分離式節(jié)點(diǎn)板連接的制作方法
【專利摘要】一種節(jié)點(diǎn)板連接，其允許在連接的結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間有更大的相對運(yùn)動(dòng)，并且簡化了在現(xiàn)場的建造。節(jié)點(diǎn)板連接可為活動(dòng)地或固定地連接到垂直柱上的第一節(jié)點(diǎn)板部分和活動(dòng)地或固定地連接到水平梁上的第二節(jié)點(diǎn)板連接。斜撐被活動(dòng)地或者固定地連接到節(jié)點(diǎn)板連接。第一和第二節(jié)點(diǎn)板部分不是直接地彼此連接，以允許在柱、梁和斜撐之間發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)。
【專利說明】分離式節(jié)點(diǎn)板連接
[0001]本申請要求2011年2月14日提交的美國臨時(shí)申請61/442，738號的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容通過引用被結(jié)合在此。
[0002]背景
[0003]本發(fā)明總地涉及一種結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，更具體地涉及一種節(jié)點(diǎn)板連接,其允許連接的結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間有更大的相對運(yùn)動(dòng)，并且簡化了現(xiàn)場的建造。
[0004]圖1A示出了現(xiàn)有技術(shù)中在框架支撐結(jié)構(gòu)中的典型的節(jié)點(diǎn)板連接。水平結(jié)構(gòu)構(gòu)件Bm(梁)連接至垂直結(jié)構(gòu)構(gòu)件C(柱)。為將對角結(jié)構(gòu)構(gòu)件Br (即支撐)連接至梁柱組件，使用了節(jié)點(diǎn)板G。支撐(通過例如銷、螺栓)連接至節(jié)點(diǎn)板，然后節(jié)點(diǎn)板通常通過焊接方式連接至梁和柱。長度L。。是柱C在節(jié)點(diǎn)板G的兩端部之間的凈長度，而長度Lb。是梁Bm在節(jié)點(diǎn)板G的兩端部之間的凈長度。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中的節(jié)點(diǎn)板可被焊在梁和柱上，其改進(jìn)的是產(chǎn)生了固定性，使梁Bm和柱C之間不可能有相對運(yùn)動(dòng)。在實(shí)踐中，這導(dǎo)致在梁和柱的局部產(chǎn)生大的內(nèi)力。圖1B示出了在梁Bm和柱C中的各自的彎矩Mb/M。，以及在梁Bm和柱C中的各自的剪切力Vb/V。，這是在使用了螺栓連接/焊接的節(jié)點(diǎn)板G的結(jié)構(gòu)的結(jié)果。還示出了支撐Br的彎矩Mfc和剪切力V。圖1B示出了在梁Bm和柱C之間的螺栓連接的構(gòu)造，如圖1C所示，同樣的受力發(fā)生在焊接連接的(以及焊接和螺栓共同連接的)構(gòu)造中。
[0006]剪切力Vb與彎矩Mb和梁的凈長度Lbc成正比(即Vb a Mb/bc)。同樣地，剪切力Vc與彎矩M。和柱的凈長度L。。成正比(S卩，V。a MyL。。)。增加節(jié)點(diǎn)板的寬度和高度來加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)直接縮短了梁的凈長度Lk和柱的凈長度L。。，這又在通過外力(例如，風(fēng)、地震等)施加于結(jié)構(gòu)上同樣的彎矩Mb和M。時(shí)使得剪切力Vb和V。變得更大。在極端情形中，如果現(xiàn)有技術(shù)的連接部件沒有據(jù)此設(shè)計(jì)，這些大的內(nèi)力可折斷梁、梁柱螺栓/焊接結(jié)構(gòu)、柱和/或節(jié)點(diǎn)板焊縫。然而，如果全部現(xiàn)有技術(shù)的連接部件都被設(shè)計(jì)成能承受大的內(nèi)力，那么結(jié)構(gòu)的重量、材料要求和成本會(huì)明顯地增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一實(shí)施例提供了一種結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)。垂直柱可具有第一節(jié)點(diǎn)板部分。水平梁可被連接到該垂直柱。該水平梁可具有第二節(jié)點(diǎn)板部分，第二節(jié)點(diǎn)板部分沒有直接連接到第一節(jié)點(diǎn)板部分。斜撐可活動(dòng)地連接到第一節(jié)點(diǎn)板部分和第二節(jié)點(diǎn)板部分。
[0008]在一些方面，第一節(jié)點(diǎn)板部分可在節(jié)點(diǎn)位置被固定地連接到該垂直柱。水平梁可在該節(jié)點(diǎn)位置被固定地連接到該垂直柱。水平梁可具有固定地連接到水平梁的第二節(jié)點(diǎn)板部分。第二節(jié)點(diǎn)板部分可在節(jié)點(diǎn)位置與第一節(jié)點(diǎn)板部分間隔開。斜撐可在節(jié)點(diǎn)位置被活動(dòng)地連接到第一一節(jié)點(diǎn)板部分和第二節(jié)點(diǎn)板部分。斜撐可通過第一活動(dòng)連接被活動(dòng)地連接到第一節(jié)點(diǎn)板部分。斜撐可通過第二活動(dòng)連接被活動(dòng)地連接到第二節(jié)點(diǎn)板部分。第一和第二活動(dòng)連接可彼此分開。
[0009]在一些方面，第一節(jié)點(diǎn)板部分和第二節(jié)點(diǎn)板部分可分別為由一間隙隔開的第一和第二節(jié)點(diǎn)板。[0010]在一些方面，斜撐可通過多個(gè)螺栓被活動(dòng)地連接到至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)板上。
[0011]在一些方面，多個(gè)螺栓可穿過至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)板和/或支撐的水平的、垂直的或者有角度的定向的長槽。
[0012]在一些方面，斜撐還可通過間隙內(nèi)的銷轉(zhuǎn)動(dòng)地連接。
[0013]在一些方面，第一節(jié)點(diǎn)板部分和第二節(jié)點(diǎn)板部分可為短板。短板可活動(dòng)地連接到可固定至斜撐的節(jié)點(diǎn)板。
[0014]在一些方面，短板可通過多個(gè)螺栓被活動(dòng)地連接到節(jié)點(diǎn)板上。
[0015]在一些方面，多個(gè)螺栓可穿過短板和/或節(jié)點(diǎn)板和/或支撐的水平定向的、垂直定向的、有角度定向的、或者彎曲的槽。
[0016]本發(fā)明的一實(shí)施例提供了一種包括有柱的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)。可在固定連接處將梁固定地連接到柱上。支撐可通過節(jié)點(diǎn)板組件被活動(dòng)地連接到梁和柱。梁可被固定地連接到節(jié)點(diǎn)板組件的第一部分，而柱可被固定地連接到節(jié)點(diǎn)板組件的第二部分。提供了一種用于活動(dòng)地將支撐連接至節(jié)點(diǎn)板組件的裝置，使得施加于梁的潛在地破壞力通過固定連接、而不是通過節(jié)點(diǎn)板組件的第一部分被傳遞至柱，并使得施加于柱的潛在地破壞力通過固定連接、而不是通過節(jié)點(diǎn)板組件的第二部分被傳遞至梁。
[0017]本發(fā)明的一實(shí)施例提供了一種安裝結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的方法。在該方法中，梁被固定地連接到柱，以形成節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)板被安裝在用于附連支撐的節(jié)點(diǎn)處，或者梁和柱可在形成節(jié)點(diǎn)處包括預(yù)制的節(jié)點(diǎn)板部分。支撐可被活動(dòng)地連接到節(jié)點(diǎn)板，使得施加于梁的、移動(dòng)梁的力不通過來自節(jié)點(diǎn)板的力傳遞而移動(dòng)柱，并使得施加于柱的力通過不來自節(jié)點(diǎn)板的力傳遞而會(huì)移動(dòng)梁。
[0018]本發(fā)明的這些具體實(shí)施例及其他具體實(shí)施例進(jìn)一步結(jié)合以下附圖來詳細(xì)地描述。【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1A-1C是現(xiàn)有技術(shù)的框架支撐結(jié)構(gòu)的各個(gè)側(cè)視圖。
[0020]圖2A-2E是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例、框架支撐節(jié)點(diǎn)的各個(gè)側(cè)視圖或端視圖。
[0021]圖3A和3B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例、相對于梁成銳角的框架支撐節(jié)點(diǎn)的側(cè)視圖。
[0022]圖4A和4B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例、相對于柱成銳角的框架支撐節(jié)點(diǎn)的側(cè)視圖。
[0023]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例、銷接的節(jié)點(diǎn)板組件的側(cè)視圖。
[0024]圖6A-6H是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例、框架支撐節(jié)點(diǎn)的各個(gè)側(cè)視圖或端視圖。
[0025]圖7A-7D是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例、框架支撐節(jié)點(diǎn)的各個(gè)側(cè)視圖或端視圖。
[0026]圖8A-8D是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例、銷接的框架支撐節(jié)點(diǎn)的各個(gè)側(cè)視圖或端視圖。
[0027]圖9A-9D是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例、框架支撐節(jié)點(diǎn)的各個(gè)側(cè)視圖或端視圖。
[0028]圖10是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例、梁和支撐的節(jié)點(diǎn)板組件的側(cè)視圖。
[0029]圖11是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例、柱和地面的節(jié)點(diǎn)板組件的側(cè)視圖。
[0030]圖12是使用根據(jù)圖2A-11公開的任何節(jié)點(diǎn)板組件建造的桁架的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]本發(fā)明的具體實(shí)施例包括對其所連接的如梁和柱的所有部件增加最小應(yīng)力的角撐板。在這種情況下，通過增加我們的節(jié)點(diǎn)板，梁、柱和支撐經(jīng)受最少的其應(yīng)力增加。從而，現(xiàn)有技術(shù)的節(jié)點(diǎn)板的優(yōu)點(diǎn)(使支撐梁能夠聯(lián)接至柱和梁節(jié)點(diǎn))得到保持，而現(xiàn)有技術(shù)的節(jié)點(diǎn)板的有害力(由于大的地震類似力)傳遞屬性大部分被消除。因此，對于具有梁/柱/支撐節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，當(dāng)被施加了外力(例如，地震力)時(shí)，本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)板不會(huì)將梁的運(yùn)動(dòng)傳遞至柱、柱的運(yùn)動(dòng)傳遞至梁、以及支撐的運(yùn)動(dòng)傳遞至梁和/或柱，而標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)點(diǎn)板連接則會(huì)。因而，如果沒有本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)板，在柱、梁和支撐之間會(huì)發(fā)生力的傳遞，而是會(huì)類似連接全部三個(gè)構(gòu)件的工作點(diǎn)的真實(shí)的動(dòng)態(tài)載荷。在一些具體實(shí)施例中，與現(xiàn)有技術(shù)的節(jié)點(diǎn)板相比，本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)板本身還可具有更小的應(yīng)力。全部這些優(yōu)點(diǎn)通過使用本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)板連接允許在連接的構(gòu)件之間有更大的相對運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)。
[0032]本發(fā)明的具體實(shí)施例提供了用于連接鋼框架建筑中的柱、梁和斜桿支撐構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)板。節(jié)點(diǎn)板允許柱和梁保持并支撐用于成三角形載荷的斜桿支撐，如標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)有技術(shù)的節(jié)點(diǎn)板通常期待的那樣。此外，節(jié)點(diǎn)板還允許柱、梁和斜桿支撐受極端的動(dòng)力載荷作用時(shí)相互之間獨(dú)立地移動(dòng)，這樣的動(dòng)力載荷可能是強(qiáng)風(fēng)或地震的結(jié)果，并還可能導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)的節(jié)點(diǎn)被破壞。
[0033]因此，相對于現(xiàn)有技術(shù)的節(jié)點(diǎn)板，本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)板不會(huì)將梁的(顯著的)運(yùn)動(dòng)傳遞至柱，反之亦然，因而節(jié)點(diǎn)板不會(huì)放大和/或傳遞動(dòng)力載荷。例如，作用在柱上的搖擺矩會(huì)期望它移動(dòng)，并且在某種程度上，移至與其連接的梁上，然而本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)板不會(huì)傳遞搖擺矩到梁上，因而不會(huì)放大由現(xiàn)有技術(shù)的節(jié)點(diǎn)板引起的運(yùn)動(dòng)的效應(yīng)。本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)板可包括活動(dòng)地或固定地連接到柱上的第一節(jié)點(diǎn)板部分和活動(dòng)地或固定地連接到梁上的第二節(jié)點(diǎn)板部分。這些節(jié)點(diǎn)板部分不是彼此直接連接，而是活動(dòng)地、固定地和/或轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到斜桿支撐上。
[0034]作為此處使用的，“活動(dòng)地連接”或“活動(dòng)的”或“移動(dòng)連接”被理解為指的是在兩個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接，其允許在極端的動(dòng)力載荷下，在構(gòu)件之間有水平和/或垂直的相對運(yùn)動(dòng)。這樣的連接通常不允許在靜載荷或一般的動(dòng)力載荷(例如，來自輕度/中等的風(fēng)力所施加的那樣)下運(yùn)動(dòng)。相對于現(xiàn)有技術(shù)的螺栓的節(jié)點(diǎn)板，“活動(dòng)地連接”應(yīng)該被理解為允許運(yùn)動(dòng)適當(dāng)?shù)爻^鉆孔公差。一個(gè)活動(dòng)的連接的實(shí)施例是在長槽內(nèi)有固定的螺栓，它被固定成在靜載荷或一般的動(dòng)力載荷下不移動(dòng)，但是在極端的動(dòng)力載荷下可在長槽內(nèi)移動(dòng)。因此，此處描述的長槽螺栓連接應(yīng)該被理解為活動(dòng)的連接。還應(yīng)該理解的是，在公開了長槽的連接的情況下，只需要一個(gè)連接的部分(例如，節(jié)點(diǎn)板、支撐)包括長槽，以提供活動(dòng)的連接。然而，一些實(shí)施例中，至少一個(gè)或全部連接部分包括提供活動(dòng)的連接的長槽。
[0035]此處使用的“固定地連接的”或“固定連接”或“非活動(dòng)地連接的”被理解為指的是在兩個(gè)或更多結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接不是構(gòu)造成提供相對運(yùn)動(dòng)(超越了現(xiàn)有技術(shù)的螺栓節(jié)點(diǎn)板所提供的)。一一個(gè)固定連接的實(shí)施例是焊接連結(jié)或螺栓連接，以及有些情況下的焊縫和螺栓連接。在某種程度上，螺栓孔公差可允許有限的運(yùn)動(dòng)，然而在高載荷下這可能發(fā)生或不發(fā)生，并且當(dāng)然會(huì)被限制，因而最終類似焊接連接。因此，此處描述的焊接連結(jié)和螺栓連接(不帶有長槽)應(yīng)該被假設(shè)為固定連接。
[0036]此處使用的“轉(zhuǎn)動(dòng)連接的”或“可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接”或“轉(zhuǎn)動(dòng)連接”被理解為指的是在兩個(gè)或更多個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接，其允許在各構(gòu)件之間有轉(zhuǎn)動(dòng)相對運(yùn)動(dòng)?？赊D(zhuǎn)動(dòng)的連接的實(shí)施例是銷連接。因此，此處描述的銷連接應(yīng)該被假設(shè)為轉(zhuǎn)動(dòng)連接。然而，具有位于間隙內(nèi)的銷的節(jié)點(diǎn)板組件會(huì)允許轉(zhuǎn)動(dòng)的、水平的和/或垂直的相對運(yùn)動(dòng)。[0037]此處使用的“力”或“地震類似力”或“潛在的破壞力”被理解為從外部施加于建筑結(jié)構(gòu)上的動(dòng)態(tài)力，其遠(yuǎn)超過通過常規(guī)的風(fēng)和移動(dòng)的內(nèi)在的建筑物荷載施加的動(dòng)力載荷。這樣的力可由地震、颶風(fēng)、海嘯等等施加而來。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，圖2A示出了通過節(jié)點(diǎn)板組件200連接的梁-柱-支撐。節(jié)點(diǎn)板組件200包括由間隙分隔的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)板200a/200b。間隙會(huì)足夠的寬，以提供兩個(gè)節(jié)點(diǎn)板200a/200b的充分的自由運(yùn)動(dòng)，而沒有碰撞。在一些具體實(shí)施例中，間隙的寬度范圍從12mm-300mm，或更常見的，在25mm-100mm之間。節(jié)點(diǎn)板200b通過例如對其焊接被固定地連接到梁Bm，并且類似地，節(jié)點(diǎn)板200a被焊接到柱C。斜撐Br利用多個(gè)螺栓202被螺栓連接到兩個(gè)節(jié)點(diǎn)板上。一般地，柱C、梁Bm和支撐Br為預(yù)制的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，例如I形梁或管。應(yīng)理解，術(shù)語“螺栓”意味著包括各種緊固件，例如螺栓/螺母組合、螺釘、鉚釘?shù)鹊?。?jié)點(diǎn)板200a/200b可用如鋼板或復(fù)合材料之類的高強(qiáng)度材料來制造。節(jié)點(diǎn)板200a/200b的厚度及其他尺寸可按照待建造的具體結(jié)構(gòu)的要求，用和現(xiàn)有技術(shù)的節(jié)點(diǎn)板一樣的方法得到。
[0039]多個(gè)螺栓202被活動(dòng)地連接在節(jié)點(diǎn)板200a/200b和斜撐Br的長槽螺栓孔204內(nèi)。安裝時(shí)，長槽螺栓孔204垂直于所示的間隙G的中心線，并因而總體上關(guān)于結(jié)構(gòu)有角度地定向。在一些具體實(shí)施例中，可能使用曲形槽。間隙和長槽204允許節(jié)點(diǎn)板200a/200b相對于彼此移動(dòng)。因此，梁Bm和柱C能夠有效地相對于彼此運(yùn)動(dòng)(因?yàn)樗鼈儽还潭ǖ剡B接到節(jié)點(diǎn)板200a/200b上)，好像節(jié)點(diǎn)板不存在一樣，并因而圍繞梁Bm和柱C的中心線相交處的工作點(diǎn)WPl轉(zhuǎn)動(dòng)。替代的工作點(diǎn)WP2位于間隙G的中心線與梁Bm和柱C節(jié)點(diǎn)實(shí)際上相交處。這一配置防止施加于柱C和梁Bm的相應(yīng)動(dòng)態(tài)載荷經(jīng)由節(jié)點(diǎn)板202a/202b彼此傳遞。
[0040]在一些實(shí)施例中，螺栓使用大墊圈通過代替長槽的過大孔被固定到節(jié)點(diǎn)板的表面。聚合物、橡膠或柔軟的金屬0形環(huán)可位于該過大孔內(nèi)，來幫助對中螺栓和/或吸收沖擊、振動(dòng)和力。長槽204內(nèi)的螺栓可被擰緊到按照現(xiàn)有技術(shù)連接達(dá)到的程度，而且有些情況下較小些或較大些?？梢灶A(yù)期，地震類似力會(huì)大到使得螺栓緊密度成為非關(guān)鍵因素。當(dāng)潛在地破壞力被施加于節(jié)點(diǎn)板組件200時(shí)，它不會(huì)表現(xiàn)出如圖1A描述的方式，圖1A中彎矩引起的剪切力由于節(jié)點(diǎn)板的存在而被放大了。
[0041]在一些實(shí)施例中，只有斜撐Br或節(jié)點(diǎn)板200a/200b包括有長槽，而其它的包括用于螺栓直接固定到其上的螺紋孔。
[0042]本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠在車間里(即，非建筑工地)將節(jié)點(diǎn)板202a/202b焊接到梁Bm和柱C上，并且使用螺栓202在現(xiàn)場簡單地安裝各部件(即，在建筑工地現(xiàn)場安裝螺栓)。圖1中的現(xiàn)有技術(shù)的配置要求在建筑工地焊接，與車間焊接相比，這是更不可靠且更不精確的、更不易控制、更昂貴，并且更耗時(shí)。在理想狀況中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件盡可能被預(yù)制，并且在建筑工地上幾乎沒有通過焊接進(jìn)行的結(jié)構(gòu)連接。由于這些原因及其他原因，在建筑業(yè)中更強(qiáng)烈地偏愛車間焊接然后現(xiàn)場安裝螺栓。
[0043]圖2B示出了與圖2A相同的配置，在節(jié)點(diǎn)板200b上的一組長槽螺栓孔204垂直于梁Bm的中心線，并且因而總體上關(guān)于結(jié)構(gòu)垂直地定向。在節(jié)點(diǎn)板200a上的另一組長槽孔204垂直于柱C的中心線，并且因而總體上關(guān)于結(jié)構(gòu)水平地定向。
[0044]這么配置仍然允許圖2A提供的梁Bm和柱C的相對運(yùn)動(dòng)，而且可用來隔離從支撐Br傳遞至梁Bm和柱C的力。因?yàn)樵诠?jié)點(diǎn)板202b上的螺栓孔200是垂直的，所以在板上的螺栓承力的情況下，垂直運(yùn)動(dòng)是允許的(沒有力的傳遞)，并且力只能被水平地傳遞。在節(jié)點(diǎn)板202a上存在相似情況，其中在板上的螺栓承力的情況下，橫向移動(dòng)是允許的(沒有力的傳遞)，并且力只能被垂直地傳遞。因而，在梁Bm處的固定連接(例如，焊縫)只接收水平力(平行于焊縫)，而在柱C處的固定連接(例如，焊縫)只接收垂直力(平行于固定連接)。
[0045]圖2C和2D示出了節(jié)點(diǎn)板組件200的端視圖。如圖所示，支撐Br可被活動(dòng)地連接到節(jié)點(diǎn)板202a/202b的僅僅一側(cè)，如圖2C所描繪的?；蛘撸鐖D2D所描繪的那樣，支撐Br可被活動(dòng)地連接到節(jié)點(diǎn)板202a/202b的兩側(cè)。
[0046]圖2E示出了一實(shí)施例，其中只有一塊節(jié)點(diǎn)板包括有長槽204，而另一塊節(jié)點(diǎn)板被固定地連接(例如，螺栓連接和/或焊接)。
[0047]圖3A和3B示出了如圖2A和2B分別示出的節(jié)點(diǎn)板組件200的可替換的節(jié)點(diǎn)板組件300。此處，那些組件之間的主要區(qū)別是支撐Br被設(shè)置成銳角，因而節(jié)點(diǎn)板302a/302b不是關(guān)于分隔中心線CL對稱。如圖所示，節(jié)點(diǎn)板302a/302b構(gòu)造成分隔中心線CL相交于工作點(diǎn)WP1。因此，節(jié)點(diǎn)板302a比節(jié)點(diǎn)板302b更大?？商鎿Q地，分隔中心線CL可以平行移動(dòng)的方式，與如圖2A所示的WP2相交。這一替代實(shí)施例能在節(jié)點(diǎn)板302a/302b之間產(chǎn)生比所示的更接近中央的間隙。在全部其它方面，節(jié)點(diǎn)板組件300可以按照關(guān)于節(jié)點(diǎn)板組件200所公開的那樣建造。
[0048]圖4A和4B示出了如圖3A和3B分別示出的節(jié)點(diǎn)板組件300的替換性的節(jié)點(diǎn)板組件400。此處，那些組件之間的主要區(qū)別是支撐Br被設(shè)置成鈍角。如圖所示，節(jié)點(diǎn)板302a/302b構(gòu)造成使得分隔中心線CL相交于工作點(diǎn)WPl。因此，節(jié)點(diǎn)板402a比節(jié)點(diǎn)板402b更大?？商鎿Q地，分隔中心線CL可以平行移動(dòng)的方式，與如圖2A所示的WP2相交。該替代實(shí)施例能在節(jié)點(diǎn)板402a/402b之間產(chǎn)生比所示的更接近中央的間隙。在全部其它方面，節(jié)點(diǎn)板組件400可以按照關(guān)于節(jié)點(diǎn)板組件200所公開的那樣建造。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例，圖5示出了通過節(jié)點(diǎn)板組件500連接的梁-柱-支撐節(jié)點(diǎn)。此處，斜撐Br使用單個(gè)銷502代替多個(gè)螺栓來連接至節(jié)點(diǎn)板組件500。為容納銷502，在每一節(jié)點(diǎn)板504a/504b上沿著間隙邊緣制造有半圓形切口，以放置銷。該連接由于間隙的存在而允許水平和垂直相對運(yùn)動(dòng)以及經(jīng)由銷500的轉(zhuǎn)動(dòng)相對運(yùn)動(dòng)，間隙在水平地和垂直地兩個(gè)方向被間隔開。在全部其它方面，節(jié)點(diǎn)板組件500可以按照關(guān)于節(jié)點(diǎn)板組件200所公開的那樣建造。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，圖6A示出了通過節(jié)點(diǎn)板組件600連接的梁-柱-支撐組件。此處，節(jié)點(diǎn)板組件600包括第一短板(stub) 602，其通過固定連接(例如，螺栓連接和/或焊接)被固定地連接到梁Bm上。第二短板604以相同的方式被固定地連接到柱C上。節(jié)點(diǎn)板606被固定地連接到支撐Br上。第一短板602和第二短板604可采用擠壓材料，如鋼“角鐵”來建造。節(jié)點(diǎn)板606使用斜角定向(垂直于中心線CL)的長槽螺栓孔608被活動(dòng)地連接到第一短板602上。水平和垂直間隙分別位于節(jié)點(diǎn)板606的邊緣與梁Bm和柱C之間。這樣的配置允許梁Bm和柱C有此處描述的相對運(yùn)動(dòng)，并且還提供了隔離從支撐Br傳遞到梁Bm和柱C力的額外的優(yōu)點(diǎn)。
[0051]圖6B示出了用于節(jié)點(diǎn)板組件600的第一短板604和第二短板606的替代配置。此處，節(jié)點(diǎn)板606使用垂直定向的長槽螺栓孔608被活動(dòng)地連接到第一短板602上。類似地，節(jié)點(diǎn)板606使用水平定向的長槽螺栓孔608被活動(dòng)地連接到第二短板604上。
[0052]圖6C和6D示出了支撐Br附連到節(jié)點(diǎn)板606上的替代配置。圖6C示出了支撐Br處于螺栓連接構(gòu)造。圖6D示出了支撐Br通過可以旋轉(zhuǎn)的大銷釘銷接到節(jié)點(diǎn)板上。
[0053]圖6E、6F、6G和6H分別為用于將第一短板602和第二短板604附連至梁Bm和柱C的各種構(gòu)造。圖6E和6F分別示出了單側(cè)的和雙側(cè)的短板附連構(gòu)造，短板被焊接在梁Br或柱C上。圖6G和6H分別示出了單側(cè)的和雙側(cè)的短板連接構(gòu)造，短板被螺栓連接在梁Br或柱C上。
[0054]根據(jù)本發(fā)明的一一個(gè)具體實(shí)施例，圖7A示出了通過節(jié)點(diǎn)板組件700連接的梁-柱-支撐組件。節(jié)點(diǎn)板組件700與圖2A中公開的類似。然而，此處的節(jié)點(diǎn)板組件700包括固定地附連于柱C的第一節(jié)點(diǎn)板702和固定地附連于梁Bm的第二節(jié)點(diǎn)板704。第一節(jié)點(diǎn)板702和第二節(jié)點(diǎn)板704從等分梁和柱的腹板的梁和柱的中心線偏移，使得第一節(jié)點(diǎn)板702和第二節(jié)點(diǎn)板704在不同的平面內(nèi)彼此滑過。支撐Br通過使用成一定角度(垂直于中心線CL的中心線)布置的長槽孔706而被螺栓連接至兩個(gè)節(jié)點(diǎn)板。
[0055]圖7B、7C和7D示出了節(jié)點(diǎn)板組件700的不同的配置。在圖7B中，第一節(jié)點(diǎn)板702和第二節(jié)點(diǎn)板704如圖7A所示布置，使得支撐Br位于它們之間?？蛇x擇地，第一節(jié)點(diǎn)板702和第二節(jié)點(diǎn)板704可如圖7C所示的被布置成使得支撐Br的一側(cè)是暴露的。在如此的配置中，第一節(jié)點(diǎn)板702和第二節(jié)點(diǎn)板704都被布置在柱C和梁Bm的腹板的同一側(cè)?？蛇x擇地，如圖7D所示，第一節(jié)點(diǎn)板702和第二節(jié)點(diǎn)板704可被布置成在內(nèi)側(cè)彼此接觸，支撐Br被在兩外側(cè)放置。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，圖8A示出了通過節(jié)點(diǎn)板組件800連接的梁-柱-支撐組件。節(jié)點(diǎn)板組件800與節(jié)點(diǎn)板組件700相似，但是此處的節(jié)點(diǎn)板802和804通過實(shí)體的銷被相互連接至支撐Br。在節(jié)點(diǎn)板802和804中制造有過大的孔，其允許節(jié)點(diǎn)板垂直于支撐Br的中心線CL移動(dòng)。類似于圖7B-7D，圖8B-8D分別示出了支撐Br可被夾在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)板802和804之間，或者蓋在節(jié)點(diǎn)板802和804的一側(cè)上，或者支撐Br具有叉端，可把兩個(gè)節(jié)點(diǎn)板802和804夾在中間。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，圖9A示出了通過節(jié)點(diǎn)板組件900連接的梁-柱-支撐組件。圖9A示出了本發(fā)明的一新的構(gòu)造(類似于圖6中描繪的實(shí)施例)，節(jié)點(diǎn)板組件900具有三塊板。第一板902被固定地連接到梁Bm，且第二板904被固定地連接到柱C。第三(或者主要)板906被固定地連接到支撐Br (在該實(shí)施例中為焊接)。第三板906通過垂直于支撐Br的中心線布置的長槽螺栓孔被活動(dòng)地連接到第一板904。第三板906還通過垂直于支撐Br的中心線布置的長槽螺栓孔被活動(dòng)地連接到第二板904。在第三板906的邊緣與梁Bm和柱C兩者之間都存在間隙。第三板906可被配備為單板部分，該單板部分螺栓連接到第一和第二板902/904的一側(cè)，這樣它只接觸到第一和第二板的其中一個(gè)，或者第三板可被布置為兩個(gè)板部分，把焊接在梁Bm和柱C上的第一和第二板902/904夾在中間。
[0058]圖9B和圖9C示出了可選擇的配置，分別通過實(shí)體的銷和螺栓來將支撐Br連接至第三板906。
[0059]圖9D示出了與圖9A相同的梁-柱-支撐組件，在第二板904上具有平行于梁Bm的長槽螺栓孔，以及在第一板上具有平行于柱C的長槽螺栓孔。這樣的配置可提供隔離從支撐傳遞到梁和柱上的力的額外的優(yōu)點(diǎn)，如圖2B所示的那樣。
[0060]本發(fā)明的具體實(shí)施例不局限于梁Bm和柱C的連結(jié)。例如，圖10示出了節(jié)點(diǎn)板組件的兩個(gè)不同的構(gòu)造，用于將支撐Br附連至梁Bm的中間部分(兩個(gè)支撐Br在梁Bm相遇處)。為了簡潔，示出兩個(gè)不同的節(jié)點(diǎn)板組件，在一些實(shí)施例中這可能正是如此情形，而在其它具體實(shí)施例中構(gòu)造可能是對稱的。左手側(cè)示出了節(jié)點(diǎn)板組件1000，其與圖2A中描繪的實(shí)施例相似。右手側(cè)示出了節(jié)點(diǎn)板組件1010，其具有的構(gòu)造與圖6A中描繪的實(shí)施例相似。
[0061]圖11是本發(fā)明應(yīng)用的另一個(gè)實(shí)施例，應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的不同的部分。此處，在圖2A中公開的節(jié)點(diǎn)板組件被用于柱-支撐-底板場所。應(yīng)該理解，此處公開的全部節(jié)點(diǎn)板組件可被應(yīng)用在所公開的圖中的用底板代替梁的柱-支撐-底板場所。
[0062]本發(fā)明的具體實(shí)施例不局限于建筑結(jié)構(gòu)，而是可被用于多種通常使用梁和柱結(jié)構(gòu)的承重結(jié)構(gòu)。例如，圖12示出了一般的桁架。所示的任何節(jié)點(diǎn)可根據(jù)在此公開的具體實(shí)施例來建造。通常地，本發(fā)明的具體實(shí)施例根據(jù)已知的建筑結(jié)構(gòu)建造的技術(shù)來建造。
[0063]上述描述是說明性的而不是限制性的。在對所公開的內(nèi)容回顧后，本發(fā)明的多種變化對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說會(huì)變得更明顯。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)該根據(jù)上述描述來確定，而是應(yīng)該根據(jù)待審的權(quán)利要求及其全部的范圍或等效物來確定。
[0064]任何具體實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)特征都可與任何其它具體實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)特征相結(jié)合而不脫離本發(fā)明的范圍。
[0065]“一”、“一種”或者“該”的陳述用來指的是“一個(gè)或多個(gè)”，除非有具體地相反指示。
【權(quán)利要求】
1.一種結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，包括: 垂直柱，其中第一節(jié)點(diǎn)板部分在節(jié)點(diǎn)位置被固定地連接到所述垂直柱； 水平梁，所述水平梁在所述節(jié)點(diǎn)位置固定地連接到所述垂直柱，其中所述水平梁具有固定地連接到所述水平梁的第二節(jié)點(diǎn)板部分，其中第二節(jié)點(diǎn)板部分在所述節(jié)點(diǎn)位置與所述第一節(jié)點(diǎn)板部分間隔開；以及 斜撐，所述斜撐在所述節(jié)點(diǎn)位置活動(dòng)地連接到所述第一節(jié)點(diǎn)板部分和所述第二節(jié)點(diǎn)板部分。
2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述第一節(jié)點(diǎn)板部分和所述第二節(jié)點(diǎn)板部分分別為由間隙分隔開的第一和第二節(jié)點(diǎn)板。
3.如權(quán)利要求2所述的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述斜撐通過多個(gè)螺栓被活動(dòng)地連接到所述節(jié)點(diǎn)板中的至少一個(gè)。
4.如權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述多個(gè)螺栓貫穿所述至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)板和/或支撐的水平定向的、垂直定向的、有角度定向的或者彎曲的長槽。
5.如權(quán)利要求2所述的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述斜撐還通過銷被轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在所述間隙內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，其特征在于，第一節(jié)點(diǎn)板部分和第二節(jié)點(diǎn)板部分為短板，所述的短板被活動(dòng)地連接到固定至所述斜撐的節(jié)點(diǎn)板上。
7.如權(quán)利要求6所述的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述短板通過多個(gè)螺栓被活動(dòng)地連接到所述節(jié)點(diǎn)板。
8.如權(quán)利要求7所述的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述多個(gè)螺栓貫穿所述短板和/或所述節(jié)點(diǎn)板的水平定向的、垂直定向的、有角度定向的或者彎曲的長槽。
9.一種結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，包括: 柱； 梁，所述梁在固定連接處固定地連接到所述柱； 支撐，所述支撐通過節(jié)點(diǎn)板組件活動(dòng)地連接到梁和柱，其中所述梁被固定地連接到所述節(jié)點(diǎn)板組件的第一部分，且其中所述柱被固定地連接到所述節(jié)點(diǎn)板組件的第二部分；以及 用于將所述支撐活動(dòng)地連接至所述節(jié)點(diǎn)板組件的裝置，使得施加于所述梁的潛在的破壞力通過所述固定連接、而不是通過所述節(jié)點(diǎn)板組件的第一部分被傳遞至所述柱，并且使得施加于所述柱的所述潛在的破壞力通過所述固定連接、而不是通過所述的節(jié)點(diǎn)板組件的第二部分被傳遞至所述梁。
10.一種用于組裝結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的方法，包括: 將梁固定地連接至柱上，以形成節(jié)點(diǎn)； 在所述節(jié)點(diǎn)處安裝用于附連支撐的節(jié)點(diǎn)板；以及 將支撐活動(dòng)地連接至所述節(jié)點(diǎn)板，使得施加于所述梁的、移動(dòng)所述梁力不通過來自所述節(jié)點(diǎn)板力傳遞而移動(dòng)所述柱，并使得施加于所述柱的力不通過來自所述節(jié)點(diǎn)板的力傳遞而移動(dòng)所述梁。
【文檔編號】E04B1/58GK103620128SQ201280008650
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月14日
【發(fā)明者】康斯坦丁·舒海巴 申請人:康斯坦丁·舒海巴