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1、10申请公布号CN104278746A43申请公布日20150114CN104278746A21申请号201410421101622申请日2007042760/795,17020060427US200780015055820070427E04B1/24200601E04G21/14200601E04B1/38200601E04B1/5820060171申请人杰弗里艾伦帕克地址加拿大安大略省申请人康斯坦丁赫里斯托普洛斯胡安卡洛斯德奥利维罗72发明人杰弗里艾伦帕克康斯坦丁赫里斯托普洛斯胡安卡洛斯德奥利维罗74专利代理机构北京明和龙知识产权代理有限公司11281代理人张晓红54发明名称铸造结构连接件。
2、57摘要一种将结构构件诸如中空结构型材HSS或宽凸缘W型材构件连接到结构框架的铸造结构连接件。所述连接件特别适合于横向支撑，并包括配置成容纳所述结构构件并焊接到所述结构构件的第一端、用于连接到所述结构框架的第二端和中间部分。所述第一端包括坡口，以允许适应尺寸不同的结构构件并使得能进行完全焊缝熔透的焊接，从而发挥所述结构构件的全部轴向强度。在框架变形时，例如在强烈地震情况下，所述中间部分用于传递力，并可以包括弯曲塑性铰接区域。所述连接件可以焊接到所述结构框架或借助标准构造的端连接部诸如角撑板进行连接。铸造工艺允许大批量生产该连接件。30优先权数据62分案原申请数据51INTCL权利要求书2页说明。
3、书7页附图13页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书7页附图13页10申请公布号CN104278746ACN104278746A1/2页21一种组件，由结构框架、铸造结构连接件、至少一个标准构造的端连接部以及支撑构件构成，所述支撑构件具有轴向能力，其特征在于，所述连接件能够在加载时发挥所述支撑构件的全部轴向强度能力，所述连接件包括A第一端，其配置成容纳所述支撑构件并连接到所述支撑构件；B第二端，其适配成通过焊接或通过螺栓连接到所述标准构造的端连接部，所述标准构造的端连接部连接至所述结构框架，同时在结构连接件的第二端和结构框架之间留下间隙，从而在压缩翘曲过程中弯曲。
4、塑性铰接出现在所述标准构造的端连接部中；和C中间部分，其设置在第一端和第二端之间，所述中间部分在第一端和第二端之间倾斜；所述第一端、第二端和中间部分设置在由所述支撑构件限定的轴线上，并且所述第一端包括坡口，该坡口使得能在第一端和支撑构件之间进行完全焊缝熔透的坡口焊接。2如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述支撑构件是具有外侧尺寸和内侧尺寸的中空结构型材，其中所述坡口设置在第一端的远端，且该远端的尺寸小于或等于所述中空结构型材的内侧尺寸。3如权利要求2所述的组件，其特征在于，所述坡口配置成容纳多个内侧尺寸不同而外侧尺寸基本上相等的不同中空结构型材。4如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述中间。
5、部分包括弯曲塑性铰接区域。5如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述第二端借助螺栓连接或焊接连接到至少一个标准构造的端连接部，所述标准构造的端连接部连接到所述结构框架。6如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述第二端包括多个在其中钻的孔，用于容纳相应的多根螺栓，且所述第二端可以操作以螺栓连接到角撑板，所述角撑板连接到所述结构框架。7如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述铸造结构连接件用于静态、准静态或动态载荷场合。8如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述支撑构件是W型材，其具有介于凸缘部分之间的尺寸，且所述坡口设置在第一端的远端边缘，所述远端边缘对应于W型材的端部，且所述远端边缘的尺寸小于。
6、或等于所述W型材的内侧尺寸。9如权利要求8所述的组件，其特征在于，所述远端边缘包括凹口，用于容纳所述W型材的所述端部的腹板部分。10如权利要求7所述的组件，其特征在于，所述动态载荷包括地震引发的载荷以及爆炸引发的载荷。11一种组装组件的方法，所述组件由结构框架、铸造结构连接件、至少一个标准构造的端连接部以及支撑构件构成，所述支撑构件具有轴向能力，其特征在于，所述连接件能够在加载时发挥所述支撑构件的全部轴向能力，该连接件包括I第一端和第二端，所述第二端适配地连接到所述标准构造的端连接部；和II中间部分，其设置在第一端和第二端之间；其特征在于，所述第一端、第二端和中间部分设置在由所述支撑构件限定的。
7、轴线上，所述第一端包括坡口装置，用于容纳所述支撑构件；所述方法包括以下步骤权利要求书CN104278746A2/2页3A借助螺栓连接或借助焊接将所述端连接部连接到铸造连接件的第二端，同时在所述结构连接件的第二端和结构框架之间留下间隙，从而在压缩翘曲过程中弯曲塑性铰接出现在所述标准构造的端连接部中；以及B通过完全焊缝熔透的坡口焊接将所述第一端连接至所述支撑构件。12如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述铸造结构连接件的所述中间部分包括弯曲塑性铰接区域。权利要求书CN104278746A1/7页4铸造结构连接件0001本专利申请是申请号为2007800150558国际申请号为PCT/CA200。
8、7/000716、申请人为“杰弗里艾伦帕克”、“康斯坦丁赫里斯托普洛斯”和“胡安卡洛斯德奥利维罗”、发明名称为“铸造结构连接件”的专利申请的分案申请。0002本申请要求2006年4月27日提交的美国临时申请NO60/795,170的优先权。技术领域0003本发明涉及用在建筑领域的结构连接件和构件。本发明特别涉及用在静态、准静态和动态载荷场合的铸造结构连接件和构件。背景技术0004同心支撑框架以其简单的设计、低廉的成本、容易构造以及相对于其他抵御横向载荷的系统的卓越刚性，成为钢结构的抵御横向载荷的系统的特别受欢迎的选择。支撑框架的对角支撑构件主要承受轴向力，而在发生强烈地震时，地震能量通过拉伸支。
9、撑构件时的周期性屈服CYCLICYIELDING以及压缩支撑构件时的非弹性翘曲而耗散。常用支撑构件包括拐角型材ANGLE、槽型型材CHANNEL、宽凸缘W型材WIDEFLANGEWSECTION，以及矩形中空型材RECTANGULARHOLLOWSECTION和圆形中空型材CIRCULARHOLLOWSECTION。0005特别是中空结构型材HSS，以其承受压缩载荷的有效性、改善的外观以及易于获得的广泛型材尺寸，而成为横向支撑构件的惯常选择。此外，HSS广泛应用于地震场合来耗散能量。相对于矩形HSS而言，圆形HSS特别具有改进的性能，因为减小了残余应力集中。0006中空结构型材是承受轴向载荷的。
10、有效构件，但是，它们的连接部通常笨重并且造价昂贵，而且当应用在危急场合包括地震场合时，难于设计。与此同时，设计和构造建筑物时考虑地震载荷的这种需求也逐渐变得普遍。具体来说，支撑件得到了更为普遍的应用，并且这种支撑件要能在拉伸和压缩时承受周期性的非弹性载荷。0007以前设计的连接件集中于住房或轻体建筑领域，提供“简易快速”型的连接件，而并不特别适合地震情况下的支撑构件。0008例如，TUELL的美国专利申请公开NO2005/0163564描述了一种带有以板材形成的互锁连接件的建筑系统。虽然这种连接件允许灵活地组装结构，但是在地震载荷时可能遭受不希望的连接失效。0009铸造是一种制造工艺，允许设计。
11、承载金属元件时具有多功能性和几何形状自由度，同时该金属元件具有受控的维度和预定的性能特征。因此，使用铸造材料作为结构元件是已知的。0010例如，授予BEAUVOIR的美国专利6,059,482和6,474,902描述了一种具有堵头的螺栓连接的连接件，用于连接在柱和梁之间。但是，这种现有技术的连接件仅设计为在梁和柱之间提供力矩连接MOMENTCONNECTION，而并不是特别设计用于地震场合。具体来说，这种连接件的设计并不允许支撑构件受控屈服或者发挥其全部强度。说明书CN104278746A2/7页50011因此，具有优势的是提供一种用于支撑构件的连接件，这种连接件可以大规模质量。此外，具有优势。
12、的是提供一种与不同尺寸和配置的支撑构件相适应的连接件。而更进一步，具有优势的是提供一种可以操作从而在地震情况下发挥支撑构件全部强度的连接件。发明内容0012本发明提供了一种用在结构框架中的铸造连接件。0013在一个方面，本发明是一种用在结构框架的支撑组件中的铸造结构连接件，所述支撑组件包括支撑构件诸如中空结构型材HSS或宽凸缘W型材，所述连接件包括第一端，其配置成容纳所述支撑构件并焊接到所述支撑构件；第二端，其适配地固定到所述结构框架；和中间部分，其设置在第一端和第二端之间，其中所述第一端包括坡口，该坡口使得能在第一端和支撑构件之间进行完全焊缝熔透COMPLETEJOINTPENETRATIO。
13、N的焊接。0014结构型材例如可以为HSS或W型材结构构件。在HSS情况下，第一端的远端上的坡口尺寸等于或小于HSS内侧尺寸。在W型材的情况下，开坡口的远端边缘尺寸等于或小于W型材凸缘部分之间的尺寸。因此，根据这一方面，坡口能让连接件容纳各种尺寸的结构构件并焊接到其上。坡口进一步使得能在第一端和中空结构型材之间进行完全焊缝熔透的坡口焊接，从而在强烈地震的情况下，发挥中空结构型材的全部轴向强度。0015在另一方面，本发明的连接件可以直接连接到结构框架，即借助螺栓或焊接，或者经由标准构造的端连接部，诸如例如角撑板。0016虽然静态场合当然是可行的对于柱、支撑件、桁架等，但是本发明的连接件特别优良地。
14、适合在抵御地震载荷的支撑框架中实施。在这种支撑场合中，中间部分主要传输轴向力，并在框架变形时传递伴生力矩。铸造工艺允许大批量生产这种可以操作以用于广泛构件尺寸范围的连接件。根据中空结构型材或W型材构件的几何特征属性，支撑件可以提供各种承载能力。0017本发明进一步的特征将在以下说明部分进行说明，或从其中显现。附图说明0018参照附图，并仅作为示例，以下提供了对优选实施方式的详细描述，其中0019图1A、1B、1C和1D分别是本发明连接件的实施方式的俯视图、侧视图、端视图和立体图；0020图2A和2B是侧视图，分别示出了连接件和较厚的中空结构型材，以及连接件和较薄的中空结构型材；0021图3是连。
15、接件和支撑构件的侧视图，描述了抛光并蚀刻后的完全焊缝熔透的焊缝WELD的放大截面显微图；0022图4A和4B分别是与支撑构件和角撑板相结合的连接件的侧视分解图和立体分解图；0023图5A和5B分别是将支撑构件连接到框架的连接件的侧视图和放大的立体图；0024图6是与卵形截面的支撑构件一起使用的连接件的立体图；0025图7是与矩形截面的支撑构件一起使用的连接件的立体图；0026图8A、8B、8C分别是具有弯曲塑性铰接区域的连接件的侧视图、仰视图和立体图；说明书CN104278746A3/7页60027图9A和9B是与W型材支撑构件一起使用的连接件的立体图；0028图10A是连接件和支撑构件的俯视。
16、图，图10B是连接件的侧视图；0029图11是薄壁和厚壁支撑件连接件组件的拉伸载荷形变曲线；0030图12示出了连接件和焊缝因支撑构件压缩屈服而产生的模型应力；和0031图13示出了连接件和焊缝因支撑构件拉伸屈服而产生的模型应力。0032应该清楚地认识到，说明书和附图仅用于说明目的，并协助进行理解，而并非用作对本发明范围的限制。具体实施方式0033本发明的连接件最好理解为轴向加载的支撑构件BRACINGMEMBER和直接连接到结构框架或标准构造的端连接部的螺栓连接或焊接连接部之间的中间连接件，所述标准构造的端连接部连接到所述结构框架，所述标准构造的端连接部诸如为角撑板GUSSETPLATE。支。
17、撑构件例如可以是HSS，HSS通常在地震支撑场合下用作横向支撑构件。HSS可以具有各种尺寸和横截面形状，包括圆形、矩形、方形、卵形或椭圆形等。支撑构件还可以为W型材构件，以下有述。0034连接件可以用在静态、准静态或动态载荷场合，其中“动态场合”包括疲劳、循环、地震、脉冲、爆炸和冲击载荷。在结构构件诸如柱子、撑杆、桁架、空间构架等轴向加载的情况下，连接件可以操作而用于在静态场合提供承载能力。连接件特别针对抵御地震的支撑场合，此时连接件在强烈地震条件下发挥出支撑构件的全部能力。“强烈地震条件”指的是拉伸屈服和非弹性翘曲BUCKLING的重复循环，包括支撑构件达到较大非弹性应变时预计出现的强度增大。
18、即，超强度。0035作为大规模定制的铸钢或其他铸造金属连接件而用于主要轴向加载的构件，本发明的连接件特别有用。铸造工艺赋予了铸钢连接件设计以几何自由度，以使其配合在HSS支撑构件和单块角撑板作为示例之间，以发挥支撑构件的全部轴向强度。连接件本身可以构型为适合具有任何给定外径的标准HSS型材即，壁厚可变，具有焊接到管件的预先合格的完全焊缝熔透CJP的坡口焊缝。0036这种连接部的优势不胜枚举。首先，根据熟知的方法，只要选择适当的焊接电极以及遵循适当的焊接过程，则在HSS或W型材和连接件之间产生的CJP坡口焊缝，对于这种结构构件中所预期的超强度范围而言，要比支撑构件更坚固。此外，铸件上的坡口边缘允。
19、许各种厚度的支撑构件使用相同的焊接规范。一般说来，外径约为100500MM和壁厚约为32160MM的HSS适合地震场合。由于每个连接件可以配合一定范围的型材尺寸，所以少量连接件一种连接件用于一种标准管件外径将覆盖一定范围的支撑件选择方案，因此一种或两种连接件类型就可以用在所有建筑结构中，并通过改变支撑件的壁厚来实现适当的层间剪切力。0037本发明的铸造连接件设计的额外优势在于，由于铸造工艺适合大批量生产，所以每个连接件的成本可以因重复而显著降低，削减各别设计、细部设计以及制造增强的构造HSS角撑连接部的成本。紧凑且流线形连接件的改善的外观也有利于其用在暴露构架的钢结构场合。0038连接件另一端。
20、直接连接到结构框架或连接到与结构框架相连接的一块或多块角说明书CN104278746A4/7页7撑板，适合简单地制造、构建并现场安装。此外，在连接件端部和任何结构元件之间留下间隙，确保了压缩翘曲过程中形成在支撑件端部的弯曲塑性铰接区域将出现在角撑板上，而不会出现在支撑件上。0039可以选择的是，连接件可以包括与角撑板分开的塑性铰接区域，允许在压缩支撑件翘曲过程中引发的弯曲塑性铰接区域形成在铸造连接件中，而不是所连接的角撑板中，以下有述。0040本发明的连接件用于发挥所连接的结构钢制构件的全部轴向能力或者其中任何特别设计的载荷。铸造连接件的一端可以设计为与任何常见标准构造的结构连接部耦接，诸如耦。
21、接标准尺寸的角撑板，或者直接焊接到结构框架上，例如焊接到梁柱交叉部或沿着桁架焊接。连接件的另一端设计成连接一定范围的尺寸不同的支撑构件。对于HSS，连接件适应外部几何形状给定但壁厚可变的情况。对于W型材，连接件适应腹板高度给定但凸缘和腹板厚度可变的情况。这些特别特征允许大规模定制连接件。0041如图1A至图1D所示，连接件10包括第一端12、中间部分14和第二端16。利用第一端12进行与结构构件连接。0042第一端12在其远端倒角或开坡口，以便其可以与厚度不同的相应结构构件18一起使用，从图2A和图2B可以最佳看出。在这种情况下，结构构件为HSS支撑构件。斜坡的角度可以进行选择，以使坡口焊可以。
22、产生焊接部分20，该焊接部分具有足够的体积，以形成良好的焊缝，优选为45到60度。具体地说，第一端12上的坡口使得可以在第一端12和支撑构件之间视线完全焊缝熔透的坡口焊接。完全焊缝熔透的坡口焊缝在强烈地震条件下，能发挥给定支撑构件的全部轴向能力。第一端12上的坡口也有利于与支撑构件对准和对中。图3示出了贯穿连接件和HSS168X95MM支撑构件之间的CJP坡口焊缝的经抛光和化学蚀刻的截面。0043本发明的一项优势在于，连接件10可以现场或非现场地连接到结构构件18。一般来说，不需要现场制作的焊缝是更好的焊缝，具有更可靠的属性。0044连接件10具有第二端16，该第二端适配地螺栓连接到一个或多个。
23、标准构造的端连接部22，从图4A、图4B、图5A和图5B可以最好地看出。第二端16可以具有多个孔24图1A，它们适配地在连接到标准构造的端连接部22诸如角撑板的时候容纳螺栓。端连接部22能让支撑构件18连接到需要支撑的结构框架26。0045可以选择的是，第二端16可以适配地焊接到一个或多个标准构造的端连接部，而且在这种情况下，不需要孔未示出。此外，第二端16可以适配地直接焊接到结构框架26，不论是直接焊接到梁柱交叉部、焊接到桁架还是直接焊接到梁或柱等。0046示出的中间部分14包括从第一端12到第二端16渐变的斜面或曲线，改善了铸造性，并允许力在支撑构件18和端连接部22之间逐渐分散。0047。
24、如图5A所示，两个铸造连接件10可以工厂焊接到支撑构件18的端部，允许将支撑件连接件组件螺栓连接地安装在建筑框架26中。在图5B中，示出了铸造连接件连接到位于结构框架的梁柱交叉部内的标准构造的端连接部。0048应该理解，根据连接件10的特定的轴向承载能力需求和尺寸，第二端16的构造，即其厚度，以及连接到标准构造的端连接部22时容纳螺栓的孔24的数目和取向，都变化很大。说明书CN104278746A5/7页80049本领域技术人员将会理解，这种连接部可以与厚度不同的中空结构型材一起使用。此外，这种连接部允许支撑件的长度和角度方面存在安装容许误差，而仍然连接到圆形、方形、矩形和椭圆形或卵形的中空型。
25、材，并且不需要对结构构件进行仿形、开坡口或倒角。0050例如，图6示出的连接件28具有第一端30，用于连接到卵形HSS。图7示出的连接件32具有第一端34，用于连接到方形HSS支撑构件。0051如图8A、图8B和图8C所示，连接件36的另一种实施例可以包括弯曲塑性铰接区域38，其与角撑板分开。这样允许在支撑件压缩性翘曲时，在铸造连接件36上形成弯曲塑性铰链，而非在所连接的角撑板上形成，从而在发生强烈地震的情况下，保护角撑板以及梁柱交叉部。0052参照图9A和图9B，本发明连接件的进一步实施方式特别设计地与W型材支撑构件一起使用。在这种情况下，连接件具有对应的W型材第一端40，其适配地焊接到W型。
26、材支撑构件42上。具体来说，端部40包括相对的斜坡边缘44，所述边缘具有基本上V形凹槽46，用于容纳支撑构件42的腹板部分48，而端部40进一步包括腹板斜坡边缘50，用于容纳腹板部分48。V形凹槽46用来使第一端40与支撑构件42对准和对中。斜坡边缘44和50使得能在第一端40和支撑构件42之间进行完全焊缝熔透的焊接，用于凸缘和腹板厚度变化的支撑构件。0053本领域技术人员应该理解，本发明的连接件可以用各种材料铸造而成。用钢铸造它们特别有用。而且，根据特定场合所需的属性，可以用不同的合金和不同类型的钢进行铸造。0054实施例0055外径为168MM的HSS支撑构件被选作示例，与本发明的连接件一。
27、起使用。HSS支撑构件的外径为168MM，但是壁厚不同。这种支撑构件可以从大多数钢管制造商处获得，因为这是一种常用管径。此外，大多数可用的168MM管的标称回转半径在常见支撑构件长度的情况下提供的长径比小于200对拉伸压缩支撑件的要求。最后，168MM直径管件的屈服能力YIELDCAPACITY从约500KN到3000KN125到675千磅KIP，取决于壁厚和钢材等级。这样赋予了连接件的终端用户为小高层建筑物的每一楼层提供适当级别的横向强度的能力，同时指定相同的铸造连接件。0056铸件的螺栓连接端设计成抵御壁厚最大的168MMCHS支撑构件的最大可能屈服强度，CHS支撑构件常见于北美HSS16。
28、8X13CAN/CSAG4020/G4021GRADE350W和HSS6625X0500ASTMA500GRADEC。这是用12根直径1英寸的ASTMA490螺栓连接到30MM的角撑板而视线的。12根预张紧的高强度螺栓提供了足够的防滑性SLIPRESISTANCE呈现喷抛清洁的接触表面，以承担可用的最大168MMHSS的可能屈服强度。虽然在某些管理规定中并不专门要求摩擦型SLIPCRITICAL连接不像使用预张紧的螺栓那样，但是在周期性加载的情况下，摩擦型连接性能更好，并且优选用于地震场合。此外，螺栓数目增加至超过满足螺栓剪切设计所要求的数字，确保了连接件在整个螺栓区域保持实质上完全弹性。这样。
29、能在地震之后再次使用该连接件。在实践中，连接件的终端使用者可以根据所连接的管件的强度而指定螺栓数目。根据需要，终端使用者还可以选择为了美观而切掉连接件过长的凸片。说明书CN104278746A6/7页90057在预定边界条件范围内设计铸件利用三维实体建模软件来实现，同时考虑通过连接件的力流，并牢记铸造工艺的局限。0058对于砂型铸造、最常用于结构工程尺寸部件的钢铸造工艺、以及用于制造连接件原型的工艺来说，过渡几何形状要保持平滑，以确保铸造质量。此外，铸件的几何形状应该便于定向凝固，从而减少对冒口以及其他专用且昂贵的铸造条件CASTINGCONSIDERATIONS的需求。0059由于设计出能妥。
30、善铸造的部件最为重要，所以一般需要反复进行应力设计，随后进行铸造车间分析FOUNDRYANALYSIS，由铸造车间提供建议以改善最终产品的固化性。对于本实例的铸造连接件而言，铸造车间建议将连接件的质量提高18。0060参照图10A和图10B，实例连接件的尺寸如下0061外径D168MM0062长度L510MM0063最大角撑板长度LG330MM0064间隙G31MM0065凸片厚度T23MM0066凸片宽度W282MM0067在同心支撑的框架中，支撑构件本身作为吸能元件。因此，根据能力设计准则PRINCIPLESOFCAPACITYDESIGN，在支撑构件拉伸屈服过程中、支撑件翘曲过程中或支撑。
31、件由于总体或局部非弹性翘曲而在中跨或两个支撑件端部发生塑性铰接过程中，铸造连接件优选保持弹性。在原型连接件的设计过程中，利用有限元应力分析建立连接件的弹性特性。0068实体造型软件包用于示例连接件的三维设计。将该模型发送给铸造车间生产样品PATTERN，由此制作用于原型的砂型。为了进行有限元应力分析，改动连接件模型，在336MM长2倍直径的具有标称直径和厚度的HSS168X13支撑构件和该铸造连接件之间包括完全焊缝熔透的坡口焊缝。由于对称，所以仅需要对该组件的四分之一进行有限元建模。部件的几何形状直接导出到有限元分析软件。利用更高等级HIGHORDER的三维四面体实体单元将实体主体网格化，使得。
32、每个单元由10个节点限定，每个节点具有3个自由度。这些单元具有二次位移特性，最适合模拟弯曲或边界不规则的实体主体。在模型的三个面上需要对称的边界条件，以使所分析的有限元模型表示完整的支撑件连接件组件。由于连接件螺栓连接的角撑板防止铸造连接件的凸片向内移动，所以“仅压缩”边界条件应用于连接件凸片的内侧面。最后，在255MM1英寸的宽度上，向直径为27MM的螺栓孔的内表面施加位移，重现螺栓承载的效果。重要的是注意前述的边界条件不允许支撑件总体翘曲。但是，边界条件允许实例中提供的圆形支撑构件对称地局部翘曲。因此，对压缩载荷进行有限元分析时产生的应力表示上界，撑杆总体翘曲过程中，连接件将实际出现该上界。
33、。此外，由于假设铸造材料线性应变硬化，计算出来超过铸件屈服点的应力和变形保守地较大。0069通过向螺栓孔的支承面施加增量位移来进行非线性分析。实际上，螺栓预张紧导致载荷借助铸件凸片和角撑板之间的分布式摩擦应力进行传递，但是，这样施加位移足以模拟连接件组件的静态位移控制加载，并且也在螺栓孔上产生了保守地较大的应力集中。通过进行较大的变形，顾及了非线性材料特性以及几何非线性，这样也允许在加载过程中说明书CN104278746A7/7页10发生形状改变。对于每个单元的局部刚度矩阵公式使用了简化积分。0070有限元分析证实，在支撑组件加载时，在支撑构件中局部发生非弹性变形，直到支撑件的可能屈服强度，如。
34、图11所示。此外，有限元应力分析还显示，当拉伸或压缩变形应用于连接件，导致产生对应于设计屈服力ARYFY的支撑力时，铸件中的应力一般低于铸钢的标称屈服应力345MPA。应力仅在焊接区域超过345MPA，这在预料之中并且也可以接受，因为焊接金属将比有限元分析结果表现出更高的强度水平。管状支撑件内的应力分布在距离焊接连接部非常短的距离处是均匀的，显示出不存在与常见焊接构造的开槽管件角撑板连接部相关联的剪滞情况。0071图12A和图12B示出了HSS168X13支撑件受到支撑以抵抗总体翘曲的压缩屈服从而在连接件和焊缝中产生的建模等效VONMISES应力。图13A和图13B示出了因HSS168X13支。
35、撑件的拉伸屈服而在连接件和焊件中产生的建模等效VONMISES应力。0072原型铸钢连接件利用生产为ASTMA958GRADESC8620CLASS80/50的钢进行制造。这种铸造材料的化学成分类似于标准锻钢等级，并根据CSAW59认为是一种可焊接的基体金属，只要该铸件的硅含量不超过055重量即可。生产成这种规格的材料，在50MM情况下，最小屈服应力为345MPA，最小极限拉伸强度为550MPA，最小延伸率为22，断面缩减率为35。指定了另外的CHARPYVNOTCHCVN冲击测试值要求为204时27焦耳20FTLB，以确保连接部在连接件与支撑件之间的焊接区域具有适当的韧性。该值超过了对于耗能。
36、元件或焊接部件的一般韧性要求，但是更为接近对于动态加载连接部所需的焊接填料材料的CVN要求。0073对于焊接过程，可以准备适当的规则，用于从钢背材一侧进行CJP坡口焊，形成60度的V形或根部间隙为3MM的坡口接头。0074验证构思的实验室测试包括连接件支撑件组件的伪动态测试和静态拉伸测试以及铸造连接件的破坏实验。同心加载的支撑件连接件组件的静态和伪动态测试结果表明，使用铸钢连接件是一种在地震场合连接管状支撑构件的可行措施。实验室测量与有限元结果之间的相关性用来验证设计连接件时进行的有限元建模。0075应该理解，以上说明仅作为实例来说明本发明。本发明的许多变形对于本领域技术人员而言是显然存在的，。
37、所以这些显然的变形应该落入本文所述的发明构思范围内，而无论是否对其进行明确描述。说明书CN104278746A101/13页11图1A图1B图1C图1D图2A说明书附图CN104278746A112/13页12图2B图3说明书附图CN104278746A123/13页13图4A说明书附图CN104278746A134/13页14图4B图5A说明书附图CN104278746A145/13页15图5B图6说明书附图CN104278746A156/13页16图7图8A图8B图8C说明书附图CN104278746A167/13页17图9A图9B说明书附图CN104278746A178/13页18图10A图10B说明书附图CN104278746A189/13页19图11说明书附图CN104278746A1910/13页20图12A说明书附图CN104278746A2011/13页21图12B说明书附图CN104278746A2112/13页22图13A说明书附图CN104278746A2213/13页23图13B说明书附图CN104278746A23。