專利名稱：建筑框架結(jié)構(gòu)的制作方法
建筑框架結(jié)構(gòu)
本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2002年3月18日，申請(qǐng)?zhí)枮?2828574.3以及發(fā) 明名稱為"建筑框架結(jié)構(gòu)"的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
背景技術(shù)：
及

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及建筑框架結(jié)構(gòu)，尤其涉及能在該結(jié)構(gòu)中使用的獨(dú)特的柱 體、橫梁、交叉支撐及互連結(jié)構(gòu)。這里將顯示并描述本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí) 施例、其操作方法、以及幾個(gè)所示的變化實(shí)例。
本發(fā)明提出了一種新型的加長(zhǎng)柱件結(jié)構(gòu)，該柱件結(jié)構(gòu)由多個(gè)加長(zhǎng)的角 鐵形部件組裝而成，通過(guò)螺栓將這些部件及位于其間的分隔件連為一體， 其中分隔件幫助限定了柱件的最終結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的一個(gè)首選柱件實(shí)施例 中，使用了四個(gè)這種角鐵形部件， 一般來(lái)說(shuō)這些部件中的每一個(gè)均具有加 長(zhǎng)的，直角的，與普通結(jié)構(gòu)相同的角鐵形截面的形式，以及十字形分隔件 (一個(gè)或多個(gè))位于這些部件之間并將它們分隔開。這四個(gè)加長(zhǎng)部件以這 樣一種方式排列，即，它們的支腿基本上從組裝好的柱件的長(zhǎng)軸以星形方 式輻射。每個(gè)角鐵形部件的每個(gè)支腿與相鄰的一個(gè)該部件的一支腿相向而 對(duì)。
這些角鐵形部件和一個(gè)或多個(gè)分隔件是通過(guò)螺母一螺栓連接起來(lái)的， 在這些元件間形成了一摩擦界面。根據(jù)該連接具有的張緊程度，可以調(diào)節(jié) 摩擦連接的程度。角鐵形部件和分隔件的組裝連接形成了一個(gè)通常為十字 形(橫截面)的柱狀組件。每個(gè)柱狀組件在這里也稱做一個(gè)柱件結(jié)構(gòu)或一 個(gè)柱件。
給定這種柱狀組件中，顯而易見(jiàn)在一個(gè)組裝好的柱件的相對(duì)支腿之間 的區(qū)域含有空隙或凹槽。在一個(gè)建筑框架結(jié)構(gòu)中，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)最佳 方式，使用這些凹槽來(lái)接納加長(zhǎng)工字梁內(nèi)的中部腹板的改進(jìn)的插入端部區(qū)域(延伸區(qū)域)。在一個(gè)最佳實(shí)施例中，這些凹槽還容納十字支撐件的端 部，其中每個(gè)十字支撐件均具有平直的金屬塊的形式。改進(jìn)的工字梁由從 其上下凸緣去除一較短部分以產(chǎn)生一中部腹板延伸部分而得到。適當(dāng)?shù)脑O(shè) 置在柱件的角鐵形部件的凸緣以及橫梁的中部腹板延伸部分端部上的螺 栓孔或開口與螺母一螺栓組件一起配合來(lái)完成一柱件和一橫梁間的固定 組裝。在這種立柱/橫梁組件中，柱件和橫梁通過(guò)一摩擦界面直接相互接 合，其摩擦接合的程度可利用螺母一螺栓來(lái)調(diào)整。
對(duì)于這種柱件/橫梁的相互連接，設(shè)置在工字梁的腹板末端凸起處的 最低處的開口具有一個(gè)向下開的鉤狀件形式，在一個(gè)構(gòu)架結(jié)構(gòu)的快速、初 始組裝中，該鉤狀件延伸進(jìn)入柱件的凸緣間的開放或凹入?yún)^(qū)域。在重力的 影響下，暴露并面向下方的鉤狀件掛住并架在一預(yù)裝的螺母一螺栓組件， 其中螺栓的桿部延伸通過(guò)并橫跨一對(duì)凸緣間的區(qū)域來(lái)起一""^子的作用，鉤 狀件可以定位于該卡子上并達(dá)到重力穩(wěn)定。這種定位快速地引入了被組裝 構(gòu)架的初始穩(wěn)定性，并且起到指示柱件和橫梁的正確的相對(duì)位置的作用。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的最佳實(shí)施方式可以被改進(jìn)并可能在某些應(yīng)用中 實(shí)現(xiàn)。例如，柱件可以由三根而不是四根加長(zhǎng)部件形成。對(duì)于僅具有三根 這種部件的柱件，這些元件的支腿間的內(nèi)角，環(huán)繞著柱件的長(zhǎng)軸前進(jìn)，可
以是120。一120。一120。、 135。一139。一90°或180。一90。一90。。對(duì)這些組合 的說(shuō)明在這里僅用于說(shuō)明而無(wú)法列舉。
另一個(gè)改進(jìn)部分包括交叉支撐件的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)。這種構(gòu)造可以是例如 一個(gè)直角角鐵的形式、 一個(gè)管狀件的形式，或一個(gè)由平板和角鐵構(gòu)成的焊 接組件的形式。對(duì)這些組合的說(shuō)明在這里僅用于說(shuō)明而無(wú)法列舉。
盡管可以根據(jù)本發(fā)明制造不同長(zhǎng)度的用部件組裝的柱件，但是該長(zhǎng)度 主要由設(shè)計(jì)者選擇，這里特別展示并討論兩種不同的長(zhǎng)度。這兩個(gè)長(zhǎng)度之 中主要的一個(gè)是長(zhǎng)度為一個(gè)多層建筑中的典型兩層樓高度的柱件。另一個(gè) 長(zhǎng)度是柱件大致上具有一層樓高度的長(zhǎng)度。各個(gè)柱件頭尾相連的堆疊在一 起以形成加長(zhǎng)的豎直的柱件堆疊體，該柱件堆疊體確定了整個(gè)建筑構(gòu)架的高度。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有趣的特征，兩個(gè)柱件堆疊體頭尾抵接，這種抵接基本存在于最終建筑的一個(gè)預(yù)期樓層高度的位置處。在該位置，根據(jù)本發(fā) 明的特別特征，在這些端部連接的堆疊柱件間產(chǎn)生 一個(gè)直接的結(jié)構(gòu)銜接， 該銜接是通過(guò)螺母一螺栓連接的橫梁的中部腹板的端部延伸區(qū)域而建立。 因此，根據(jù)本發(fā)明，橫梁和柱件間的結(jié)構(gòu)連接作為相鄰的堆疊柱件間的連 接銜接件。引入到銜接的螺母一螺栓組件中的張緊程度控制了橫梁和柱件 間存在的摩纟寮接合的程度。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)有趣的特征，提供了一種獨(dú)特方法，該方法是在 多個(gè)豎直的矩形區(qū)域引入垂直平面交叉支撐的方法，其中這些矩形區(qū)域被 一對(duì)垂直隔開的橫梁和一對(duì)水平隔開的柱件跨越。盡管可以將不同的特定 部件用作交叉支撐結(jié)構(gòu)，但是其中 一種非常有用并在這里顯示的是交叉并 支撐這種間隔的普通的平直鋼條。這些鋼桿的兩端被用鏍栓固定在柱件的 角鐵形部件的相對(duì)凸緣間的凹槽處。
從下面的詳細(xì)描述和附圖可以很明顯的看到，在一個(gè)根據(jù)本發(fā)明形成 的建筑結(jié)構(gòu)的柱件和橫梁間作用并傳遞的力位于通過(guò)柱件和橫梁的中心 縱軸的豎直平面內(nèi)。因此，如所希望的，負(fù)荷操縱基本上在相鄰的連接部 件之間的中心處進(jìn)行。通過(guò)交叉支撐元件傳遞的力也基本上位于同 一平面 內(nèi)。
螺母一螺栓，即本發(fā)明提出的用于細(xì)長(zhǎng)柱件和分隔件間以及橫梁和柱 件間的相互連接區(qū)域的摩擦界面連接，允許在某些特定負(fù)荷環(huán)境下在這些 部件間有限量的相對(duì)滑動(dòng)。這種滑動(dòng)加強(qiáng)了建筑構(gòu)架結(jié)構(gòu)的負(fù)荷承載能 力，并以無(wú)害的熱的形式^是供了 一定量的能量消耗。
下面給出的本發(fā)明的詳細(xì)描述將清楚地顯示本發(fā)明在幾個(gè)方面的特 殊特征和優(yōu)勢(shì)。
本發(fā)明提出的另 一種設(shè)計(jì)包括了 一種位于橫向相鄰的水平橫梁中部 區(qū)域間的跨梁連接。帶有通孔的連接件擰到并穿過(guò)相鄰橫梁的中部腹板， 并具有一些與可用作銜接件的柱件的凸緣端部區(qū)域相同的某些特征，以允 許安裝加長(zhǎng)的跨梁，該梁連接于橫梁與橫梁之間，并位于一對(duì)柱件中間的 位置。
附圖概述

圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的一建筑框架結(jié)構(gòu)的一部分的示意性的桿件圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的一柱件的上端部分視圖，并被用在圖1所示
的建筑框架結(jié)構(gòu)中。
圖3是圖2中部分顯示的柱件的頂端軸向視圖。
圖4、 5A和5B以分離的方式分別顯示了用在圖2和圖3中柱體的柱 體分隔件和組成該分隔件的各部件。
圖6是根據(jù)本發(fā)明使用的一特定構(gòu)造的工字梁的部分等距圖。
圖7是一特定構(gòu)造的槽型橫梁的部分等距圖。該梁也可根據(jù)本發(fā)明來(lái) 使用。
圖8是顯示互連結(jié)構(gòu)的部分視圖，該互連結(jié)構(gòu)存在于圖1的框架結(jié)構(gòu) 中的堆疊柱件和橫梁間，以及柱件和對(duì)角的交叉支撐件間。
圖9是詳細(xì)顯示在組裝及連接橫梁和一對(duì)堆疊柱件的初始步驟的部 分視圖。
圖IO是顯示大致如圖9中所示部件的等距的放大視圖。
圖11顯示在兩個(gè)橫梁和一對(duì)堆疊柱件間的已完成的銜接連接狀態(tài)的 示意圖。
圖12是沿圖11中的剖面線12-12剖開的^L圖。
圖13是與圖9非常相似的一個(gè)視圖，不同之處在于此處所示為橫梁 和柱件間的相互連接位于柱件兩端的垂直中間位置處。
圖14是顯示使用在圖1的建筑框架結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的柱件堆疊體下端處 的一基板結(jié)構(gòu)的4見(jiàn)圖。
圖15是與圖2類似的一部分視圖，其顯示了本發(fā)明的一個(gè)特征，即 在柱體中的角鐵形部件能夠相對(duì)于另 一角鐵形部件和該柱體中的一分隔 件(未顯示)獨(dú)立、縱向地移動(dòng)。
圖16和17是比較一普通的矩形管狀柱體和一根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的交叉 形柱體的視圖，它們以不同的方式容納建筑物的內(nèi)墻結(jié)構(gòu)在其上的固定。圖18和19與圖3類似，區(qū)別在于所顯示的是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的一個(gè) 組裝的星形橫截面的柱體的兩種不同的改進(jìn)形式。
圖20部分性地顯示了一個(gè)交叉橫梁連接的端部。
圖21和22顯示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的柱體的改變形式的兩種不同的橫截面。
圖23-25顯示了交叉支撐件的各種改變形式。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在來(lái)看附圖，首先參見(jiàn)附圖l-5B,圖1中表示的是根據(jù)本發(fā)明構(gòu) 造的一個(gè)多層建筑構(gòu)架結(jié)構(gòu)的一節(jié)段部分21。在構(gòu)架結(jié)構(gòu)21中，顯示了 四個(gè)柱件堆疊體22、 24、 26和28，每個(gè)柱件堆疊體由多個(gè)頭尾連接的根 據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的接銜細(xì)長(zhǎng)柱件構(gòu)成。這里所用的術(shù)語(yǔ)"柱件堆疊體"是指 多個(gè)端部連接的柱件，而所用的詞"柱件"代表根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的單個(gè)柱 件體。為了顯示本發(fā)明提供的典型的多功能性，在這些柱件堆疊體中顯示 了兩種不同類型的柱件一雙層樓柱件和單層樓柱件。
堆疊體22中的三個(gè)柱件以30、 32和34顯示。正如隨后將更詳細(xì)地 描述的，柱件32的上端32a連接到柱件30的下端，柱件32的下端32b 連接到柱件34的上端。柱件30 (僅部分地顯示)和32是兩層樓柱件(見(jiàn) 長(zhǎng)度L)，柱件34是單層樓柱件(見(jiàn)長(zhǎng)度I)。另一柱件專門在圖1中用 35表示。該柱件實(shí)質(zhì)上與柱件32的結(jié)構(gòu)相同。
在圖1所示的幾個(gè)柱件堆疊體之間延伸并連接到這些堆疊體上的是 多根水平的橫梁，如以36、 38和40表示的三根橫梁。這三根橫梁中的相 鄰兩根間的距離是相同的，并具有構(gòu)架結(jié)構(gòu)21的一層樓高度的間距。在 圖1中，橫梁36以其近端在柱件30、 32之間的頭尾連接處銜接(下面將 進(jìn)行解釋)到柱件堆疊體上。在圖1中，橫梁38以其近端連接到柱件32 的相對(duì)端(上端和下端)的垂直中心處。在圖1中，橫梁40以其近端連 接到柱件32、 34之間的頭尾連接處。正如將要解釋的，上述橫梁36、 40 的端部連接到柱件堆疊體22內(nèi)的柱件上的方式與圖1中橫梁38的近端連接到柱件32的上下兩端間的中心處的方式稍有不同。
如圖1中所示，具有多個(gè)較大的黑點(diǎn)。這些黑點(diǎn)代表分隔件或分隔結(jié) 構(gòu)的位置，這些分隔件或分隔結(jié)構(gòu)形成了構(gòu)架結(jié)構(gòu)中使用的多個(gè)柱件的部
分結(jié)構(gòu)。例如，圖1中42、 44處顯示的是構(gòu)成柱件32的一部分的兩個(gè)黑 點(diǎn)(分隔件)。這兩個(gè)點(diǎn)顯示了柱件32內(nèi)的分隔點(diǎn)在結(jié)構(gòu)21中的位置， 其大致上位于樓層的中點(diǎn)處。因此，點(diǎn)42代表柱件32內(nèi)的一分隔件，該 分隔件通常是垂直地位于橫梁36、 38間的中心處。點(diǎn)44以及其所代表的 柱件32內(nèi)的分隔件通常是垂直地位于橫梁38、 40間的中心處。黑點(diǎn)45 代表單層樓柱件34內(nèi)的一分隔件，該分隔件通常是垂直地位于橫梁34的 上下兩端的垂直中心處。圖1中的空心點(diǎn)代表在各柱件堆疊體內(nèi)的垂直相 鄰柱件間的頭尾連接。
圖2和圖3更詳細(xì)地顯示了柱件32的結(jié)構(gòu)，以及圖1所示柱件堆疊 體中使用的各種柱件中的許多其它結(jié)構(gòu)。柱件32在這里具有四個(gè)細(xì)長(zhǎng)的 角鐵形部件46、 48、 50和52。這些角鐵形部件基本上彼此平行，并平行 于柱件32的中心長(zhǎng)軸32c。部件46、 48、 50和52中的每一個(gè)都具有一 個(gè)直角橫截面，該直角橫截面由有角度地相交的支腿，如部件46中的支 腿46a、 46b形成。這些支腿在一個(gè)諸如拐角46c的細(xì)長(zhǎng)的線性拐角處匯 合。拐角46c緊鄰軸線32c并基本上與其平行。
如圖所示，柱件32通常具有一個(gè)交叉形狀的橫截面結(jié)構(gòu)，其以這樣 一種方式形成，即，使角鐵形部件內(nèi)的各支腿基本上從軸線32c處橫向向 外輻射(星形)。每個(gè)角鐵形部件中的每各支腿與下一相鄰角鐵形部件的 一支Mi禹開、彼此面對(duì)并基本平行。
如圖2所示，在柱件32的上端區(qū)域32a設(shè)置有對(duì)齊的通孔，諸如設(shè) 置在凸緣46b上的通孔54。正如將要解釋的，這些通孔用于連接諸如橫 梁36的橫梁，以及用于銜接到諸如橫梁30的上部橫梁的底側(cè)。
在前面提到的圖1中的黑點(diǎn)42、 44的位置處，設(shè)置了交叉形狀的由 兩部件構(gòu)成的分隔件，諸如在圖3—5B中不同顯示的分隔件42。該分隔 件42由兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的部件構(gòu)成，其中 一個(gè)是在圖5A中單獨(dú)顯示的42a， 另一個(gè)是在圖5B中單獨(dú)顯示的42b。這些分隔部件具有中部凹口，使得它們能夠如圖4裝配在一起，并且部件42a、 42b的向外延伸部分i殳置有 通孔，諸如顯示在部件42b中的孔56。
分隔件42通常位于橫梁36、 38的縱向中心處，并位于柱件部件46、 48、 50和52的相對(duì)支腿之間。該分隔件利用合適的螺母一螺栓組件，如 圖3中以58所示的組件并通過(guò)設(shè)置在部件46、 48、 50、 52的支腿中的合 適的容納通孔(未顯示)而擰在其位置處。類似地，分隔件44被置于立 柱32內(nèi)垂直地位于橫梁38、 40的中心處。當(dāng)位于其位置時(shí)，這些分隔件 將柱件的角鐵形部件分隔開并且這些分隔件的中心線與前面提到的柱件 軸線32c重合。每個(gè)部件42a、 42b的厚度最好大約等于橫梁的中心腹板 部分的厚度，其中橫梁用在圖1所示的建筑構(gòu)架結(jié)構(gòu)中。
在每個(gè)柱件中，角鐵形部件、分隔這些部件的一個(gè)或多個(gè)分隔件、以 及將所有東西綁在一起的螺母一螺栓組件(以及相關(guān)的通孔)以這樣一種 方式相互包容，即與每個(gè)分隔件相應(yīng)的區(qū)域處具有一摩擦界面。該界面可 以允許在這些元件之間有一特定小量的相對(duì)縱向運(yùn)動(dòng)(沿柱件的長(zhǎng)軸方 向)。引進(jìn)到螺母一螺栓組件中的松緊程度決定了摩擦接合的程度，因而 該摩擦接合是可選擇及可調(diào)節(jié)的。本發(fā)明的該特征的重要性將在下面更詳 細(xì)地描述。
一個(gè)組裝好的柱件，如柱件32,呈四個(gè)彼此間如上所述并顯示的方 式布置的直角的角鐵形部件組裝在一起的形式，并通過(guò)螺母一螺栓組件保 持在一起，其中螺母一螺栓組件將這些角鐵形部件夾持在諸如分隔件42、 44的分隔件上。該結(jié)構(gòu)的結(jié)果是具有沿著柱件32的長(zhǎng)度橫向向外的開口 或凹槽，這些開口或凹槽部分地由角鐵形部件的相對(duì)支腿間存在的間隔構(gòu) 成。
這些凹槽在這里被用來(lái)容納諸如橫梁36、 38、 40等橫梁的中部腹板 的延伸端部，這將在下面描述。
暫時(shí)轉(zhuǎn)向圖15,此處，部分顯示的角鐵形部件46、 48、 50、 52是分 隔開的部件。在圖15中，虛線60和虛線箭頭62顯示了角鐵形部件48從 其相對(duì)于另外三個(gè)角鐵形部件46、 50、 52的實(shí)線輪廓位置稍稍向上位移。 類似地，雙點(diǎn)劃線64和雙點(diǎn)劃線箭頭66顯示了角4失形部件50相對(duì)于部件46、 48、 50向上的位移。部件48、 50的這些移動(dòng)位置在圖15中被夸 大了。這么做是為了清楚地顯示本發(fā)明的一個(gè)特征(前面提到過(guò))，即， 這些內(nèi)置于角鐵形部件和間隔件間的緊固區(qū)域之中的冗余是如此工作的， 即在能使柱件32產(chǎn)生彎曲的嚴(yán)酷負(fù)荷條件下，其中的角鐵形部件實(shí)際上 可以;波此相對(duì)地稍稍移動(dòng)>^人而有點(diǎn)象作為獨(dú)立部件起作用。這種移動(dòng)在這 些元件彼此接觸的區(qū)域產(chǎn)生摩擦的、消耗能量的減速作用。根據(jù)本發(fā)明構(gòu) 造的柱件的這種能力提供了這樣一種柱件，即該柱件可以起到吸收作用到 建筑構(gòu)架上的震動(dòng)的熱能消耗器的作用。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖6， 7, 18和19,從圖6開始，其以36部分地顯示了前 面提到的橫粱36的一端部。橫梁36包括一個(gè)中部腹板36a和上下凸緣 36b和36c。如圖所示，凸緣36b和36c的一較短部分已經(jīng)—皮去除以產(chǎn)生 并暴露來(lái)自于中部腹板36a的延伸部分36d。
在延伸部分36d上設(shè)置有三個(gè)在垂直方向上間隔開的通孔36e和一個(gè) 朝下的通孔狀鉤狀件36f。這種根據(jù)本發(fā)明的設(shè)置而從普通工字梁改造的 形式如何工作，將在下面描述。
圖7中以68顯示了用于本發(fā)明的另一橫梁結(jié)構(gòu)。橫梁68由一種普通 的槽形元件改成，該槽形元件具有一中部腹板68a和上下凸緣68b和68c。 上下凸緣的端部已經(jīng)被如圖所示地去除，來(lái)得到并暴露一來(lái)自于中部腹板 68a的延伸部分68d。延伸部分68d與前面提到的圖6中的延伸部分36d 類似，也包括三個(gè)通孔68e和一個(gè)通孔狀鉤狀件68f。不必更多的描述， 就可以清楚如何用槽狀橫梁68替代工字梁36。
圖18和19顯示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的星形橫截面柱件結(jié)構(gòu)的改進(jìn)形 式。在圖18中顯示一個(gè)柱件70,該柱件70具有由角4^形部件72、 74、 76形成的一種三邊結(jié)構(gòu)。部件72、 74、 76包括成對(duì)的以一定角度相交的 細(xì)長(zhǎng)支腿，諸如支腿72a和72b,它們?cè)谝粋€(gè)諸如拐角72c的細(xì)長(zhǎng)線性拐 角處交接，其中該拐角基本上平行于并稍許離開柱件70的長(zhǎng)軸70a。在 圖18顯示的特定結(jié)構(gòu)中，三個(gè)角鐵形部件中的每一個(gè)在成對(duì)的支腿間的 內(nèi)角大約為120度。
合適的分隔件結(jié)構(gòu)，在柱件70的部件72、 74和76間的以78顯示的分隔件以與前述在諸如部件46、 48、 50和52的柱件部件間的分隔件42 相同的方式起作用。分隔件和角鐵形部件間的連接也與柱件32的前述連 接相似。
在圖19中顯示了另一種柱件結(jié)構(gòu)80，具有與圖18中顯示的柱件70 類似的一種三邊結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)化的目的，附圖18中用于柱件70的幾個(gè)部 件的同一套參考標(biāo)號(hào)也用于圖19中的柱件80的相似位置和相似部件。柱 件80和柱件70間的主要不同在于，在柱件80中，兩個(gè)角鐵形部件的以 一定角度相交的支腿具有大約135度的內(nèi)角，第三個(gè)角鐵形部件的支腿具 有大約90度的內(nèi)角。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)回圖8_12,圖8更詳細(xì)地顯示了建筑結(jié)構(gòu)21內(nèi)的包括柱件 30， 32和橫梁36, 38的區(qū)域的細(xì)節(jié)。在該圖中，柱件和橫梁彼此間完全 組裝在一起，其中橫梁36的端部區(qū)域36d產(chǎn)生了柱件30和32之間的頭 尾銜接，橫梁38的端部區(qū)域通過(guò)螺母一螺栓組件連接到基本上位于柱件 32的兩端間的縱向中心區(qū)域處。應(yīng)當(dāng)記得，柱件32具有基本上橫跨構(gòu)架 結(jié)構(gòu)21的兩層樓尺寸的長(zhǎng)度。如圖8中所示， 一個(gè)具有四個(gè)螺母一螺栓 組件的螺母一螺栓模式被用在柱件30， 32和橫梁38間的連接區(qū)域。在柱 件32和橫梁38間的連接區(qū)域，其處在柱件間沒(méi)有發(fā)生銜接，橫梁36的 端部也利用螺母一螺栓組件構(gòu)成的四個(gè)螺母一螺栓模式連接到柱件部件 46, 48的支腿。這樣，在橫梁36的端部連接區(qū)域包括三個(gè)通孔和一個(gè)朝 下的鉤狀件。類似地，在橫梁38的端部區(qū)域也包括三個(gè)通孔和一個(gè)朝下 的鉤狀件。
如圖8中所示， 一個(gè)交叉支撐結(jié)構(gòu)包括一對(duì)桿件結(jié)構(gòu)的交叉支撐件 82, 84。這兩個(gè)交叉支撐件橫跨由橫梁36, 38和柱件32, 35構(gòu)成的矩形 區(qū)域。這兩個(gè)交叉支撐件的端部延伸通過(guò)并位于角鐵形部件的支腿間的間 距/凹槽之間，并通過(guò)位于圖8中以86, 88顯示的區(qū)域處的螺母一螺栓 組件適當(dāng)?shù)毓潭ㄔ谀抢?。交叉支撐?2, 84與橫梁36, 38的長(zhǎng)軸和柱件 32的長(zhǎng)軸基本上位于同一平面內(nèi)。
圖9顯示了在橫梁36和柱件30， 32相互連接之前的各部件的情況。 在圖9的實(shí)線部分，柱件32的上端初始地設(shè)置有一螺母一螺栓組件90,螺栓的桿部延伸通過(guò)設(shè)置在角鐵形部件46， 48上的通孔中的最下面一個(gè)。 柱件30還不占據(jù)其在圖9中的實(shí)線位置，而是位于圖9中的向上有一定 間隔的點(diǎn)劃線位置處。
橫梁36的端部包括中部腹板延伸部分36d，其朝向角鐵形部件46, 48間的凹槽并如彎箭頭92所示進(jìn)入一合適位置。這包括延伸部分36d在 部件46, 48間的插入以及利用重力將鉤子36f鉤在螺母一螺栓組件90的 螺栓桿上。
然后橫梁36定位使得其長(zhǎng)軸基本上垂直于柱件32的長(zhǎng)軸，而柱件 30被降低進(jìn)入到它在圖9中實(shí)線所示的位置。當(dāng)此操作發(fā)生后，設(shè)置在 橫梁延伸部分36d、柱件32上端和柱件30下端的通孔排列成一條直線， 從而允許螺母一 螺栓組件相對(duì)于所示的其它通孔插入并擰緊。
這得到了一個(gè)柱件30, 32和橫梁36間完成了的組裝，其中橫梁36 的腹板延伸部分36d在柱件30, 32的相鄰端間產(chǎn)生了 一銜接。該情況清 楚地顯示在圖11和12中。圖IO也有益于說(shuō)明該情況，在該圖中顯示的 是將上面的柱件30向下降低到柱件32的上端之前的這些部件的情況。使 用的用于產(chǎn)生橫梁36和柱件30, 32間的相互銜接的多個(gè)螺母一螺栓組件 被適當(dāng)?shù)財(cái)Q緊，來(lái)建立預(yù)期程度的摩擦的相互接合，該摩擦的相互接合直 接存在于橫梁36和柱件30, 32的相對(duì)表面間。
圖13顯示了發(fā)生在橫梁38和柱件32的垂直中部間的相互連接的同 樣的過(guò)程。
現(xiàn)在來(lái)完成對(duì)各附圖中顯示的內(nèi)容的描述，圖14顯示了一個(gè)用在構(gòu) 架結(jié)構(gòu)21中的基板結(jié)構(gòu)94,其與諸如柱件堆疊體22的不同柱件堆疊體 的基部相鄰。這些基板結(jié)構(gòu)將堆疊體有效地連接到基礎(chǔ)(未顯示)上?；?板結(jié)構(gòu)94包括一通常為水平的板96,在板96上表面上焊接有一交叉結(jié) 構(gòu)98。該交叉結(jié)構(gòu)是基本上與分隔件42相同的一分隔件結(jié)構(gòu)。該交叉結(jié) 構(gòu)接受堆疊體22中的最下面柱件的下端，該柱件利用相對(duì)的分隔開的支 腿在其下端容納該交叉結(jié)構(gòu)。合適的螺母一螺栓組件(未顯示)將這些部 件固定在該基板結(jié)構(gòu)上。
圖16和17示意性地顯示了本發(fā)明的其它方面。在這兩個(gè)圖中特別使用了一比較的方式來(lái)顯示其不同之處，即在使用一普通的矩形管狀柱件
(圖16)和使用根據(jù)本發(fā)明的一交叉形柱件(圖17)的不同情況下，它 存在于在一建筑物的拐角處匯合的墻壁(具有厚度W)處。
在圖16中，顯示了一個(gè)普通的中空矩形的方形4黃截面柱件100與四 個(gè)內(nèi)墻結(jié)構(gòu)102、 104、 106和108。值得注意的是，如果使用具有圖17 中所示墻壁厚度的墻結(jié)構(gòu)，柱件100的拐角將突出并暴露在外。為了不使 這些拐角突出，則必須增大墻壁厚度，而增大的墻壁厚度將轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)完 成的建筑物內(nèi)的可用樓層空間的減小。
如圖17中所示，其顯示了一個(gè)柱件32的橫截面的橫向周界輪廓，這 些相同的墻壁結(jié)構(gòu)102、 104、 106、 108以這樣一種方式集合在一起，即， 它們的拐角不會(huì)由于柱件的任何部位的突出而被破壞。
在圖20中，部分地顯示了位于一對(duì)相互垂直的橫梁110、 112之間的 跨梁連接(僅顯示了一端)，其中橫梁110、 112可以形成圖1中構(gòu)架結(jié) 構(gòu)21的一部分。特別地，橫梁110的縱向中心區(qū)域具有兩對(duì)(通過(guò)螺栓) 連接到其中部腹板iioa兩側(cè)的直角連接件，諸如那對(duì)容納在其中的連接 件114、 116。連接件114、 116分別包括隔開的平行的支腿114a、 116a, 它們基本上以與前述角鐵形部件46、 48、 50和52的支腿間設(shè)置的間距相 同的間距分隔開(如圖所示)。
包括諸如兩個(gè)以118顯示的孔的四個(gè)通孔設(shè)置在支腿114a、 116a上。 一個(gè)螺母一螺栓組件120配置在最下面的相對(duì)通孔中，螺栓的桿部橫跨支 腿114a、 116a之間的區(qū)域。
部分地顯示但還未連接的是,設(shè)置有帶通孔的中部腹板延伸部分112a 的橫梁112的端部，其中最下面的通孔實(shí)際上是一與前述鉤狀件36f相似 的鉤狀件112b。橫梁IIO、 112的完整連接基本上以與上述柱件一橫梁連 接相同的方式完成。
圖21顯示了一個(gè)用于細(xì)長(zhǎng)部件的改進(jìn)的柱件130的橫截面，該柱件 包括一個(gè)平4反132、兩個(gè)直角的角4^形部件134， 136。 一個(gè)與這些部件一 起^f吏用的分隔件結(jié)構(gòu)以138顯示。圖22顯示了具有另一改進(jìn)的橫截面形狀的柱件140,該柱件包括一 個(gè)槽形件142、兩個(gè)直角的角4失形部件144、 146。 一個(gè)與這些部件一起使 用的分隔件結(jié)構(gòu)以148顯示。
圖23顯示了一改進(jìn)的交叉支撐結(jié)構(gòu)150,其通過(guò)將一平板152和一 角鐵154焊接在一起組成。
圖24顯示了交叉支撐結(jié)構(gòu)的另一改進(jìn)形式156,其具有普通的直角 角鐵的形狀。
圖25顯示了交叉支撐結(jié)構(gòu)的另一改進(jìn)形式，其具有一直線的管狀結(jié)構(gòu)。
目前已經(jīng)全部顯示并描述了本發(fā)明的特殊特征。本發(fā)明的柱件和橫梁 部件，其可以使用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的橫截面部件容易地構(gòu)成，以允許可以非常容 易地、直觀地和極度精確地就地組裝和構(gòu)造。螺母一螺栓連接件，基本上 就是由這些組件組裝成一個(gè)建筑構(gòu)架所需的所有東西，建立起所有所需的 連接和接合，而不需要使用焊接。柱件和橫梁之間的連接區(qū)域極其重要，
在該處橫梁端部產(chǎn)生了在垂直堆疊的相鄰柱件間的承載負(fù)載的銜接。類似 的連接還存在于橫梁和橫梁之間。具有各種不同可行結(jié)構(gòu)的多組件組裝的 柱件，具有明顯小于可比較的重力承載管狀柱件的重力覆蓋區(qū)域。相互連 接的柱件、橫梁和交叉連接結(jié)構(gòu)在同一個(gè)包含各自縱軸的豎直平面內(nèi)傳遞 和控制負(fù)荷。相對(duì)運(yùn)動(dòng)、能量消耗、摩擦連接存在于(a)柱件內(nèi)，(b) 柱件、橫梁和交叉連接件之間，和(c)從橫梁到橫梁，以對(duì)傳遞到建筑 物的猛烈負(fù)荷提供合適及寬泛的反應(yīng)。
權(quán)利要求
1. 一種在一對(duì)名義上合適位置的、在先安裝的建筑-構(gòu)架柱件之間安裝細(xì)長(zhǎng)工字梁的方法，在安裝所述梁之前，所述建筑-構(gòu)架柱件由大體合適的橫向距離間隔開，并且其中所述梁包括通常平面的、豎直的中部腹板，所述方法包括為上述兩個(gè)間隔開的柱件中的每一個(gè)柱件建立并且是在其內(nèi)建立(a)一對(duì)間隔開的、基本上平行的-平面的板部件，所述板部件起錨固點(diǎn)的作用，并被以形成直立的、通常為平面的、易于垂直向下垂直地進(jìn)入的、頂部敞開的梁-腹板容納區(qū)域的方式間隔開，所述容納區(qū)域具有適于自由地容納所述梁的中部腹板厚度的橫向?qū)挾龋?b)橫跨部件，所述橫跨部件在位于所述容納區(qū)域的敞開的頂部之下的位置在所述板部件之間延伸；制備所述梁的中部腹板的相對(duì)端中的每一個(gè)以使，(a)在垂直方向沒(méi)有障礙物以便允許所述腹板端部向下插入所提及的特征性的容納區(qū)域，并穿過(guò)所述容納區(qū)域的所述敞開的頂部，以及(b)具有面朝下的鉤狀件，所述鉤狀件設(shè)計(jì)成通過(guò)重力而向下掛住并架靠到所提及類型的橫跨部件上；垂直降低制備好腹板端部的梁以使其制備好的腹板端部插入到所述容納區(qū)域中，所述容納區(qū)域與兩個(gè)間隔開的所述建筑-構(gòu)架柱件相配的、已建立的錨固點(diǎn)相關(guān)，其中制備好的腹板端部中的鉤狀件掛住且變成架靠到與所述固定點(diǎn)相關(guān)的所述橫跨部件上，并且所述建筑-構(gòu)架柱件之間預(yù)先降低的橫向間隔無(wú)需任何可察覺(jué)的增加，以及通過(guò)所述垂直降低步驟，(a)使降低的梁通過(guò)重力與間隔開的建筑-構(gòu)架柱件連接并互連，并且(b)在所述降低的梁與互連的、間隔開的建筑-構(gòu)架柱件之間形成重力穩(wěn)定的、合適的空間互鎖構(gòu)造的狀態(tài)。
2. —種建筑構(gòu)架中的柱件/柱件/工字梁互連，其包括 對(duì)于一對(duì)下一個(gè)-相鄰的、橫向間隔的柱件中的每一個(gè)柱件來(lái)說(shuō)，一對(duì)平行間隔的、豎直平面板部件可操作地與所述柱件的側(cè)面連接；細(xì)長(zhǎng)的、通常為水平的工字梁，其包括通常為豎直的平面的中部腹板， 帶有垂直地清除了凸緣的相對(duì)端，所述相對(duì)端被構(gòu)造成相對(duì)于所述成對(duì)的所述板部件通過(guò)滑動(dòng)垂直間隙而延伸入所述部件之間存在的空間內(nèi)，以及 在與梁、柱件以及所述成對(duì)部件的每一個(gè)中的所述板部件相關(guān)的這類建筑構(gòu)架中建立的結(jié)構(gòu)關(guān)系，所述關(guān)系的特征為(a)所述腹板端部在所 述成對(duì)的部件之間的垂直-移動(dòng)間隙布置，以及(b)由此建立自動(dòng)相互連 接的、合適的相對(duì)的空間三維關(guān)系以及在構(gòu)架中設(shè)置這樣相互連接的梁與 柱件。
3. —種建筑構(gòu)架中的工字梁/工字梁/工字梁互連，其包括 對(duì)于一對(duì)下一個(gè)-相鄰的、橫向間隔的工字梁中的每一個(gè)工字梁來(lái)說(shuō)，一對(duì)平行間隔的、豎直的平面板部件可操作地與這些梁的面對(duì)的側(cè)面連接；細(xì)長(zhǎng)的、通常水平的相互連接的工字梁，其包括通常為豎直的平面的 中部腹板，帶有垂直地清除了凸緣的相對(duì)端，所述相對(duì)端被構(gòu)造成相對(duì)于 所述成對(duì)的所述板部件通過(guò)滑動(dòng)垂直間隙而延伸入所述部件之伺存在的 空間內(nèi)，以及在與相互連接的梁、橫向間隔的梁以及所述橫向間隔的梁的每一個(gè)中 的所述板部件相關(guān)的這類建筑構(gòu)架中建立的結(jié)構(gòu)關(guān)系，所述關(guān)系的特征為(a )所述腹板端部在所述成對(duì)的部件之間的垂直-移動(dòng)間隙布置，以及(b ) 由此建立自動(dòng)相互連接的、合適的相對(duì)的空間三維關(guān)系以及在構(gòu)架中設(shè)置 這樣相互連接的梁。
4. 一種在一對(duì)間隔的、名義上合適位置的、在先安裝的建筑構(gòu)架元 件之間的梁交叉連接部，所述建筑構(gòu)架元件具有面對(duì)的側(cè)面，每一個(gè)元件 可以是柱件或梁，所述交叉連接部包括對(duì)于那些建筑構(gòu)架元件中的每一個(gè)元件來(lái)說(shuō)， 一對(duì)平行的-間隔的、 豎直的平面板部件可操:作地與所述元件各自的面對(duì)的側(cè)面連接；細(xì)長(zhǎng)的、通常為水平的交叉連接的工字梁，其包括通常為豎直的平面 的中部腹板，帶有垂直地清除了凸緣的相對(duì)端，所述相對(duì)端被構(gòu)造成相對(duì) 于所述成對(duì)的所述板部件通過(guò)滑動(dòng)垂直間隙而延伸入各自對(duì)內(nèi)的所述部 件之間存在的空間內(nèi)，以及在與交叉連接的梁、所述成對(duì)的建筑構(gòu)架元件以及每對(duì)部件中的所述 成對(duì)的板部件相關(guān)的上述建筑構(gòu)架中建立的結(jié)構(gòu)關(guān)系，所述關(guān)系的特征為(a)預(yù)先以垂直移動(dòng)的間隙將所述腹板端部放置在所述成對(duì)部件之間，以及(b)通過(guò)在構(gòu)架中這樣設(shè)置合適的相對(duì)的空間三維關(guān)系和設(shè)置這樣 交叉連接的梁與建筑-構(gòu)架元件而建立的自動(dòng)的相互連接部。
5. —種在一對(duì)名義上合適位置的、在先安裝的建筑構(gòu)架元件之間安 裝細(xì)長(zhǎng)工字梁作為交叉連接部的方法，所述建筑構(gòu)架元件面向彼此，并且 可以是柱件或梁，且在該梁安裝之前，所述建筑構(gòu)架元件可進(jìn)一步由大體 合適的橫向距離間隔開，并且進(jìn)一步，其中所述梁包括通常為豎直的平面 的中部腹板，所述方法包括為所^是及的兩個(gè)面向;f皮此的元件中的每一個(gè)元件，建立(a) —對(duì)間 隔的、基本上平行的-平面的板部件，所述板部件起錨固點(diǎn)的作用，并且 以形成通常為豎直平面的、易于垂直向下垂直地進(jìn)入的、頂部敞開的梁-腹板容納區(qū)域的方式間隔開，所述容納區(qū)域具有適于自由容納該梁的中部 腹板厚度的橫向?qū)挾?，?b)橫跨裝置，所述橫跨裝置在位于所述容納 區(qū)域的敞開的頂部之下的位置在所述板部件之間延伸；制備該梁的中部腹板的相對(duì)端中的每一個(gè)，(a)以使得垂直地清除 凸緣以便允許將每個(gè)腹板端部向下插入到所提及的特征性容納區(qū)域中，并 穿過(guò)所述容納區(qū)域的所述敞開的頂部，以及(b)以使得具有面朝下的鉤 狀件，所述鉤狀件設(shè)計(jì)成通過(guò)重力而向下掛住并架靠到所提及類型的橫跨 裝置上；垂直降低制備好腹板端部的梁以使制備好的腹板端部插入到面對(duì)的 容納區(qū)域中，所述容納區(qū)域與兩個(gè)間隔的建筑-構(gòu)架元件相配的、已建立 的錨固點(diǎn)相關(guān)，其中制備好的腹板端部中的鉤狀件掛住且變成架靠在與所 述錨固點(diǎn)相關(guān)的所述橫跨裝置上，并且所述建筑構(gòu)架柱件之間預(yù)先降低的 橫向間隔無(wú)需任何可察覺(jué)的增加，以及通過(guò)所述垂直降低步驟，(a)使降低的梁通過(guò)重力與間隔的建筑-構(gòu) 架元件連接并互連，并且(b)在所述降低的梁與互連的、間隔的建筑-構(gòu)架元件之間形成重力穩(wěn)定的、合適的空間互鎖構(gòu)造的狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種由柱件、橫梁和交叉支撐的建筑框架結(jié)構(gòu)及其方法。柱件的特征在于由多個(gè)細(xì)長(zhǎng)的角鐵形部件組裝在一起而成，其中角鐵形部件由多個(gè)分隔件分隔開，分隔件建立了位于隔開的相對(duì)支腿之間的面朝橫向的凹槽，該凹槽用于容納橫梁的中部腹板的插入端和交叉支撐件的端部。在兩個(gè)柱件之間的垂直堆疊連接的頭尾相連區(qū)域呈現(xiàn)與橫梁中部腹板的插入端形成緊湊的、摩擦約束銜接的形式。構(gòu)架中的柱件可以通過(guò)一定量的有益的獨(dú)自的負(fù)載操作來(lái)應(yīng)對(duì)于強(qiáng)烈的負(fù)載，這是由多個(gè)角鐵形部件，及通過(guò)適度的可逆的抗摩擦的能量消耗的縱向相對(duì)移動(dòng)來(lái)進(jìn)行的和提供的。這種負(fù)載也可以通過(guò)橫梁和柱件間的銜接處的可逆的摩擦相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)抵抗。類似的摩擦連接還存在于交叉連接的橫梁間。
文檔編號(hào)E04B1/58GK101302777SQ20081011062
公開日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2002年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月18日
發(fā)明者羅伯特·J·西蒙斯 申請(qǐng)人:羅伯特·J·西蒙斯