CN101680227B - 建筑框架中的晕圈/蛛状物、全力矩柱/梁连接件 - Google Patents

建筑框架中的晕圈/蛛状物、全力矩柱/梁连接件 Download PDF

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Abstract

一种建筑框架中的柱/梁连接件，其包括：细长柱，其具有通过角部接合的表面；细长梁，其具有端部；以及全力矩节点连接件，其只通过柱的一对紧邻邻近的角部将梁的端部连接到柱，同时这样连接时，梁的端部从位于所提到的一对角部之间的柱表面间隔开。连接件本身的特征在于，(a)多个支座，该多个支座在沿着柱的长度定位的选定的共有的高度处接合到柱角部，并且该多个支座中的每一个从柱角部向外延伸，以及(b)晕圈柱环，其通过重力搁置和锁定的全力矩界面连接件接合到支座中的每一个，并且，在这样接合时，被支座从位于柱角部之间的柱表面间隔开。

Description

建筑框架中的晕圈/蛛状物、全力矩柱/梁连接件
技术领域
本发明与涉及钢结构建筑框架中的柱和梁之间的全力矩节点连接件的技术相关。 
背景技术
美国专利No.6,837,016描述了一种极其成功且重要的钢框架建筑结构的框架中的柱和梁之间的全力矩、柱环形式的节点连接件(nodal connection)。此节点连接件现在被用在位于不同位置特别是经历高地震活动的很多建筑结构中，和现有技术的柱/梁节点连接件相比提供很多非常重要的优势。该连接件是一种为了精确计算机控制和精度而可以按离开建筑现场的方式(off-building-site manner)在工厂区域内容易地制备的连接件，并且另外，该连接件是一种具有现有技术的节点连接件装置(nodal connection arrangement)不存在或没有提供的很多重要的现场组装速度和安全优势的连接件。例如，不需要采用不可拆开的焊接不可逆地锁定柱和梁，并且梁可以通过重力迅速地降低到适当的位置，以便只通过重力降低来立即变得搁置在相对于与其关联的柱的恰当的空间定向，并且因此在梁降低操作的过程中，就在重力搁置和锁定(gravity seating and locking)发生的时刻存在经得起地震的全力矩连接件。 
发明内容
虽然此先前发展的节点连接件结构已经取得了很多的赞同和成功，但我已经认识到在某些方面有改进的空间，并且本发明提出的节点连接件具体地解决需要改进的地方。 
本发明提供的进步之一是：所得到的节点连接件处理某些种类的载荷的方式的改进，该载荷比如撬动载荷(prying load)，并且另外地，新的连接件的修改的部件具有某些质量的结构普遍性，该结构普遍性使得能够生产少数几个不同的部件来对将这些部件容易地应用到具有在常规的梁-梁腹深度范围内的不同梁腹深度的建筑框架梁提供可能性。 
如本领域技术人员在浏览此案例中的附图时以及在阅读下文陈述的本发明的详细描述时将认识到的，本发明提出的结构提供了和多层钢建筑框架的制造和性能相关的很多其它有价值和重要的特征以及优势。 
因此，本发明提出的是被本文称为晕圈/蛛状物连接件(halo/spider connection)的一种独特的、柱环形式的全力矩节点连接件。此“晕圈/蛛状物”参考解决提出的连接件的某些视觉质量，该视觉质量包括这样的事实：在其柱环形式装置中，(a)其包括外部柱环，梁的端部可以连接到该外部柱环，该柱环看起来像围绕在周围的物体(circumsurrounding)，并且稍稍间隔开，围绕关联的梁的横截面的周边的晕圈一样浮动，以及(b)此晕圈柱环经由向外延伸的支座(比如腿)通过重力锁定搁置而被锚固到柱的外侧，当沿着柱的轴线观察此装置时，该支座从柱的角部以带有短腿的蜘蛛主体的解剖结构的方式延伸。 
关于由本发明的结构提供的处理不同的梁深度的机会，本发明的结构的设计使得简单地有应用在晕圈/蛛状物组织中的两种不同的、特定的部件/元件，这两种不同的、特定的部件/元件仅需要被横向地分割、分离并随后在间隔开的情形中通过“延长器结构(extender structure)”重新结合，以便允许将所有的节点连接部件成功应用于具有不同深度的梁，该不同深度在界定钢建筑框架结构的常规(当今)认识的梁深度范围内，这些钢建筑框架结构在不同的设置中采用并且用于不同尺寸和设计的建筑。 
本发明可以以下几种方式来描述： 
1.一种建筑框架中的柱和梁的节点连接件，包括： 
直立的细长的柱，其具有间隔开的表面和多对紧邻邻近的角部， 
多个细长的支座，其在沿着所述柱的长度定位的选定的共有的高度处接合到所述角部，并且所述支座中的每一个从所述角部向外延伸， 
晕圈柱环，其通过重力搁置和锁定的全力矩界面连接件接合到所述支座中的每一个，并且，在这样接合时，被所述支座从所述柱间隔开，以及 
细长的梁，其具有端部，所述端部在布置成邻近于所述表面中的一个并且在所述多对紧邻邻近的角部中的一对中间的位置接合到所述柱环，并从所述柱环向外延伸离开所述柱。 
2.一种全力矩、重力搁置和锁定的晕圈和蛛状物的连接件，其形成在位于建筑框架中的细长的柱和细长的梁的端部之间的节点处，所述柱具有间隔开的表面和角部，所述连接件包括： 
围绕柱的晕圈柱环，其锚固到至少一个梁的所述端部， 
支座蛛状物坞，其在沿着柱的长度布置的界定的位置锚固到所述间隔开的角部，以及 
全力矩、重力搁置和锁定的承载界面结构，其分布地形成在所述晕圈柱环和所述蛛状物坞中的每个上，并且使所述晕圈柱环和所述蛛状物坞互相连接，同时所述晕圈柱环在空间上围绕在所述蛛状物坞周围。 
3.如第2段所述的连接件，其中，所述晕圈柱环是片段的以包括具体梁的梁-端连接部件，并且所述蛛状物坞采取多个支座的形式，所述多个支座中的每一个锚固到所述柱的不同的角部。 
4.如第3段所述的连接件，其中，每个支座具有底座，所述底座围绕包裹柱的角部，并且所述底座被锚固到通过所述角部彼此接合的一对柱表面。 
5.一种全力矩、支座柱环、柱/梁节点连接件，其位于建筑框架中的至少一个梁和柱之间的位置，其中，所述柱具有大致上平面的表面，所述大致上平面的表面在多个横向地间隔开的角部接合，所述连接件包括： 
柱环，其具有角部并且包括多个紧邻邻近的梁-端横向部件并由所述多个紧邻邻近的梁-端横向部件形成，所述多个紧邻邻近的梁-端横向部件中的一个接合到所述至少一个梁的端部，每个横向部件具有大致上平面的宽阔区域，所述大致上平面的宽阔区域面向关联的柱表面、从关联的柱表面间隔开并且位于关于关联的柱表面大致上平行的平面，同时每个横向部件形成所述柱环中的与一对间隔开的紧邻邻近的类似横向的部件结合的一对所述角部的部分，所述一对间隔开的紧邻邻近的类似横向的部件与紧邻邻近的柱表面关联，所述柱环的所述角部被布置成从所述柱的所述角部中相应的角部间隔开并邻近于所述柱的所述角部中相应的角部，以及 
多个支座结构，其接合到所述柱的所述角部并沿着延伸线从所述柱的所述角部向外延伸，所述延伸线相对于所述平面的宽阔区域的平面和所述柱表面为非正交的，所述支座结构通过所述柱的所述角部以及所述柱环的所述角部将所述柱环接合到所述柱。 
6.如第5段所述的连接件，还包括张力预应力结构，所述张力预应力结构使所述柱环和所述支座结构互相连接。 
7.如第6段所述的连接件，其中，所述至少一个梁采取工字梁的形式，所述工字梁具有间隔开的、大致上平面的凸缘，并且所述张力预应力结构包括螺母和螺栓装置，所述螺母和螺栓装置布置成邻近于所述柱环的所述角部的关联的螺母和螺栓对，并且其中，所述螺母和螺栓对的每对中的螺母和螺栓还跨在所述至少一个梁的所述凸缘的平面上并布置在所述至少一个梁的所述凸缘的平面的对置的侧面上。 
8.如第5段所述的连接件，其中，所述柱环中的每个横向部件包括向下的阳性有锥度的承载界面结构，并且对于每个横向部件，所述支座结构界定向下的阴性有锥度的承窝，所述向下的阴性有锥度的承窝用于互补地并且利用全力矩重力搁置和锁定来接纳所述横向部件中的所述阳性有锥度的承载界面结构。 
9.如第8段所述的连接件，其中，每个横向部件包括横向细长的上部横向元件和横向细长的下部横向元件，并且每个横向部件还包括将每个上部横向元件和下部横向元件互相连接的细长的桥接部件。 
10.如第9段所述的连接件，其中，每对互相连接的上部横向元件和下部横向元件以及互相连接的桥接部件形成整体的梁-端连接部件。
11.一种建筑框架中的柱/梁连接件，包括： 
细长的柱，其具有通过角部接合的表面， 
细长的梁，其具有端部，以及 
全力矩节点连接件，其只通过所述柱的一对紧邻邻近的角部将所述梁的所述端部连接到所述柱，同时在这样连接时，所述梁的所述端部从所述柱的位于所述一对紧邻邻近的角部之间的表面间隔开。 
12.如第11段所述的连接件，其中，所述节点连接件包括非焊接的、可拆开的界面。 
13.如第12段所述的连接件，其中，所述界面为重力搁置和锁定的界面。 
14.如第11段所述的连接件，其中，所述梁的所述端部和所述柱的表面之间的空间在所述柱的长轴线的方向是细长的，并且适应可选择地固定到细长的辅助柱连接件的表面，所述细长的辅助柱连接件在逆向方向延伸穿过所述空间，并且在所述空间的对置的纵向侧面上。 
随着现在结合附图阅读以下详细给出的本发明的描述，由本发明提供的这些以及其它特征和优势现在将变得更充分明显。 
附图说明
图1为具有互相连接的柱和梁的多层钢建筑框架的片段的、等轴视图，柱和梁的相互连接通过依据本发明的优选且最佳模式的实施方式构建的柱环形式、全力矩、重力搁置和锁定的节点界面连接件而发生。 
图2为沿着图1的建筑框架中的单柱的轴线向下观察的稍稍较大比例的片段视图，其设计成图解上文中已经提到的本发明的节点连接件的晕圈/蛛状物的一般视觉构造。 
图3仍为较大比例的、片段的以及等轴的视图，其图解了图1和图2 中示出的节点连接件之一的各部分，其中某些部件部分断开以揭示结构的细节。 
图4仍为甚至较大比例的、片段的横截面视图，该视图是大致上沿着图3中的线4-4截取的，其图解了焊接准备，以及存在于梁的端部之间的焊接连接件，并且该焊接连接件在本文中被称为梁-端连接部件(beam-endconnecting component)。 
图5为从与图3中所见到的视图的大约相同点所呈现的视图，其具体地示出了梁-端连接部件的重力搁置和锁定的作用，以便自动地并且不需要更多的活动地在梁和本文中称为蛛状物坞结构(spider dock structure)的部分之间产生全力矩界面连接，该蛛状物坞结构被锚固到示出的柱的外侧。 
图6是以比图5中采用的比例更大的比例绘制的，其以片段的、横截面的以及隔离的方式示出了由本发明提供的支座中的一个，该支座连接到图5中所示出的柱，以形成本发明的蛛状物坞结构的一部分。 
图7为等轴的、侧立面图，其示出了图6的横截面中所图解的支座的细节。 
图8类似于图5的一部分，但这里显示了已经在本发明中的一对部件/元件中做出的尺寸调整，以适应对其梁腹深度大于包括在图1-5中的示出的梁腹深度的工字梁的配合。 
具体实施方式
现在转到附图，并且首先参照图1和图2，在图1中一般地用10表示的是包括柱12的多层钢建筑框架的部分，该柱12通过节点连接件16与细长工字梁14互相连接，节点连接件16已经依据本发明的优选的且最佳模式的实施方式构造。柱12包括长轴线，比如长轴线12a，以及四个大致上平面的侧面或表面，比如表面12b，该四个表面通过四个稍微切成圆角的柱角部，比如角部12c接合。 
虽然在本发明的实践以及实施中可以处理不同种类的柱，但是本文的柱12具有大致上正方形的横截面，结果是表面12b通过角部12c彼此正交地相交。 
在框架部分10中，梁14在多对紧邻邻近的柱之间实质上水平地延伸，并且具有长轴线，比如轴线14a，该轴线14a与柱轴线12a正交地相交。具体地，每个梁14的对置的端部通过节点连接件16连接到一对紧邻邻近的柱。 
关于梁14中的一个，在框架部分10中的一个位置用虚线18示出的是可选择的保险丝(fuse)，如果在特定的建筑框架结构中需要，则该保险丝可以被形成在梁的上部和下部凸缘中，一般地相对地接近梁的对置的端部中的一个或两者。本文说明的此保险丝仅仅是作为背景信息，并不形成本发明的一部分。 
现在被描述的建筑框架中具体地说明的梁各具有总的梁深度，该梁深度主要由这里用D表示的中心直立梁腹来确定。指出该尺度的理由随后关于讨论本发明对于不同的梁深度(或高度、或垂直尺度)的适应性将变得更全面的明显。 
关于迄今已经描述的结构部件，有一系列被应用于本文的关于这些部件中的某些个的术语。例如，每个节点连接件16在本文中也被称为(a)建筑框架节点，(b)全力矩重力搁置和锁定的晕圈/蛛状物连接件，(c)梁/柱节点连接件，(d)梁/柱连接件，以及(e)全力矩、支座柱环、柱/梁节点连接件。 
如稍后将在本发明的该详细描述中变得更全面的明显的，每个节点连接件16由(a)通过焊接直接连接到柱12中的角部的某些部件，以及(b)通过焊接连接到梁14的对置的端部的某些梁-端连接部件形成。这两种连接部件被设计成这样一种样式，使得在框架组装的过程中以及在紧邻邻近的柱被放置在它们的恰当位置之后，适当地准备的端部准备好的梁通过重力简单地降低到多对紧邻邻近的柱之间的位置，由此本发明的节点连接部件由重力通过阳性和阴性有锥度的承载结构有效地接合，随着梁的连续降低，该接合引起梁在与柱连接的区域处在重力锁定的全力矩情形中搁置。就在那个时间点，此全力矩重力搁置自动地引起相关的柱和梁呈现它们的 依据建筑框架设计的正确的空间位置。 
本发明的节点连接部件为精确制造的结构，一般地在计算机控制的工厂条件下形成，由此对于上文引用的美国专利中所描述的提到的先前已有的全力矩连接件而描述的所有的制造和组装便利、特征以及优势也存在于本发明的结构中。 
像稍后将见到的，除了提供提到的先前已有的结构的所有的优势以外，本节点连接件结构另外提供其它特征和优势，这些特征和优势被放在柱和梁之间的真实的改进的全力矩节点连接件的范畴中。 
术语“晕圈/蛛状物”以及单独的术语“晕圈”和“蛛状物”在本文中已被选定用于说明性的目的，以便凸显每个节点连接件16的某些有价值的视觉特性。因此，如果人们将简单地把注意力转移到图2中呈现的节点连接件16的视图，则连接件16的“蛛状物”视觉方面通过提供四个支座20提供，该四个支座20通过焊接锚固到示出的柱12，并且该四个支座从该柱中的四个角部，以相对于关联的两个相交的柱表面12b呈实质上135度的角度有角度地向外延伸，该两个相交的柱表面12b在角部12c处接合，支座从该角部12c延伸。特别是在以向外延伸的环境下观察，即从柱12的正方形横截面的角部看时，这些支座在视觉上使人想起蜘蛛的腿。以紧邻邻近对的形式，并且在本文中也作为一个整体的支座20定义被称为支座蛛状物坞的物件。 
术语晕圈在本文中已经被用于反映视觉的、漂浮的、像晕圈一样的质量的节点连接件柱环22-该柱环22在本文中也被称为晕圈柱环、支座柱环以及围绕柱的柱环(column-surround collar)，该柱环空间上围绕每个柱12的横截面的周边，该柱环位于该周边。 
在更具体的意义上，像在图2中可以相对清楚地见到的，每个晕圈柱环看起来以相对于此图中示出的柱12的侧面和角部向外间隔开的形式漂浮，该晕圈柱环基于四个梁-特定耦合装置实体(beam-specific coupling entity)24的组织形成为片段结构，该梁-特定耦合装置实体24在本文中也被称为梁-端连接部件。像将被更全面地解释的，每个梁-端连接部件24被焊接到梁14的适当地准备的端部。概念“适当地准备的”稍后将被更 全面地描述。另外，刚提到的间隔开的情形对由本发明提供的优势做出重要贡献，并且此贡献稍后也将被讨论。 
这里关于梁深度D稍多说一点，附图中所示出的在本文中的本发明的详细描述中迄今所讨论的本发明的部件已经被设计成名义地用于被考虑为大约14英寸的最小梁深度，该最小梁深度具体地为附图中示出的尺度D。在常规的、钢框架的工字梁技术中，从此最小梁深度尺度，直到大约18英寸的梁深度，传统上可用的梁深度一般地以2英寸的增量递增。在18英寸的常规梁深度以上，梁深度一般地以3英寸的增量递增。 
本文先前大致上陈述的本发明的特征中的一个涉及一个事实，即支座20和梁-端连接部件24中的部件和元件的总高度可以通过并入加长的插入件而被加长，像将要描述的，以便容易地适应将处理的本发明的节点连接件硬件，常规的宽范围的可用的梁深度中的任何一个大于最小梁深度D，该最小梁深度D碰巧在本文中描写。稍后将在本发明的详细描述中关于此梁深度适应特征讲述更多内容。 
每个节点连接件16中的晕圈柱环22的角部，即由梁-端连接部件24的横向侧面界定的角部，由比如那些非常一般地用26示出的位于每个角部的四对垂直间隔开的螺母和螺栓装置锚固到支座蛛状物坞中的支座20。具体地以及关于关联于每个柱环角部的四对这样的螺母和螺栓装置，其中的两对为最上垂直的侧翼(flank)或托架，每个邻近的、连接的梁端部中的上部凸缘的平面，而两对为最下垂直的侧翼或托架，在这些梁端部中的下部凸缘的平面。稍后将关于此结构的螺母和螺栓装置侧翼/托架装置的重要性讲述更多。螺母和螺栓装置26在本文中也被称为张力预应力结构(tension pre-stress structure)。 
现在和附图中的已经讨论的图1和图2一起，考虑包括在内的图3-7，并且进一步讨论形成每个节点连接件16的部件的结构的细节，支座20为具有很可能最清楚地示出于附图中的图6和图7中的构造的细长元件。这些支座，像本文中示出的，具有和梁14的总垂直尺度D相同的尺度D的总高度。就此而论，每个支座20为单一的各自部件，该部件的横截面包括主要的、平面的主体部分20a，该主体部分20a为以前文提到的角度 从柱的角部向外延伸的部分。这些平面的主体部分中的每一个的外部细长边缘由于有加帽结构(capping structure)20b而为“带有T形帽的(T-capped)”，并且相同的主体部分的内部细长边缘以Y形结构中终止，该Y形结构包括两个正交地相交的底座20c，该底座20c的相交部分的内部区域以这样的方式切圆角，即优选地与柱12的角部12c的外部的半径匹配。 
两个大致上垂直延伸的、细长的、三面的、具有带角度的壁的、向下以及向内共同的锥度的通道20d形成在每个平面的主体部分20a的对置的侧面上，因此，该通道20d在支座20的上端部附近的尺度比其在该支座的下端部处的尺度大。形成这些通道中的每一个的这三个通道壁或侧面被表示为20d1、20d2和20d3。关于这些壁中共同的锥度，由于支座被锚固到直立柱的角部的适当位置，这些壁相对于垂直方向成大约5度的角度。 
容纳螺母和螺栓装置26中的螺栓杆的四对并排的螺栓孔在图7中用28表示这些螺栓孔中的一些。图7中所描绘的上部和下部螺栓孔对大致上同等地垂直跨在一水平平面上，该水平平面在图7中用点划线30表示。类似地，布置成靠近每个支座20的下端部的上部和下部螺栓孔对28大致上同等地垂直跨在一平面上，该平面在图7中用点划线32表示。如稍后将更全面地解释的，当节点连接件处于使框架部分10中的梁和柱成为一体的位置时，关联的梁的上部和下部凸缘实质上位于由点划线30、32表示的平面中。 
支座20通过它们的底座20c通过焊接点，比如，如图6中的加深区域34表示的两个细长焊接点适当地固定到柱12的角部。底座20c有效地“围绕包裹”柱角部12c。 
跨越柱12中的表面12b彼此斜着面对的对置的通道对20d界定并组成本文中被称为阴性有锥度的承载界面结构，或承窝，该承窝位于由支座20产生的蛛状物坞中。当梁被降低到相对于柱的正确位置时，该阴性有锥度的承载界面结构界定互补的重力搁置的接纳区域，以用于接纳阳性有锥度的承载界面结构(仍将描述)，该阳性有锥度的承载界面结构存在于每个梁-端连接部件中。 
继续每个节点连接件的描述，每个梁-端连接部件24基本上具有三个元件，包括上部横向元件36、类似的间隔开的下部横向元件38以及焊接在中心的、介于中间的且互相连接的桥接元件40。该上部横向元件和下部横向元件共同地形成本文称为的横向部件。梁的高度或垂直深度，将被节点连接件适应，如本文示出的D，基本上在每个梁-端连接部件中的桥接元件40被给定一互相连接的长度，可以说，该长度将确定梁-端连接部件的总高度将具有匹配的垂直尺度D。 
认识到刚提到的两个横向元件中的每一个在构造上基本相同，则对于这些元件中的一个的更详细的描述将足以描述另一个元件。因此，并且提供结合上部横向元件36的此描述，此元件包括细长、中心的、大致上平面的宽阔区域36a，该宽阔区域36a在其端部与两个带角度的端部翼36b接合，该端部翼36b也是平面的，并且其在相对于中心宽阔区域36a的平面呈大约135度角的平面中延伸。在横向元件的设计成面向连接的梁的端部的侧面上，存在有细长搁板，比如搁板36c，该搁板36c装备适当地布置的中心焊接准备部分36d，该中心焊接准备部分36d设计成接纳连接的梁的稍微纵向地延伸的梁-端凸缘部分，该梁-端凸缘部分已在梁端部中产生，以便使该梁端部能够适当焊接连接到关联的梁-端连接部件。在梁-端连接部件中的上部横向元件中，刚提到的焊接准备部分是面向上的，而在关联的下部横向元件中，相关的焊接准备部分是面向下的。 
附图的图4中示出了前文中被称为的梁14的适当地准备的端部，其中，人们可以见到梁的中心梁腹14b已经被切割变得凹陷，以便允许轻微的纵向延伸到上部凸缘14c的端部的梁腹以外，见到该上部凸缘14c覆盖在一合适的平台或肩部36e上，该合适的平台或肩部36e被设置在示出的焊接准备部分36d中。在图4中，参考数字42示出了焊接部分，该焊接部分已经在示出的焊接准备部分中被准备，以使横向元件36结合到图4中示出的梁端部。应理解，梁的端部的全部被全面地焊接到梁-端部件中的合适的面对的表面。 
关于涉及每个梁-端连接部件中的上部横向元件和下部横向元件的结构特征的其它重要设置，这些元件中的与元件的翼比如翼36b相关联并接 近的表面形成有垂直对准的有锥度部分，该有锥度部分有效地互补地匹配，即使上部横向元件和下部横向元件是垂直地间隔开的，但有锥度部分存在于支座20的壁20d1、20d2和20d3中。横向元件的这些有锥度部分组成先前提到的阳性有锥度的承载界面结构。 
现在所完全地描述的此种阳性-阴性有锥度的几何结构的结果为，在梁-柱经由节点连接件16连接的过程中，将在梁-端连接部件和邻近的支座对之间建立精确有锥度的锁定配合，从而建立了依据本发明的结构建立的重要的重力搁置和锁定的全力矩节点连接件。此几何布置明显地允许带有焊接到其端部的梁-端连接部件的梁降低到正确的位置，以便利用降到最低点的关联的梁-端连接部件通过面对的、阳性有锥度的承载界面表面和阴性有锥度的承载界面表面的接合连接到一对柱并位于一对柱之间。对于本发明的结构，尺度的精确控制是完全可能的，如前文指出的，这不仅引起全力矩连接在此有锥度的承载表面降到最低点时即刻地发展，而且也引起梁相对于柱的精确的空间定位。存在的该所得到的有锥度的承载界面在本文中也被称为非焊接的、可拆开的界面。此参考指出不存在将梁绝对地锁定到柱的不可逆的焊接连接。 
附图中的图5示出了设计成图解此垂直降低和搁置能力及动作的方式。图5还示出了本发明的另一特征，该特征涉及少于四个梁被连接到柱的情形，并且甚至更具体地，涉及甚至只是在柱的一侧没有梁连接到该柱的情形。在此情形发生时，晕圈柱环的结构，其无论存在有具有任何性质的节点连接件16的情况下都作为完全的柱环被完成，实质上是通过提供全部或部分(将解释)的梁-端连接部件而完成的，而该部件不与任何连接的梁端部具有直接的任何关联。清楚示出了对于图5描述的晕圈柱环的一部分的此种情形，在图5中可以见到靠近的、全部示出的以及全部的梁-端连接部件24与一对支座20接合，但是不直接地连接到任何关联的梁。 
虽然图5示出全部的梁-端连接部件在没有提供梁的地方被这样使用的情形，但在将通过仅使用上部梁-端连接部件的横向元件和下部梁-端连接部件的横向元件来简单地完成的这些环境下，晕圈柱环的完成也是可能的，而无须提供任何介于其间的桥接部件40。在本文中没有具体地示出 的此布置组成刚在上文提到的部分梁-端连接部件。 
当所有的重力搁置和锁定活动已经关于节点连接件16的建立而发生时，随着所得到的围绕在柱周围的晕圈柱环的完成，以及合适的全力矩连接件的全部建立，螺母和螺栓装置26以合适的预应力张力安装和紧固到螺栓杆的位置。如前文提到的，这些螺母和螺栓装置对的上部组和下部组垂直地跨在连接的梁的凸缘的平面上，对于图3中示出的梁中的一个梁的上部凸缘和下部凸缘，这些凸缘平面分别用44、46表示。此布置的重要性是：该螺母和螺栓装置的跨凸缘放置大大地提高了梁和柱连接的反撬动失效阻力(anti-prying failure resistance)，如前文提出的，因为事实上，通过节点连接件16从梁传递到柱的力由位于通过本发明的晕圈蛛状物结构的力施加点的这些螺母和螺栓装置托住。 
通过到此已经描述的内容以及附图中示出的内容，人们将理解，本发明特殊的和独有的特征是：梁和柱之间的力矩载荷仅通过柱环结构的角部以及柱的角部从梁传递到柱。这些载荷，关于此载荷从梁传递到柱的每个角部，是被自始至终地承载的并且通过与涉及的支座关联的所有焊接部分被合适地管理。换言之，将支座结合到柱的角部并围绕柱的角部的所有的焊接部分在管理梁对柱传输的载荷中发挥作用。这在由本发明的节点连接件结构提供的全力矩载荷处理中构成明显的优势以及重要的特征。 
现在将注意力转到前面提到过的间隔情形中，或存在于每个梁-端连接部件中的横向元件和柱12的表面12b之间的空间，此空间在图2和图3中用50表示。此垂直的细长空间独特地容纳用于例如通过焊接连接辅助柱加强板，比如图3中用52片段地示出的加强板的间隙，图3中见到该加强板在可能需要此辅助的柱加强的建筑框架中的位置处以逆向的或对置的垂直方向延伸离开空间50。特别重要而应注意的是：此辅助结构的连接决不干涉全力矩节点连接件16的结构或整体性。 
本发明的另一个重要和独特的特征是：节点连接件结构中的某些部件被设计成允许部件尺寸的改变，以便在普通的构造范围内容纳大于尺度D的梁深度或总的梁垂直高度。附图中的图8有助于解释此发明特征。 
在此图中，存在有片段示出的梁48的端部，该梁48具有比前文描述 的尺度D大一些量(+)的深度D+。依据本发明，容纳此新的梁深度所要求的全部是：分别地对于相关的支座20和桥接元件40，在一般地位于它们对置的端部之间的中间位置将被横切，并且将具有插入件，比如分别地用54、56表示的插入件，这些插入件被焊接到适当的位置，以便使这些部件的长度在垂直尺度延长(+)的增加量，该延长的垂直尺度用梁高D+表示。 
关于桥接元件40中的插入件56，一般的情形将是，此插入件将具有和桥接元件本身的横截面尺度相同的横截面尺度。 
在没有被切割开以容纳增加长度的插入件的每个支座在其通道20d中具有名义上连续的锥度的情形中，所提供的插入件将在其中丝毫不具有有锥度的表面，而是特定地将具有与支座的已经做好了容纳插入件的横切的横截面精确地匹配的横截面构造。 
随着完成此插入以达到更大长度的支座和更大高度的梁-端连接部件，此修改的节点连接件结构16将以与前文关于装备梁和柱之间的全力矩、精确重力搁置和锁定连接件的描述精确相同的方式运行。为了完成此容纳，不需要改变节点连接件结构中别的任何东西，并且该容纳本身将决不影响已经对于节点连接件16描述的所有其它重要性能和运行特征。 
因此，本发明对现有的全力矩连接结构，比如描述在上文参考的美国专利中的结构，提供了有价值的且有用的操作改进。本文提出且提供了已被本文称作的“晕圈柱环”-片段结构，一个或多个梁通过柱环中的单独的片段被锚固到该晕圈柱环，这些单独的片段被称为梁-端连接部件。和提到的为梁-端特定部件的片段部件一起形成的该晕圈柱环在使用中以逐个片段的方式被降低，并且以重力推动、重力最终锁定的方式成为已经被本文描述并称为接纳支座坞，即所谓的蛛状物坞的物件，该蛛状物坞采取向外伸出的支座的形式并且由向外伸出的支座界定，这些向外伸出的支座有角度地从常见的钢建筑框架柱中的典型的四个角部向外伸出。与梁-端连接部件合作的此坞以阳性-阴性有锥度的承载表面的方式互补构造以支撑晕圈柱环，并在全力矩载荷处理情形中将梁连接到与其相关的柱。 
当处于被支座蛛状物坞接纳的位置时，该晕圈柱环围绕关联的柱的外 部侧面并从关联的柱的外部侧面间隔开，同时存在于梁-端连接部件和关联的柱的表面之间的空间为细长辅助柱连接件的安装提供了完全自由的间隙空间，在需要的地方，可能需要采用此细长辅助柱连接件，以便在建筑框架中的某些位置为柱提供更大的刚度。 
如上文刚才已经描述的，构成晕圈柱环和蛛状物坞的那些部件或者那些部件中的某些部件以这样一种方式设计，使得在梁和柱的制造和预构造过程中，独特地允许某些部件的垂直设计重定位，以便容纳具有不同的梁的梁腹深度的梁的连接(连接到柱)。换言之，构成晕圈柱环和支座蛛状物坞的部件的特征是垂直间隔开的元件，这些垂直间隔开的元件的相对垂直位置变成在制造时被界定，以便使得能够非常便利地、有效地且相对低成本地准备柱来接纳具有不同的梁腹深度的梁。处理不同梁深度的此适应性使得有可能不需要重新设计重要的重力锁定的阳性和阴性锥度，这些阳性和阴性锥度在将全力矩连接重力建立在梁和柱之间的实践中起到关键作用，并且还建立同步地发生的全部且精确纠正的梁和柱的相对定位。 
从梁传递到柱的力矩载荷(a)通过晕圈柱环中以及支座中的角部独特地相通到柱，并到角部，而不是直接地到柱的表面。提到的张力螺母和螺栓装置的存在，其中该张力螺母和螺栓装置使它们以垂直地托住关联的梁中的上部凸缘和下部凸缘的平面的方式使用，引起本发明的力矩连接件有力地抵抗响应于大力矩载荷撬动的潜在损坏状态。 
因此，虽然本文中已描述了全力矩性质的独特的晕圈蛛状物节点连接件，并且示出和/或暗示了某些变化形式和修改，但应理解，可以做出其它变化形式和修改而不背离本发明的精神。 

Claims (4)

1.一种建筑框架中的柱和梁的节点连接件，包括：
直立的细长的柱，其具有间隔开的表面和多对紧邻邻近的角部，
多个细长的支座，其在沿着所述柱的长度定位的选定的共有的高度处接合到所述角部，并且所述支座中的每一个从所述角部向外延伸，
晕圈柱环，其通过重力搁置和锁定的全力矩界面连接件接合到所述支座中的每一个，并且，在这样接合时，被所述支座从所述柱间隔开，以及
细长的梁，其具有端部，所述端部在布置成邻近于所述表面中的一个并且在所述多对紧邻邻近的角部中的一对中间的位置接合到所述柱环，并从所述柱环向外延伸离开所述柱。
2.一种全力矩、重力搁置和锁定的晕圈和蛛状物的连接件，其形成在位于建筑框架中的细长的柱和细长的梁的端部之间的节点处，所述柱具有间隔开的表面和角部，所述连接件包括：
围绕柱的晕圈柱环，其锚固到至少一个梁的所述端部，
支座蛛状物坞，其在沿着所述柱的长度布置的界定的位置锚固到所述间隔开的角部，以及
全力矩、重力搁置和锁定的承载界面结构，其分布地形成在所述晕圈柱环和所述蛛状物坞中的每个上，并且使所述晕圈柱环和所述蛛状物坞互相连接，同时所述晕圈柱环在空间上围绕在所述蛛状物坞周围。
3.如权利要求2所述的连接件，其中，所述晕圈柱环是片段的以包括具体梁的梁-端连接部件，并且所述蛛状物坞采取多个支座的形式，所述多个支座中的每一个锚固到所述柱的不同的角部。
4.如权利要求3所述的连接件，其中，每个支座具有底座，所述底座围绕包裹柱的角部，并且所述底座被锚固到通过所述角部彼此接合的一对柱表面。
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