地震结构设备 【技术领域】
本发明一般涉及用在承受地震载荷的结构中的支撑钢架。具体来说，支撑钢架是延长动态周期并降低框架必须抵抗的力的销熔框架，以使所述框架能承受地震活动，而不会出现严重损坏。
背景技术
在遭受剧烈地震活动的地区已经构造了许多结构，并且每天还在构造结构。对于这些结构的设计必须给予特殊的考虑。除了正常载荷条件之外，这些结构的墙壁和框架必须设计地不仅适应正常载荷条件，而且还要适应地震活动所独有的载荷条件。例如，框架在地震情况下通常承受横向周期运动。为了承受这种载荷条件，遭受地震活动的结构必须展现出延展性，以允许耗散极端载荷条件下的能量。
承受地震载荷的传统框架通常设计有通过焊接或螺栓连接或者这两者的组合而完全连接到立柱的横梁和支架。横梁的凸缘通常经由完全穿透焊接而连接到立柱凸缘。横梁腹板可以通过完全穿透焊接或者通过螺栓连接而被连接。对角支撑构件通常连接到接头，该接头焊接到横梁和立柱。对角支架通常螺栓连接到所述接头，但是也可以使用焊接。
支撑框架广泛用在抵抗地震情况导致的横向载荷的结构中。此外，在较高结构中使用抗力矩框架可能不太可行，因为只能利用巨大的结构构件来实现所需的刚度，这些结构构件增加了结构所需的材料量，因此提高了成本。这些框架提供了有效的手段来实现适当的刚性，但是在承受周期载荷时，延展性受到质疑。由于结构构件通常主要承受轴向载荷，弯曲极小，所以抵抗力作用所需的材料通常较少。
这些传统框架可以设计成具有仅抵抗张力或者抵抗张力和压力两者的支撑构件。由于这些框架中延展性受到限制，所以建筑标准(诸如统一建筑标准(UBC))对其使用有所限制。用于居住结构的仅承受张力的支撑框架(对角框架仅能抵抗拉伸载荷)被该标准限制到65英尺的高度。在承认该设计中系统延展性受到限制的前提下，对于这种系统的推荐R因子为2.8，而在专用的抗力矩框架中R因子为8.5(R因子越高，地震情况下，系统的潜在延展性越大)。
此外，抵抗张力和压力的传统支撑框架在承受周期地震载荷时，延展性受到质疑。在进一步承受张力和压力载荷时，这些框架中的支架通常翘曲或者在一些情况下发生断裂。例如，根据建筑标准，特别是统一建筑标准(UBC)，能抵抗张力和压力的支撑框架对于普通支撑框架来说，限制到160英尺高，对于专用同心支撑框架来说，限制到240英尺高。在承认设计的系统延展性受到限制的前提下，普通支撑框架的推荐R因子为5.6，而专用同心支撑框架为6.4，专用抗力矩框架为8.5。偏心支撑框架设计成具有水平“联结”构件，该构件在极端地震情况下会发生非弹性变形。UBC承认这种框架的延展性的推荐R因子为7.0。这种框架内的联结件的永久变形，对于结构在不进行维修或更换的情况下，承受进一步的地震情况的能力，引发了严重的质疑。
近来的支撑框架测试，特别是钢制同心支撑框架(CBF)测试，表明许多常用构件和支撑配置并不满足地震性能预期。纯构件截面属性、截面类型、构件截面的宽高比以及构件细长度都影响支架的延展性。这些内容可以通过Mahin和Uriz的研究来表示，它们的研究记载在“Seismic PerformanceAssessment of Concentrically Braced Steel Frames(同心支撑钢框架的地震性能评估)”，Proceedings of 13
th World Conference of Earthquake Engineering(地震工程学第13次世界大会公报)，2004。
已经进行了慎重的研究，考虑了支撑框架的性能，并且已经开发出了支撑框架，允许在预定位置存在非弹性。这种系统包括抗翘曲支撑框架(BRBF)，设备插入该支架内，允许在局部区域，通常是支架的端部，存在非弹性。在严重地震情况之后，这些设备保护对角构件免受不受控制的翘曲，但是必须去掉支架并更换，以提供未来的结构完整性。这些支架由NipponSteel Corporation，Core‑Brace System等公司制造并提供。
不带对角支架的框架提供了额外的延展性，但是刚性远远降低。在框架设计用于适当载荷且正确地详细确定连接件时，抗力矩框架系统能有效抵抗横向载荷。在最近的地震情况中，包括发生在加利福尼亚州Northridge的Northridge地震，结构中采用焊接凸缘连接件的抗力矩框架成功地防止了建筑物倒塌，但是这些框架遭受了严重损坏。在承受地震载荷之后，大多数这类抗力矩框架出现因接头延展性不良导致的连接件局部失效。带有这种非延展性接头的这种框架对目前所用的抗力矩框架在遭受地震之后的结构完整性和经济性能引发了严重的关切。
自从Northridge地震之后，已经对横梁‑立柱弯矩连接件进行了广泛的研究，以改善承受地震载荷条件的接头的延展性。这种研究促进了若干改型接头连接件的发展，其中之一就是横梁截面缩减连接件(“RBS”)或“Dogbone”。另一种是开槽腹板连接件(“SSDA”)，其由Seismic Structure Design Associates，Inc.开发。虽然这些改型接头成功地提高了结构的延展性，但是这些改型接头仍然必须表现出非弹性来承受极端地震载荷。但是，正是这种非弹性，导致了接头失效并且在许多场合导致接头发生严重损坏。虽然通过提高延展性，加大对能量的耗散，但是由于接头仍然表现出非弹性，所以传统接头在遭受剧烈地震载荷时，仍然倾向于表现出塑形或者屈服。
虽然目前的框架可以抵御地震情况，并且防止倒塌，但是由于构件和接头无法弹性发挥作用而导致的损坏，对于采用这种传统设计的结构在经受地震事件之后是否能继续使用带来了疑问。因此需要有能承受地震情况而不会出现显著的非弹性或失效的框架，以便结构完整性即便在遭受地震活动之后仍然能相对保持不变。
【发明内容】
符合本发明的“销熔框架”能让建筑物或其他结构承受地震情况而不会在销熔框架处出现明显的非弹性或者结构失效。所述销熔框架例如可以包含在承受地震活动的建筑物或者其他结构的横梁和立柱框架组件中。销熔框架允许接头在极端载荷下发生滑动，从而改善结构的动态特性。这种滑动通过延长结构的基本周期并本质上软化该结构，从而改变结构的动态特性，允许所述结构在地震情况下展现出弹性属性。采用销熔框架，一般不再需要通常类似尺寸的结构中所用的那种巨大框架构件来承受极端地震情况。因此，使用符合本发明的销熔框架还可以降低建筑成本。
销熔框架使得结构内发生一处或多处“熔化”。在第一实施方式中，框架内的对角构件可以在地震情况导致的预定力水平下发生滑动。横梁构件端部在该力水平下不能旋转式滑动。在另一种实施方式中，当力水平升高时，横梁端部可以滑动或者旋转。此外，这些行为发生在结构上最需要的区域中。因此，一些对角和横梁构件可能在地震情况中不能滑动。在各种情况下，所述系统设计用来保护立柱免于发生非弹性变形或倒塌。
所述框架可以具有1个、2个或更多个对角件。单一对角件可以沿着任一方向倾斜。两个对角件可以配置形成X形支架，或者形成V形支架。多个对角支架还可以用来加强所述框架。框架可以配置成不带任何对角支架，从而形成抗力矩框架。
销熔框架可以用在横梁和对角构件(即，支架)连接到立柱的框架中。除了直接连接到立柱之外，板组件可以焊接到立柱并从其延伸，用来连接横梁和支架。熔化接头还可以引入带有板组件的支架中部。销熔框架可以包括一个或多个与横梁端部关联的板组件和/或位于对角件内的板组件。为了在横梁端部构造接头，与横梁关联的板组件设计成配合管/销组件并由其保持在一起，所述管/销组件穿过连接板延伸，所述连接板从横梁和立柱向外延伸。对角件的端部包含单一管/销组件。此外，横梁端部的板组件具有例如布置成圆形图案的狭槽。对角件内的板组件具有与该构件平行的狭槽。横梁端部和对角件内的板组件例如利用穿过所述狭槽的扭曲高强度钢螺栓固紧在一起。
对角件内的螺栓连接允许对角件在承受极端地震载荷时相对于连接板(拉伸或者压缩)滑动，而不会明显丧失螺栓夹持力。横梁端部的螺栓连接允许横梁在承受剧烈地震载荷时相对于连接板发生旋转和滑动，而不会明显损失螺栓夹持力。以黄铜或类似材料处理板组件的接触表面，进一步约束了接头的移动。例如，可以用在连接部内的黄铜衬垫具有良好限定的载荷位移属性以及优良的周期属性。
板组件内黄铜衬垫抵靠钢表面的夹持力所导致的摩擦力防止接头在大多数使用载荷条件下发生滑动，使用载荷诸如风力、重力和中等程度的地震情况施加的载荷。高强度螺栓扭曲，通过在相连的表面之间产生摩擦力来提供防滑连接件。但是，在极端地震载荷条件下，施加在连接件上的力水平超过了法向螺栓夹持力与摩擦系数的乘积，导致接头沿着对角构件的长度滑动，并且导致结构在横梁端部旋转，同时保持连接。
在地震情况过程中，对角件内的接头滑动以及横梁内的接头旋转，从而将剪切力以及弯曲力矩从对角件和横梁传向立柱。这种滑动和旋转耗散能量，也称为“熔化”。这种能量耗散减少了因地震活动而可能造成的结构损坏。
虽然符合本发明的销熔框架接头将在极端地震载荷下发生滑动以耗散能量，但是鉴于其构造，接头将仍然保持弹性。此外，在承受载荷并发生滑动时，接头的部件不会表现出塑性或屈服。这样允许采用符合本发明接头构造的框架结构在承受地震情况之后可以继续使用并且抵抗将来的地震活动。
针对符合本发明的接头连接件，提供了一种接头连接件，包括：
第一板组件，所述第一板组件连接到结构立柱并具有第一连接板，所述第一连接板包括贯穿形成的第一内孔和围绕该第一内孔贯穿形成的多个第一外孔；
第二板组件，所述第二板组件连接到结构横梁并具有第二连接板，所述第二连接板包括贯穿形成的第二内孔和围绕所述第二内孔贯穿形成的多个第二外孔，所述第二连接板定位成让所述第一内孔的至少一部分与所述第二内孔的至少一部分对准，并且让每一个所述第一外孔的至少一部分与对应的第二外孔的至少一部分对准，所述多个第一外孔和所述多个第二外孔的至少其中之一是狭槽，其分别关于第一内孔或第二内孔径向对准；
穿过所述第一内孔和第二内孔定位的销，其将所述第一板组件旋转地连接到所述第二板组件；和
至少一条连接杆，所述连接杆穿过所述第一外孔和对应的第二外孔的至少其中之一定位，当所述接头连接件承受的地震载荷超过所述至少一条连接杆产生的摩擦系数时，所述接头连接件适应所述第一和第二板组件的至少其中之一相对于彼此围绕所述销的旋转式滑动，同时不会在所述销处丢失连接。
针对符合本发明的接头连接件，提供了一种接头连接件，包括：
对角定位在结构框架两根立柱之间的支架，所述支架具有第一部分和与第一部分隔开的第二部分，所述第一部分具有第一部分连接板，第一部分连接板具有贯穿形成的至少一个第一孔，所述第二部分具有第二部分连接板，第二部分连接板具有贯穿形成的至少一个第二孔；
至少具有贯穿形成的第三孔和第四孔的配装板，所述第三孔与所述第一部分的第一孔对准，而所述第四孔与所述第二部分的第二孔对准，所述第一孔和第二孔组成的组群和所述第三孔和第四孔组成的组群中的至少其中一个组群的孔是狭槽，其沿着所述第一和第二部分的方向对准；
贯穿所述第一孔和第三孔定位的第一销，其将第一部分连接到所述配装板；和
贯穿所述第二孔和第四孔定位的第二销，其将第二部分连接到所述配装板，当所述接头连接件承受地震载荷时，所述接头连接件适应所述第一和第二部分至少其中之一相对于彼此发生的滑动。
针对符合本发明的销熔框架，提供了一种销熔框架，包括：
第一接头连接件，包括：
第一板组件，所述第一板组件连接到结构立柱并具有第一连接板，所述第一连接板包括贯穿形成的第一内孔和围绕该第一内孔贯穿形成的多个第一外孔；
第二板组件，所述第二板组件连接到结构横梁并具有第二连接板，所述第二连接板包括贯穿形成的第二内孔和围绕所述第二内孔贯穿形成的多个第二外孔，所述第二连接板定位成让所述第一内孔的至少一部分与所述第二内孔的至少一部分对准，并且让每一个所述第一外孔的至少一部分与对应的第二外孔的至少一部分对准，所述多个第一外孔和所述多个第二外孔的至少其中之一是狭槽，其分别关于第一内孔或第二内孔径向对准；
穿过所述第一内孔和第二内孔定位的销，其将所述第一板组件旋转连接到所述第二板组件；和
至少一条连接杆，所述连接杆穿过所述第一外孔和对应的第二外孔的至少其中之一定位，当所述第一接头连接件承受的地震载荷超过所述至少一条连接杆产生的摩擦系数时，所述第一接头连接件适应所述第一和第二板组件的至少其中之一围绕所述销相对于彼此的旋转式滑动，同时不会在所述销处丢失连接；和第二接头连接件，包括：
对角定位在结构框架两根立柱之间的支架，所述支架具有第一部分和与第一部分隔开的第二部分，所述第一部分具有第一部分连接板，第一部分连接板具有贯穿形成的至少一个第一孔，所述第二部分具有第二部分连接板，第二部分连接板具有贯穿形成的至少一个第二孔；
至少具有贯穿形成的第三孔和第四孔的配装板，所述第三孔与所述第一部分的第一孔对准，而所述第四孔与所述第二部分的第二孔对准，所述第一孔和第二孔组成的组群和所述第三孔和第四孔组成的组群中的至少其中一个组群的孔是狭槽，其沿着所述第一和第二部分的方向对准；
贯穿所述第一孔和第三孔定位的第一销，其将第一部分连接到所述配装板；和
贯穿所述第二孔和第四孔定位的第二销，其将第二部分连接到所述配装板，当所述第二接头连接件承受地震载荷时，所述第二接头连接件适应所述第一和第二部分的至少其中之一相对于彼此发生的滑动。
在审视以下附图和详细说明之后，本领域技术人员将容易理解本发明的其他特征。预计全部这些额外的系统、方法、特征和优势都包括在本说明书中、落入本发明的范围并受到附属权利要求书的保护。
【附图说明】
作为本说明书的组成部分包括在内的附图，示出了本发明的实施方式，连同说明书一起，用来解释本发明的优势和原理。在附图中：
图1是符合本发明的销熔框架组件的一种实施方式的透视图；
图2是图1所示销熔框架组件的正视图；
图3是图1所示横梁‑支架‑立柱连接件的分解正视图；
图3a是用来连接抗弯横梁和支架与板组件的管/销组件和腹板加劲件的正视图；
图4是图1所示横梁‑立柱接头组件的分解顶视图；
图4a是用来连接横梁与板组件的管/销组件和腹板加劲件的侧视图；
图5是图1所示支架‑立柱接头组件的分解顶视图；
图5a是用来连接支架和板组件的管/销组件和腹板加劲件的侧视图；
图6是图3所示板组件沿着线6‑6’切开的截面图；
图7是图3所示抗弯横梁沿着线7‑7’切开的截面图；
图8是图3所述抗弯横梁沿着线8‑8’切开的截面图；
图9是图3所示支架沿着线9‑9’切开的截面图；
图10是图1所示横梁‑立柱连接组件的分解正视图；
图11是图1所示支架连接组件的分解正视图；
图12是图11所示支架沿着线12‑12’切开的截面图；
图13是符合本发明的横梁‑支架‑立柱接头组件的一种实施方式的正视图；
图14是符合本发明的支架接头组件的一种实施方式的正视图；
图15是符合本发明的横梁‑立柱接头组件的一种实施方式的正视图；
图16是图13所示抗弯横梁、支架和连接组件沿着线16‑16’切开的截面图；
图17是图14所示支架连接组件沿着线17‑17’切开的截面图；
图18是图15所示抗弯横梁和连接组件沿着线H‑H’切开的截面图；和
图19是符合本发明的销熔框架在承受极端载荷条件下，销熔框架发生横向位移时的情形的正视图。
附图的若干视图中，相应的附图标记始终指代相应的部件。
【具体实施方式】
现在将根据如附图所示符合本发明的销熔框架详细论述实施方式。符合本发明的销熔框架能让建筑物或者其他结构承受地震情况而不会在销熔框架上发生明显的非弹性失效或结构失效。销熔框架例如可以包含在承受地震活动的建筑物或者其他结构的梁柱框架组件中，并且通过让接头在极端载荷下发生滑动而改善结构的动态特性。这种滑动通过延长结构的基本周期并且基本上软化所述结构而改变了所述结构的动态特性，允许所述结构在地震情况中表现出弹性属性。利用销熔框架，一般不必再使用类似尺寸的结构中通常所用的那种巨大的框架构件来承受极端地震情况。因此，使用符合本发明的销熔框架也可以降低建筑成本。
图1是符合本发明的示例销熔框架组件10的透视图。从图1中可以看出，示例销熔框架组件10包括立柱12a和12b，所述立柱经由从其延伸的板组件20和40连接到横梁14a和14b以及包括支架32a和32b的支架组件。在所示例子中，立柱、横梁、支架和板组件包括结构钢。本领域技术人员可以理解，这些部件可以包括替代材料或另外的材料，诸如加强混凝土、复合材料(例如结构钢与加强混凝土的组合物)等等。销熔框架可以用在剪力墙结构等中的加强混凝土墙壁之间。因此，本说明书所述的全部条件适合于这些条件。
该图示出了连接到立柱12a和12b的支架32a和32b以及横梁14a和14b。所述横梁利用板组件20和40连接到立柱。所述支架利用板组件20连接到立柱。所述支架利用板组件30连接在一起。
在所示例子中，钢板组件20和40(在文中也称为接头)直接焊接到立柱12a和12b。它们也可以通过不同方式(诸如经由螺栓等)连接到立柱。此外，虽然图1所示的透视图具体表示为单一对角支撑的配置，但是可以存在许多支架状态，包括但不限于图2所示的支架配置90。横梁14a和14b以及支架32a和32b经由销组件50连接到板组件20和40。
参照附图，可以从以下更为详细的说明中理解，为了构造板组件20和40，连接板24和18经由结构钢销组件50彼此连接，所述销组件50通过两组双重连接板24和18延伸。连接板24经由穿过连接板24和支架32a和32b延伸的销组件50连接到支架32a和32b。每一组内板18和支架32a和32b和外板24在接头20完工后都彼此贴靠。为了构造销熔接头组件40，连接板44和18经由穿过两组双重连接板24和18延伸的销组件50彼此连接。每一组内板18和外板24在接头40完工时都彼此贴靠。接头组件30连接到支架32a和32b，以构成熔化组件。连接板34和35分别连接到板36和18。每一组内板34和35以及外板36和38在接头30完工时都彼此贴靠。以下将进一步说明，连接横梁14a和14b以及支架32a和32b还有板组件20、30和40，构成了符合本发明的销熔框架10。
图3是图1所示其中一个板组件20的分解正视图。该图示出了连接板24、横梁14a和支架32a在接头20脱开时的样子。连接板24焊接到立柱12a。加劲板25焊接到立柱凸缘并与连接板24对齐。连接板18焊接到横梁14a的凸缘。包括在连接板18内的内孔16和外孔28以及包括在连接板24内的内孔28和外孔22允许放置销组件50。在所示例子中，外孔22是带有径向几何构造的长狭槽孔。可以选择的是，孔17可以为狭槽状，而孔22可以是圆形，或者孔17和22两者都是狭槽状。外孔17和外孔22对准，用于安装连接杆70，诸如高强度螺栓等。对角支架32a包括与连接板24上的孔26对准的孔34，以接收销组件50。
图3a是带有腹板加劲件52的管组件或销组件50的正视图，所述销组件用来在横梁14a和14b与板组件20和40之间建立销连接，从而在对角支架32a和32b以及板组件20之间构造销连接。如图3a所示，示例管/销组件50包括结构钢管54、两个端盖板62和钢螺栓60。带有钢制腹板加劲件52的钢管54插入横梁14a和14b的连接板18上的内孔16中，插入对角支架32a和32b上的圆孔24中，插入连接板24和44上的圆孔26、28和48中。结构钢管54则被两个钢保持件或端盖板62横向地约束在横梁14a和14b以及支架32a和32b中，一块板62定位在管54的一侧。所述保持件或端盖板62利用扭曲高强度螺栓60紧固在一起。螺栓54通过管端盖板62上的孔64和腹板加劲件52上的孔56两者对准。钢垫圈59用在螺栓头部58下面和端部螺母63下面(参见图4a)，这种结构可以用于销熔框架接头20、30和40中所用的全部的扭曲高强度螺栓。
图4是图1所示销熔框架10的分解顶视图，特别示出了一个接头组件20处的横梁‑立柱连接。该图示出了连接板24和横梁端部连接板18的布置。如图4所示，连接板24从立柱12a凸缘向外延伸并且连接板18连接横梁14a的凸缘。在所示例子中，连接板24和18相对于板组件的中心线彼此等距设置。
在所示例子中，当板组件20和横梁14a接合时，一块连接板24位于连接板18一侧。加劲板25与连接板24对齐，并且位于立柱12a的腹板上。衬垫27(诸如黄铜衬垫)可以位于板24和18之间。连接板24和加劲板25可以直接焊接到立柱12a，而连接板18可以直接焊接到横梁14a。可以选择的是，连接板18和24可以借助替代连接件(诸如利用螺栓等)连接到各横梁或立柱。
在图4a中示出了用于将横梁14a连接到板组件20的销组件50的顶视图。该图示出了带有钢制腹板加劲件52的钢管54如何受到端盖板62的约束，而端盖板则借助扭曲高强度螺栓60连接在一起。所述螺栓通过腹板加劲件52上的孔56和相对的端盖板62上的孔64对准。钢垫圈59用在螺栓头部58以下和端部螺母63以下，以便将端盖板62贴靠管54固紧。
图5是图1所示销熔框架10的分解顶视图，具体示出了接头20处的支架‑立柱连接。该图示出了连接板24和对角支架32a的布置。如图5所示，连接板24从立柱凸缘向外并向对角支架32a延伸，用于连接。在所示例子中，连接板24和对角支架32a相对于板组件中心线彼此等距布置。
在所示例子中，在板组件20和对角支架32a接合在一起时，一块连接板24位于对角支架32a一侧。加劲板25与板24对齐，并且定位于立柱12a的腹板上。连接板24和加劲板25可以焊接或以其他方式连接到立柱12a。分隔板29可以置于对角支架32a上，以便允许其相对于横梁14a存在任何宽度差异。分隔板29可以焊接或者以其他方式连接到对角支架32a。
在图5a中示出了用来将对角支架32a连接到板组件20的销组件50的顶视图。该图示出了带有钢制腹板加劲件52的钢管54如何受到端盖板62的约束，而端盖板则利用扭曲高强度螺栓60紧固在一起。所述螺栓通过腹板加劲件52上的孔56和相对的端盖板62上的孔64对准。钢垫圈59用在螺栓头部58以下和端部螺母63以下，以便将端盖板62贴靠管54固紧。
图6是图3所示板组件20沿着线6‑6’切开的截面图。该截面图示出了外连接板24的截面。此外，该图还示出了分别用于对角支架32a和横梁14a的孔26和28的位置。图6还示出了板组件20内的销熔接头所需的黄铜衬垫27的位置。
图7是图3所示横梁14a的端部沿着线7‑7’切开的截面图。该图示出了连接板18和横梁14a的截面。该图示出了圆孔16相对于沿着线7‑7’切开的横梁14a水平中轴线的位置。
图8是图3所示横梁14a沿着线8‑8’切开的截面图。该图示出了横梁14a相对于定心在与圆孔28对准的圆孔16上的销熔接头中轴线的位置。
图9是图3所示对角支架32a沿着线9‑9’切开的截面图。该图示出了对角支架32a相对于孔34中轴线的位置，该孔34与连接板24上的孔26对准。图9还示出了连接到对角支架32a并定心在板组件20的中轴线上的分隔板29。
图10是图1所示销熔框架10的分解正视图，具体示出了其中一个接头组件40处的支架‑立柱连接。该图示出了连接板44和横梁14a在接头40脱开时的样子。连接板44焊接或者以其他方式连接到立柱12a。加劲板46焊接或者以其他方式连接到立柱凸缘并与连接板44对齐。连接板18焊接或以其他方式连接到横梁14b凸缘。内孔16和48包括在连接板18和44以及横梁14b的腹板上，以便允许放置销组件50。例如带有径向几何构造的外孔42形成在连接板44上。外孔17形成在连接板18上。外孔17和外孔42对准，用于安装连接杆70，诸如高强度螺栓。在所示例子中，外孔42是带有径向几何构造的长狭槽孔。本领域技术人员应该理解，外孔17可以替代地设置为狭槽，或者可以除了外孔42之外，也设置为狭槽。
图11是图1所示接头30的分解正视图。该图示出了板组件34、35、36和38以及对角支架32a和32b在接头30脱开时的样子。板34和35例如焊接到对角支架32a和32b。板36连接到板34，使得板36定位在板34至少一侧。板38连接到板35，使得板38定位在板35至少一侧。孔17包括在板34和35上，而孔33包括在板36和38上。所述孔对准，用于安装高强度螺栓70。在所示例子中，孔33是狭槽型孔。可以选择的是，孔17可以是狭槽型，而孔33可以是圆形，或者孔17和33都是狭槽型。此外，所示例子描绘了多个孔17，各自对准相应的孔33。可以选择的是，一个或多个孔17或33可以是对应多个对应孔的狭槽。例如，板36可以包括单一狭槽33，其与支架32a的板34上的3个孔17对准，并且与支架32b的板34上的3个孔17对准，螺栓70穿过单一狭槽33和六个孔17中的每一个。
图12是图11所示对角支架32a沿着线12‑12’切开的截面图。该图示出了对角支架32a相对于连接板34和35的位置以及连接板相对于对角支架中轴线的位置。
图13是图1所示接头20内其中一个销熔框架10的正视图。该图示出了连接板24、横梁14a和32a在接头20完全连接时的样子。连接板24例举性地焊接到立柱12a。加劲板25焊接到立柱凸缘并与连接板24对齐。销组件50示于连接横梁14a和对角支架32a的连接板24上。带有径向几何构造的外孔22形成在连接板24上。高强度螺栓70穿过外孔22定位并固紧。
图14是图1所示接头30内的销熔框架10的正视图。该图示出了完全连接的包括对角支架32a和32b的熔合组件接头30。板36和38分别螺栓连接到板34和35。孔33存在于连接板36和38上。扭曲高强度螺栓70用来将板36和38连接到板34和35。黄铜衬垫27用在连接板34和36以及35和38之间。
图15是图1所示接头40内的销熔框架10的正视图。该图示出了连接板44和横梁14b在接头40完全连接时的样子。连接板44例举性地焊接到立柱12a。加劲板46例举性的焊接到立柱凸缘并与连接板44对齐。销组件50示出位于连接横梁14b和立柱12a的板44内。带有径向几何构造的孔42形成在连接板44上。高强度螺栓70穿过孔42定位。横梁连接板上的孔17和孔42对准，用于安装扭曲高强度螺栓70。
图16是图13所示接头20沿着线16‑16’切开的截面图。该截面图示出了外连接板24和焊接到横梁14a的连接板18、横梁14a和支架32a的截面。图中示出了分隔板29，并且该分隔板可以根据需要来补偿横梁14a和对角支架32a之间的任何尺寸差异。此外，该图示出了用来将横梁14a和对角支架32a连接到连接板24的销组件50。在该截面图中还示出了用来连接板18和24的高强度螺栓。图16还示出了可以用在板组件20内的销熔接头上的黄铜衬垫27的位置。
图17是图14所示对角支架32a沿着线17‑17’切开的截面图。该视图显示了对角支架32a，其中板34和板35利用扭曲高强度螺栓70分别连接至板36和板38。黄铜衬垫27被显示位于连接板34和36以及连接板35和38之间。另外，图14显示了相对于对角支架32a的中轴线的连接板34、35、36和38。
图18是图15中的横梁14b的端部沿着线18‑18’截取的截面图。该截面图示出了连接板18、横梁14b以及外连接板44的截面。该图示出了销组件50相对于沿着线18‑18’切开的横梁14b的水平中轴线的位置。此外，图18示出了黄铜衬垫27相对于连接板18和44的位置。连接板18和44利用扭曲高强度螺栓70连接。
图19是图1所示销熔框架10的正视图，并且示出了承受横向地震载荷的销熔框架10。图中示出横梁14a和14b因接头20和40旋转而处于旋转位置，并且图中示出对角支架32a和32b因熔化接头组件30发生滑动而处于伸展位置。接头20和40连接到立柱12a和12b，带有与横梁14a和14b以及支架32a和32b的连接部。横梁利用销熔连接件20和40连接到立柱。支架利用连接件20连接到立柱。支架利用熔化接头30连接在一起。销组件50用来将横梁14a和14b以及对角支架32a和32b连接到板组件20和40。
因此，利用对角支架中熔化接头30的滑动或者位于横梁端部的销熔接头20和/或40的滑动/旋转，耗散能量。在通常使用条件、风力载荷和中等强度的地震情况下，螺栓连接的销熔连接件20、30和40设计为保持固定。这种效果是通过高强度螺栓连接件内产生的夹持力来实现的。当夹持力增大时，就像在极端地震情况下，螺栓70设计成在接头内滑动。这种滑动首先发生在熔化接头组件30内，然后发生在销熔组件20和40内。轴向力(拉力或压力)在支架连接件30内产生滑动，而弯曲力矩在接头20和40处的横梁内导致滑动。横梁和支架端部内的销50抵抗剪切力，并且提供良好限定的旋转点。因此在地震情况中，一旦发生滑动，则结构的动态特性发生改变。通过结构的内在软化作用，即刚性减小，而延长了周期，由此减轻了有效力以及对结构的损坏。
位于钢连接板之间的衬垫控制滑动阈值。黄铜抵靠洁净的结构钢辗磨面的摩擦系数众所周知，并且可以精确预期。因此，启动发生在连接板之间的滑动或旋转所需的轴向载荷或弯曲力矩的大小通常已经知道。此外，发明人进行的测试已经证明高强度螺栓70内的螺栓张力在滑动过程中并不损失。因此，在连接板旋转或滑动完成，结构框架/接头运动停止后，接头的摩擦阻力被保持。因此，销熔框架应该在今后的风力载荷和中等地震情况过程中，不会发生滑动，即使在承受了来自极端地震情况的载荷之后。
为了例述和说明的目的，已经描述了本发明实施方式的前述说明。这并不是穷举性质的，也没有将本发明限制到所公开的精确形式。根据上述教导或者从实践本发明获得的教导，可以进行改动和变型。本发明的范围由附带的权利要求书或同等文件进行限定。
例如，结构中的销熔框架10的其他应用可以包括将框架10引入除钢制框架之外的其他结构支撑构件中，诸如加强混凝土剪力墙。其他材料也可以考虑用于建筑框架10，包括但不限于复合树脂材料(诸如纤维玻璃)。替代的结构钢形状也可以用在销熔框架10中，包括但不限于加厚截面，即焊接板或者其他辊轧形状(诸如沟槽)。替代的连接类型也可以用在所示的接头组件30内，包括但不限于置于钢管内的钢管和贯穿螺栓。替代材料(除了黄铜之外)也可以用作连接板18和24；34和36以及35和38之间的衬垫，以实现可以预测的滑动阈值。这种材料包括但不限于特富龙、青铜或者例如带有受控精整磨轧的钢。钢、特富龙、青铜或者其他材料也可以代替板端部连接件中的黄铜衬垫27。
当解释本发明或其优选实施方式的元件时，冠词“a”、“an”、“the”以及“所述”旨在表示存在一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”指代包括的意思，意思是说可能存在除列出的元件之外的额外元件。
在不背离本发明的范围的前提下，可以对上述构造进行各种改变，因此要指出，包含在上述说明或者示于附图中的全部内容都应该理解为例述性的，而非限制的意思。