板边梁连接结构示意图；

图5为现有技术的直接将换撑杆件顶于围护结构与楼板缺失区域边缘(通常为楼板边梁)之间的做法示意图；

图6为现有技术的对楼板边梁进行加强后，将换撑杆件顶于围护结构与楼板边梁之间的做法示意图。

图中：1、钢牛腿；2、预埋件；3、中板；4、下垂式封板；5、底座板；6、竖向三角加劲板；7、横向矩形加劲板二；8、横向三角加劲板；9、横向矩形加劲板一；10、竖向矩形加劲板；12、横向矩形加劲板三；13、横向开洞加劲板。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”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。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1-图4，本实用新型提供一种技术方案：一种用于深基坑楼板缺失区域的无偏心换撑体系，包括钢牛腿1、预埋件2和换撑杆件，预埋件2设置于主体结构楼板和楼板边梁内部，钢牛腿1通过预埋件2与主体结构楼板及楼板边梁连接，换撑杆件顶在钢牛腿1的侧面上，且换撑杆件的轴心与楼板中心线对齐，钢牛腿1由底座板5、下垂式封板4、中板3、竖向矩形加劲板10、竖向三角加劲板6、横向矩形加劲板一9、横向矩形加劲板二7、横向矩形加劲板三12、横向开洞加劲板13和横向三角加劲板8构成，构成钢牛腿1的部件之间通过焊接连接。

本实施例中，优选的，底座板5为矩形钢板，底座板5位于钢牛腿1的最底部，底座板5上设置有螺栓孔洞，下垂式封板4为矩形钢板，下垂式封板4位于底座板5的端部并与底座板5垂直，中板3为矩形钢板，中板3位于底座板5的中部并与底座板5垂直，竖向矩形加劲板10为矩形钢板，竖向矩形加劲板10竖向间隔布置于下垂式封板4及中板3之间，且竖向矩形加劲板10的底部与底座板5连接，竖向矩形加劲板10与下垂式封板4、中板3、底座板5均垂直，竖向三角加劲板6为角部切割的三角形钢板，竖向三角加劲板6竖向间隔布置并与中板3、底座板5垂直，且竖向三角加劲板6与竖向矩形加劲板10对齐。

本实施例中，优选的，横向矩形加劲板一9和横向开洞加劲板13均为矩形钢板，横向矩形加劲板一9和横向开洞加劲板13均横向布置在下垂式封板4及中板3之间，横向矩形加劲板一9与竖向矩形加劲板10、下垂式封板4、中板3垂直，且横向矩形加劲板一9与底座板5平行，横向开洞加劲板13与竖向矩形加劲板10、下垂式封板4、中板3垂直，且横向矩形加劲板一9与底座板5平行，横向矩形加劲板一9和横向开洞加劲板13分为上下两层，每层包括两个横向矩形加劲板一9和两个横向开洞加劲板13，横向开洞加劲板13为开设有椭圆形洞口或矩形洞口的矩形钢板。

本实施例中，优选的，横向矩形加劲板二7为矩形钢板，横向矩形加劲板二7水平设置于中板3的一侧，横向矩形加劲板二7与中板3、竖向三角加劲板6垂直连接，横向矩形加劲板三12的设置方式与横向矩形加劲板二7的设置方式相同，横向矩形加劲板三12位于横向矩形加劲板二7的下部，横向矩形加劲板二7的两侧和横向矩形加劲板三12的两侧均设置有水平的横向三角加劲板8。

本实施例中，优选的，下垂式封板4的上半部分与各加劲板连接，下垂式封板4的下半部分与楼板边梁的侧边贴合。

本实施例中，优选的，预埋件2包括预埋钢板、预埋螺栓，换撑杆件为钢管或型钢。

本实用新型的工作原理及使用流程：预埋件2在主体结构楼板浇筑施工时即预先埋置在楼板及楼板边梁内部，以便后期和钢牛腿1进行螺栓连接，本实用新型通过在地下室楼板缺失区域的楼板边梁上部设置钢牛腿1，使换撑杆件的轴心与楼板中心对齐，即将换撑杆件轴心与主体结构楼板在厚度方向的刚度中心对齐，从而形成无轴力偏心的换撑受力体系，本实用新型不仅可充分利用楼板较大的水平刚度，形成有效的水平换撑体系来承担坑外水土压力，还能同时确保不对主体结构楼板、楼板边梁造成破坏，本使用新型无需对楼板边梁截面进行加大加强，且使用完毕后钢牛腿1可拆除，确保了使主体结构的美观简洁，施工过程施工人员无高空作业与抬头操作，钢牛腿1可回收利用，绿色节能。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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