[发明专利]分离式节点板连接

说明书

本申请要求2011年2月14日提交的美国临时申请61/442,738号的优先权，其内容通过引用被结合在此。

技术领域

本发明总地涉及一种结构节点，更具体地涉及一种节点板连接，其允许连接的结构构件之间有更大的相对运动，并且简化了现场的建造。

背景技术

图1A示出了现有技术中在框架支撑结构中的典型的节点板连接。水平结构构件Bm(梁)连接至垂直结构构件C(柱)。为将对角结构构件Br(即支撑)连接至梁柱组件，使用了节点板G。支撑(通过例如销、螺栓)连接至节点板，然后节点板通常通过焊接方式连接至梁和柱。长度L_cc是柱C在节点板G的两端部之间的净长度，而长度L_bc是梁Bm在节点板G的两端部之间的净长度。

现有技术中的节点板可被焊在梁和柱上，其改进的是产生了固定性，使梁Bm和柱C之间不可能有相对运动。在实践中，这导致在梁和柱的局部产生大的内力。图1B示出了在梁Bm和柱C中的各自的弯矩M_b/M_c，以及在梁Bm和柱C中的各自的剪切力V_b/V_c，这是在使用了螺栓连接/焊接的节点板G的结构的结果。还示出了支撑Br的弯矩M_br和剪切力V_br。图1B示出了在梁Bm和柱C之间的螺栓连接的构造，如图1C所示，同样的受力发生在焊接连接的(以及焊接和螺栓共同连接的)构造中。

剪切力V_b与弯矩M_b和梁的净长度L_bC成正比(即V_b∝M_b/L_bc)。同样地，剪切力V_c与弯矩M_c和柱的净长度L_cc成正比(即，V_c∝M_c/L_cc)。增加节点板的宽度和高度来加强节点直接缩短了梁的净长度L_bC和柱的净长度L_cc，这又在通过外力(例如，风、地震等)施加于结构上同样的弯矩M_b和M_c时使得剪切力V_b和V_c变得更大。在极端情形中，如果现有技术的连接部件没有据此设计，这些大的内力可折断梁、梁柱螺栓/焊接结构、柱和/或节点板焊缝。然而，如果全部现有技术的连接部件都被设计成能承受大的内力，那么结构的重量、材料要求和成本会明显地增加。

发明内容

本发明的一实施例提供了一种结构节点。垂直柱可具有第一节点板部分。水平梁可被连接到该垂直柱。该水平梁可具有第二节点板部分，第二节点板部分没有直接连接到第一节点板部分。斜撑可活动地连接到第一节点板部分和第二节点板部分。

在一些方面，第一节点板部分可在节点位置被固定地连接到该垂直柱。水平梁可在该节点位置被固定地连接到该垂直柱。水平梁可具有固定地连接到水平梁的第二节点板部分。第二节点板部分可在节点位置与第一节点板部分间隔开。斜撑可在节点位置被活动地连接到第一节点板部分和第二节点板部分。斜撑可通过第一活动连接被活动地连接到第一节点板部分。斜撑可通过第二活动连接被活动地连接到第二节点板部分。第一和第二活动连接可彼此分开。

在一些方面，第一节点板部分和第二节点板部分可分别为由一间隙隔开的第一和第二节点板。

在一些方面，斜撑可通过多个螺栓被活动地连接到至少一个节点板上。

在一些方面，多个螺栓可穿过至少一个节点板和/或支撑的水平的、垂直的或者有角度的定向的长槽。

在一些方面，斜撑还可通过间隙内的销转动地连接。

在一些方面，第一节点板部分和第二节点板部分可为短板。短板可活动地连接到可固定至斜撑的节点板。

在一些方面，短板可通过多个螺栓被活动地连接到节点板上。

在一些方面，多个螺栓可穿过短板和/或节点板和/或支撑的水平定向的、垂直定向的、有角度定向的、或者弯曲的槽。