基坑补偿装配式H型钢支撑体系理论·设计·实践

随着城市地下空间的开发规模不断扩大，每年全国基坑施工的面积和数量亦不断增加。这些基坑的一般特点是基坑面积较大，可达数万平米。在我国南方软土地区，基坑往往需设置内支撑。从支撑材料可分为混凝土支撑及钢支撑两类。 混凝土支撑体系具有承载力大，安全度高，施工技术简单的优点，但其在地下空间结构完成过程中需进行拆除，产生大量的废弃混凝土。这些废弃混凝土虽然少部分可以作为一些再生建筑材料的原料，绝大多数作为建筑垃圾废弃，对环境造成破坏。 相比混凝土内支撑体系，基坑钢内支撑具有三方面优势： （1）自重轻，安装和拆除方便，无需养护和凿除，施工速度快； （2）可以重复利用，不产生建筑垃圾，属于绿色建造技术； （3）安装后能立即发挥支撑刚度，减小由于时间效应引起的基坑变形。 但在我国，传统钢支撑主要为609钢管支撑，该支撑往往只在狭长形基坑，诸如地下通道、下立交、地下车站基坑中使用，支撑均单向设置，且长度一般不超过40m。而大型民用基坑领域，混凝土支撑仍然占据支配性地位。 本书主要介绍了可在深大基坑中应用的一种新型基坑补偿装配式H型钢结构内支撑体系的理论计算、设计分析和施工。 本书共分为六章，第一章分别介绍了国内外钢结构支撑技术的概况、设计理论、设计方法和施工技术。第二章从理论方面对基坑补偿装配式H型钢结构内支撑力学特性进行了介绍，主要包含：托梁刚度、构件半刚性连接节点对钢支撑计算长度的影响，钢支撑组合体系平面稳定性研究，立柱隆起对超长钢支撑的影响分析，温度荷载、施工误差对钢支撑的影响分析，以及轴力补偿对超长多跨钢支撑力学特性的影响分析。第三章从H型钢支撑整体分析、构件设计、节点设计和附属结构设计等方面介绍了基坑补偿装配式H型钢结构内支撑体系的设计方法。第四章介绍了基坑补偿装配式H型钢结构内支撑生产制造技术、施工技术、轴力补偿施工技术和现场监测技术。第五章以实际工程为技术载体，系统介绍了基坑补偿装配式H型钢结构内支撑体系在实际工程中的应用，以及取得的良好效果。第六章为新型钢支撑技术展望。

第1章 概论 1.1 国内外基坑内支撑概况 1.2 国内外钢支撑体系设计方法 第2章 基坑补偿装配式H型钢结构内支撑力学特性分析 2.1 概述 2.2 模型简化 2.3 托梁刚度对钢支撑计算长度的影响 2.3.1 托梁刚度对两跨钢支撑计算长度的影响 2.3.2 托梁刚度对多跨钢支撑计算长度的影响 2.4 构件半刚性连接节点对钢支撑计算长度的影响 2.4.1 接头半刚性时支撑的计算长度公式 2.4.2 接头半刚性对支撑计算长度的影响 2.5 钢支撑组合体系平面稳定性研究 2.5.1 组合体系力学模型 2.5.2 平衡法求解组合体系稳定问题 2.5.3 组合体系稳定性研究 2.6 立柱隆起对超长钢支撑的影响分析 2.7 温度荷载对钢支撑的影响分析 2.8 施工误差对钢支撑的影响分析 2.8.1 施工误差对钢支撑的影响分析方法 2.8.2 施工误差产生的次生弯矩研究 2.9 轴力补偿对超长多跨钢支撑力学特性的影响分析 2.9.1 不同土层的研究 2.9.2 不同预加轴力分析 2.10 小结 第3章 基坑补偿装配式H型钢结构内支撑设计方法 3.1 概述 3.1.1 国外钢支撑设计方法概述 3.1.2 国内钢支撑设计方法概述 3.1.3 新型H型钢支撑设计方法 3.2 钢支撑体系与整体分析方法研究 3.2.1 钢支撑体系组成 3.2.2 钢支撑体系整体分析方法 3.3 钢支撑构件设计方法研究 3.3.1 H型钢支撑构件设计方法研究 3.3.2 钢围檩构件设计方法研究 3.4 钢支撑节点设计 3.4.1 节点构造 3.4.2 节点强度验算 3.4.3 节点刚度验算 3.5 附属结构设计 3.5.1 附属结构构造 3.5.2 托梁和立柱的设计方法 3.5.3 附属结构强度验算 3.6 小结 第4章 基坑补偿装配式H型钢结构内支撑生产制造与施工方法 4.1 钢支撑生产制造技术 4.1.1 钢支撑制作简介 4.1.2 钢支撑加工总体流程 4.1.3 设备选用