DE202019005535U1 - Vollständige Momentverbindungskragensysteme - Google Patents

Abstract

Flanschanordnung, umfassend:- ein oberes Querelement,- ein unteres Querelement, und- eine Brückenkomponente, die die oberen und unteren Querelemente verbindet, wobei jedes Querelement einen mittleren Bereich aufweist, der die ersten und zweiten Flügelbereiche verbindet, wobei der mittlere Bereich mit der Brückenkomponente verbunden ist, wobei jeder Flügelbereich weniger als vier Bolzenlöcher aufweist, die zur Befestigung mit den Flügelbereichen an den benachbarten Flanschanordnungen eingerichtet sind.

Description

• Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil unter 35 U.S.C. § 119 (e) der Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 62/628, 807 , eingereicht am 09. Februar 2018, deren Gesamtheit hiermit durch Bezugnahme für alle Zwecke aufgenommen wird. Der Offenbarungsgehalt des US-Patentes Nummer 7,941,985 B2 wird hiermit vollumfänglich durch Bezugnahme aufgenommen.
• Einführung
• Eine Stahlrahmengebäudekonstruktion erfordert eine Verbindung von Balken und Säulen und für durchgehende Rahmen sind momentwiderstehende Verbindungen erforderlich. Vollständige Momentverbindungssysteme, wie zum Beispiel Kragenhalterungen, bieten wertvolle Verbesserungen gegenüber Schweißtechniken vor Ort. Das Schweißen kann außerhalb des Standorts unter kontrollierten Bedingungen erfolgen, die Rahmenteile sitzen in der richtigen räumlichen Ausrichtung, wenn sie durch einen Kragen verbunden sind, und die Konstruktion vor Ort kann schneller, sicherer und effizienter ausgeführt werden.
• Das US-Patent Nummer 7,941,985 B2 offenbart eine beispielhafte vollständige Momentkragenhalterung, die als Halo-/Spinnen-Verbindung beschrieben wird. Wenn ein Balken und eine Säule verbunden sind, wird eine Kragenflanschanordnung an das Ende des Balkens geschweißt. Zwei Kragenecken sind an den Ecken auf beiden Seiten einer Fläche der Säule angeschweißt. Zum Verbinden wird der Balken abgesenkt, sodass die Flanschanordnung zwischen den Kragenecken aufgenommen wird, die einen konischen Kanal bilden. Die Verbindungen auf allen Seiten der Säule bilden zusammen einen vollständigen Momentkragen.
• Zusammenfassung
• Die vorliegende Offenbarung sieht Systeme, Vorrichtungen und Verfahren vor, die sich auf vollständige Momentverbindungen beziehen. In einigen Beispielen kann ein vollständiger Momentsäulenkragen vier Kragenflanschanordnungen und vier Krageneckanordnungen umfassen. Jede Kragenflanschanordnung kann ein oberes Querelement und ein unteres Querelement umfassen, die durch ein Rückenelement verbunden sind. Jede Krageneckanordnung kann erste und zweite Erstreckungsbereiche, die eine Ecke bilden, und einen Abstandsbereich umfassen, der sich von der Ecke aus erstreckt, wobei der Abstandsbereich eine distale T-förmige Struktur aufweist. Jede Krageneckanordnung kann eingerichtet sein, um zwei benachbarte Kragenflanschanordnungen zu verbinden, und jede Krageneckanordnung kann eine mehrachsige Ausrichtungsstruktur aufweisen, die sich von einem unteren Endbereich zum vertikalen Positionieren eines unteren Querelements einer jeweiligen Kragenflanschanordnung erstreckt.
• In einigen Beispielen kann ein Verfahren zur Herstellung eines vollständigen Momentsäulenkragens ein Formen eines Kragenflanschrohlings umfassen. Das Verfahren kann ferner ein Bearbeiten einer Balken-Andockstruktur im Kragenflanschrohling umfassen, die einer ausgewählten I-Balken-Flanschdimension entspricht. Die Balken-Andockstruktur kann einen Sitz, der zum Kontaktieren eingerichtet ist, und einen I-Balkenflansch umfassen.
• In einigen Beispielen kann ein Verfahren zum Herstellen eines vollständigen Momentsäulenkragens ein Formen eines Krageneckenrohlings mit ersten und zweiten Erstreckungsbereiche, die eine Ecke bilden, und einen Abstandsbereich umfassen, der sich von der Ecke aus erstreckt. Der Abstandshalter kann eine distale T-förmige Struktur aufweisen. Das Verfahren kann ferner eine Bearbeitung einer Anschlagsfläche auf dem Krageneckenrohling umfassen, der zum Kontaktieren einer Fläche auf einer Kragenflanschanordnung eingerichtet ist.
• Merkmale, Funktionen und Vorteile können unabhängig in verschiedenen Beispielen der vorliegenden Offenbarung erreicht oder in noch anderen Ausführungsformen kombiniert werden, von denen weitere Details unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die Zeichnungen ersichtlich sind.
• Figurenliste
• 1 ist eine isometrische Ansicht eines veranschaulichenden vollständigen Momentsäulenkragens in Übereinstimmung mit Aspekten der vorliegenden Offenbarung, der eine Säule und vier I-Balken verbindet,
• 2 ist eine isometrische Ansicht des Kragens von 1,
• 3 ist eine isometrische Ansicht einer Eckenanordnung des Kragens von 2,
• 4 ist eine isometrische Ansicht eines unteren Abschnitts der Eckenanordnung von 3,
• 5 ist ein schematisches Diagramm eines veranschaulichenden Rohlings und einer bearbeiteten finalen Komponente für einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt einer Eckenanordnung, wie hierin beschrieben,
• 6 ist eine isometrische Ansicht einer Flanschanordnung des Kragens von 2,
• 7 ist eine vordere Ansicht des unteren Querelements der Flanschanordnung von 6,
• 8 ist eine obere Ansicht der Flanschanordnung von 6,
• 9 ist eine isometrische hintere Ansicht des unteren Querelements der Flanschanordnung von 6 mit einer teilweisen Ansicht der Brückenkomponente,
• 10 ist eine teilweise isometrische Ansicht einer Flanschanordnung und zwei Eckenanordnungen des Kragens von 2, die in Eingriff stehen,
• 11 ist ein schematisches Diagramm eines veranschaulichenden Rohlings und einer bearbeiteten finalen Komponente für ein oberes Querelement und ein unteres Querelement einer Flanschanordnung, wie hierin beschrieben,
• 12 ist ein schematisches Diagramm einer Flanschanordnungskonfiguration gemäß einer Balkengröße aus einem Satz von Standardrohlingen,
• 13 ist ein Ablaufdiagramm, das Schritte eines veranschaulichenden Verfahrens zum Herstellen eines vollständigen Momentkragens gemäß den vorliegenden Lehren darstellt,
• 14 ist eine isometrische Ansicht einer Flanschanordnung eines weiteren veranschaulichenden vollständigen Momentsäulenkragens in Übereinstimmung mit Aspekten der vorliegenden Offenbarung, und
• 15 ist eine Seitenansicht eines oberen Flansches der Flanschanordnung von 13.
• Detaillierte Beschreibung
• Verschiedene Aspekte und Beispiele eines vollständigen Momentverbindungskragensystems sowie verwandte Verfahren werden nachstehend beschrieben und in den zugehörigen Zeichnungen dargestellt. Sofern nicht anders angegeben, können ein Verbindungssystem gemäß den vorliegenden Lehren und/oder ihre verschiedenen Komponenten zumindest eine der beschriebenen, dargestellten und/oder hierin enthaltenen Strukturen, Komponenten, Funktionalitäten und/oder Variationen enthalten, müssen diese jedoch nicht hierin enthalten. Sofern nicht ausdrücklich ausgeschlossen, können außerdem die hier in Verbindung mit den vorliegenden Lehren beschriebenen, dargestellten und/oder hierin enthaltenen Prozessschritte, Strukturen, Komponenten, Funktionalitäten und/oder Variationen in anderen ähnlichen Vorrichtungen und Verfahren enthalten sein, einschließlich eines Austausches zwischen offenbarten Ausführungsformen. Die folgende Beschreibung von verschiedenen Beispielen dient lediglich der Veranschaulichung und soll in keiner Weise die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen begrenzen. Zusätzlich sind die Vorteile, die durch die nachstehend beschriebenen Beispiele vorgesehen sind, von veranschaulichender Natur und nicht alle Beispiele bieten dieselben Vorteile oder den gleichen Grad an Vorteilen.
• Diese detaillierte Beschreibung umfasst die folgenden Abschnitte, die unmittelbar nachstehend folgen: (1) Übersicht; (2) Beispiele, Komponenten und Alternativen; (3) veranschaulichende Kombinationen und zusätzliche Beispiele; (4) Vorteile, Merkmale und Nutzen; und (5) Schlussfolgerung. Der Abschnitt Beispiele, Komponenten und Alternativen ist ferner in Unterabschnitte A bis C unterteilt, von denen jeder entsprechend gekennzeichnet ist.
• Überblick
• Im Allgemeinen kann ein vollständiges Momentkragenverbindungssystem eins oder mehrere seitliche Elemente mit einem vertikalen Element verbinden. Zum Beispiel kann das vollständige Momentkragenverbindungssystem eine quadratische Kastensäule und vier I-Balken verbinden. Das Verbindungssystem kann auch eingerichtet sein, um andere Arten von Strukturelementen zu verbinden.
• Das Verbindungssystem umfasst einen Kragen, der einen Teil des vertikalen Elements umgibt. Der Kragen kann eine erste Mehrzahl von Komponenten und eine zweite Mehrzahl von Komponenten umfassen. Die erste Mehrzahl von Komponenten kann am vertikalen Element fixiert werden, und kann als Abstandshalter, Säulenver- binder und/oder Krageneckanordnungen bezeichnet werden. Eine oder mehrere der zweiten Mehrzahl von Komponenten kann jeweils an einem entsprechenden seitlichen Element fixiert werden und die Komponenten können als Spannweiten, Balkenverbinder und/oder Kragenflanschanordnungen bezeichnet werden.
• Komponenten der ersten und zweiten Mehrzahlen können miteinander verbunden werden, beispielsweise miteinander verschraubt werden. Die Komponenten des Kragens können eingerichtet werden, um sich in einer präzisen räumlichen Konfiguration zu verbinden. Eine korrekte räumliche Konfiguration des Kragens kann eine genaue und akkurate Orientierung der seitlichen Elemente relativ zueinander und relativ zum vertikalen Element ermöglichen. Eine derartige Ausrichtung kann für den erfolgreichen Bau größerer Strukturen, wie zum Beispiel einem Gebäuderahmen, wichtig sein. Durch Anordnen der Kragenkomponenten relativ zueinander kann eine gewünschte räumliche Konfiguration des Kragens weitgehend unabhängig von Variationen in den Spezifikationen der seitlichen Elemente und des vertikalen Elements erreicht werden.
• Komponenten des Kragens können durch Formen eines Rohlings und Bearbeiten ausgewählter Merkmale hergestellt werden. Ein Formen der Rohlinge kann die Herstellkosten begrenzen, sodass eine präzise Bearbeitung nur für diejenigen Merkmale verwendet werden kann, die zum Erreichen der gewünschten räumlichen Konfiguration wichtig sind. Eine derartige Herstellung kann auch eine Lagerung eines Standardrohlings und eine bedarfsgerechte Bearbeitung gemäß den Dimensionen eines ausgewählten seitlichen Elements ermöglichen.
• Beispiele, Komponenten und Alternativen
• Die folgenden Abschnitte beschreiben ausgewählte Aspekte von beispielhaften vollständigen Momentverbindungskragen sowie verwandte Systeme und/oder Verfahren. Die Beispiele in diesen Abschnitten dienen der Veranschaulichung und sollten nicht so interpretiert werden, dass sie den gesamten Umfang der vorliegenden Offenbarung begrenzen. Jeder Abschnitt kann eine oder mehrere unterschiedliche Beispiele und/oder eine kontextbezogene oder verwandte Information, Funktion und/oder Struktur umfassen.
• Veranschaulichender vollständiger Momentsäulenkragen
• Wie in 1 bis 10 dargestellt, beschreibt dieser Abschnitt einen veranschaulichenden Kragen 10. Der Kragen 10 ist ein Beispiel für ein vollständiges Momentkragenverbindungssystem, wie oben beschrieben. In 1 wird ein Kragen 10 dargestellt, der eine quadratische Kastensäule 12 und vier I-Balken 14 eines Gebäuderahmens verbindet. Der Ort der Verbindung an der Säule kann als Knoten bezeichnet werden. In einigen Beispielen kann eine Säule mehrere Knoten umfassen, die jeweils durch einen Kragen mit einem oder mehreren Balken verbunden sind.
• Wie in 1 dargestellt, verbindet der Kragen 10 die Balken 14 mit einer Säule 12, sodass gegenüberliegende Balken parallel und benachbarte Balken orthogonal sind, wobei alle Balken orthogonal zur Säule sind. In einigen Beispielen können die Balken im Wesentlichen orthogonal innerhalb einer gewissen Winkeltoleranz sein oder andere Winkel mit benachbarten Balken und/oder mit der Säule bilden. Eine genaue Position und Ausrichtung der Balken relativ zur Säule wird durch Eingriff zwischen Komponenten des Kragens erreicht.
• Die Säule 12 umfasst vier Seiten oder Flächen 13 und vier Ecken 15. Jeder Balken 14 ist nahe einer entsprechenden Fläche 13 der Säule montiert. Jeder Balken 14 umfasst einen Steg 17, die sich zwischen den oberen und unteren Balkenflanschen 19 erstreckt. Der Steg 17 weist eine Dicke 23 und eine Höhe 21 auf, die typischerweise als Balkentiefe des Balkens 14 bezeichnet wird. Die oberen und unteren Balkenflansche 19 weisen jeweils eine Breite 25 auf. Die Balkentiefe 21, Stegdicke 23 und Flanschbreite 25 können alle mit dem Balkengewicht und der Größe variieren. Der Kragen 10 kann gemäß den Dimensionen der Säule 12 und Balken 14 eingerichtet werden. Der Kragen 10 kann eingerichtet werden, um vier Balken mit übereinstimmenden Dimensionen oder Balken mit unterschiedlichen Dimensionen zu verbinden.
• Der Kragen 10 umfasst gleiche Anzahlen von Flanschanordnungen 16 und Eckanordnungen 18. Im vorliegenden Beispiel umfasst der Kragen für eine Säule mit vier Flächen vier Flanschanordnungen und vier Eckanordnungen. Die Flanschanordnungen und Eckanordnungen wechseln sich ab, sodass jede Eckanordnung in zwei Flanschanordnungen eingreift und in ähnlicher Weise greift jede Flanschanordnung in zwei Eckanordnungen ein. Jede Eckanordnung 18 ist mit einer der Ecken 15 der Säule 12 verschweißt. Im vorliegenden Beispiel ist jede Flanschanordnung 16 mit einem der Balken 14 verschweißt. In einigen Beispielen können weniger als vier Balken mit der Säule verbunden werden und bis zu drei Flanschanordnungen können nicht mit einem Balken verschweißt bleiben. In einigen Beispielen können andere Strukturen oder strukturelle Elemente mit einer oder mehreren Flanschanordnungen verbunden werden. Zum Beispiel kann ein Konverter für eine Schwerkraft-Rastverbindung an eine Flanschanordnung geschweißt werden.
• Wie in 2 dargestellt, sind Flanschanordnungen und Eckanordnungen durch horizontale Bolzen 27 miteinander befestigt, die sich durch entsprechende Löcher in den Anordnungen erstrecken. Jeder Bolzen 27 erstreckt sich durch zwei Flanschanordnungen und eine Eckanordnung. Jede Eckanordnung wird durch nur vier Bolzen und der Kragen 10 durch insgesamt nur sechzehn Bolzen befestigt.
• Der Kragen 10 umfasst ein Schwerkraftanschlagmerkmal, sodass ein Balken mit einer montierten Flanschanordnung in Eingriff mit zwei Eckanordnungen auf die Säule abgesenkt werden und durch das Schwerkraftanschlagmerkmal abgestützt werden kann, während die Anordnungen miteinander verschraubt werden. Der Schwerkraftanschlag kann auch als Ausrichtungsführung bezeichnet werden und kann eingerichtet werden, um eine Flanschanordnung in eine präzise vertikale und horizontale Position zu führen. Beispielsweise kann der Schwerkraftanschlag gekrümmte oder geneigte Flächen umfassen. Der Schwerkraftanschlag kann auch dazu beitragen, jede benachbarte Flanschanordnung und Eckanordnung relativ zueinander korrekt zu positionieren, entsprechende Löcher in den Anordnungen auszurichten und jede Anordnung relativ zum Kragen als Ganzes zu positionieren.
• Jede Anordnung kann mehrere Komponenten aufweisen, die miteinander verschweißt sind. Jede Komponente kann aus einem geformten Rohling hergestellt werden. Zum Beispiel können Rohlinge gegossen, geschmiedet, extrudiert oder additiv hergestellt werden. Ausgewählte Merkmale können in den Rohling eingearbeitet werden, um eine Anordnungskomponente zu formen. Die ausgewählten Merkmale können diejenigen sein, die für ein Bestimmen einer räumlichen Position und Ausrichtung der Anordnung verantwortlich sind, wenn sie mit dem Kragen 10 verbunden sind. Beispielsweise können Bolzenlöcher und Eingriffsmerkmale ausgewählt werden, um einen präzisen Eingriff sicherzustellen. Die bearbeiteten Flächen der ausgewählten Merkmale können als Bezugsflächen bezeichnet werden.
• 3 ist eine detailliertere Ansicht einer Eckanordnung 18. Die Eckanordnung 18 umfasst einen Säulenverbindungsbereich 29 mit ersten und zweiten Ausdehnungen 30. Die Ausdehnungen erstrecken sich über die Länge der Anordnung und bilden eine Ecke oder einen Schnittpunkt 31. Die Ausdehnungen, die auch als Fuß bezeichnet werden können, bilden einen Innenwinkel am Schnittpunkt, der der Säule 12 entspricht (siehe 1). Im vorliegenden Beispiel weist die Säule 12 einen quadratischen Querschnitt auf und der Innenwinkel ist ein rechter Winkel.
• Jeder Fuß 30 ist zur Montage an einer Fläche der Säule eingerichtet, sodass die Eckanordnung eine Ecke der Säule überspannt. Ein Abstandshalter 32 erstreckt sich vom Schnittpunkt 33, der im Wesentlichen parallel zu einer Winkelhalbierenden des Innenwinkels der Füße ausgerichtet ist. Eine dem Abstandshalter zugewandte Seite jedes Fußes 30 kann eine primäre Bezugsfläche 30d der Eckanordnung 18 sein. Jede Seitenfläche des Abstandshalters kann auch eine Bezugsfläche 32d sein. Der Abstandshalter 32 umfasst auch eine T-förmige Struktur 33, die vom Schnittpunkt 31 entfernt ist.
• Im vorliegenden Beispiel weist die Eckanordnung 18 einen oberen Abschnitt 20, einen mittleren Abschnitt 22 und einen unteren Abschnitt 24 auf. Jeder Abschnitt kann aus einem separaten Rohling bearbeitet werden. Die Abschnitte 20, 22 und 24 werden zusammen verschweißt, um die Eckanordnung zu bilden. Der obere Abschnitt 20 und untere Abschnitt 24 stimmen im Wesentlichen überein, sind jedoch gespiegelt. Jeder umfasst zwei Bolzenlöcher, ein äußeres Bolzenloch 26 und ein inneres Bolzenloch 28. Die Bolzenlöcher sind angeordnet, um den Löchern in den Flanschanordnungen zu entsprechen.
• Das äußere Bolzenloch 26 und innere Bolzenloch 28 des oberen Abschnitts 20 und unteren Abschnitts 24 erstrecken sich durch den Abstandshalter 32. Jeder der oberen und unteren Abschnitte umfasst einen inneren Bereich des Abstandshalters 32, der zum mittleren Bereich 22 benachbart ist, und einen äußeren Bereich des Abstandshalters, der vom mittleren Abschnitt entfernt ist. Jedes äußere Bolzenloch 26 ist im äußeren Bereich, proximal zum Schnittpunkt 31, angeordnet. Jedes innere Bolzenloch 28 ist im inneren Bereich angeordnet und im vorliegenden Beispiel distal vom Schnittpunkt 31 angeordnet. Die Löcher 26, 28 können als ausgerichtet entlang einer Linie beschrieben werden, die schräg zu einer länglichen Achse BB in der Eckanordnung ist.
• Die Position des äußeren Bolzenlochs 26 kann den mechanischen Vorteil des Biegens von Lasten von Balken, die mit dem Kragen verbunden sind, verringern, wie weiter unten unter Bezugnahme auf die Flanschanordnung 16 und 6 und 7 beschrieben wird. Eine derartige Anordnung ermöglicht dadurch eine Verwendung von nur zwei Bolzen an jedem oberen und unteren Abschnitt, wodurch eine Verbindung des Kragens vereinfacht wird, während die Verbindungsfestigkeit beibehalten wird.
• Entlang des oberen Abschnitts 20 und unteren Abschnitts 24 kann die Höhe des Abstandshalters 32 variieren. Das heißt, der Abstandshalter zwischen der T-förmigen Struktur 33 und dem Schnittpunkt 31 kann variieren. Ein Kanal, der zwischen einem Fuß 30 und einer T-förmigen Struktur 33 des Abstandshalters ausgebildet ist, kann sich daher über die Länge der Eckanordnung 18 verjüngen. Es ist zu beachten, dass in 3 die Verjüngung aufgrund des kleineren Verjüngungswinkels schwer zu unterscheiden ist. Die T-förmige Struktur 33 ist in 4 deutlicher dargestellt.
• Der obere Abschnitt 20 und untere Abschnitt 24 weisen eine Standardgröße auf, der mittlere Abschnitt 22 ist jedoch aus verschiedenen Größen auswählbar. Im vorliegenden Beispiel besteht der mittlere Abschnitt 22 aus mehreren identischen Teilen, die miteinander verschweißt sind. Die Anzahl der im mittleren Abschnitt enthaltenen Teile kann gemäß einer gewünschten Länge der Eckanordnung 18 variiert werden. Die Länge der Eckanordnung 18 kann ausgewählt werden, um einer ausgewählten Flanschanordnungsgröße oder Balkentiefe zu entsprechen. In Beispielen, für die eine minimale Größe der Eckanordnung 18 erwünscht ist, kann der mittlere Abschnitt 22 weggelassen werden.
• Wie detaillierter in 4 dargestellt, umfasst jeder Fuß 30 des unteren Abschnitts 24 eine mehrachsige Ausrichtungsstruktur 34 am unteren Ende. Die Struktur ist vom Schnittpunkt 31 am Fuß 30 distal. Eine Ausrichtungsstruktur 34 ist eingerichtet, um eine Flanschanordnung entlang zweier Achsen, einer vertikalen und einer horizontalen Achse, zu positionieren. Die Ausrichtungsstruktur kann zum Beispiel die Flanschanordnung in Bezug auf die in 3 dargestellten Achsen AA und BB positionieren. Für ein anderes Beispiel kann die Ausrichtungsstruktur die Flanschanordnung entlang einer Säulenachse und einer Balkenachse positionieren, wie durch die Säule 12 und einen benachbarten Balken 14 definiert, wie in 1 dargestellt.
• Unter erneuter Bezugnahme auf 4 ist die Ausrichtungsstruktur 34 eingerichtet, um als Schwerkraftanschlag zu wirken, eine Flanschanordnung abzustützen und die Anordnung in eine vertikale oder Z-Achsenrichtung präzise zu positionieren. Zweitens ist die Ausrichtungsstruktur eingerichtet, um als Führung zu wirken, in eine Flanschanordnung einzugreifen und die Anordnung in einer horizontalen oder X-Achsenrich- tung zu positionieren. Der Kanal, der zwischen dem Fuß 30 und der T-förmigen Struktur 33 gebildet wird, ist in ähnlicher Weise eingerichtet, um eine eingerückte Flanschanordnung in einer horizontalen oder lateralen ebene präzise anzuordnen. Die Ausrichtungs- und Führungsfunktionen der Ausrichtungsstruktur 34 werden unter Bezugnahme auf 10 unten detaillierter erörtert.
• Die Struktur 34 weist eine ebene obere Fläche 34d auf, die präzise eine abgestützte Flanschanordnung entlang der vertikalen Achse oder Säulenachse anordnet. Die Struktur 34 umfasst auch eine gekrümmte Oberfläche 35 oder eine Führungsschulter, die eingerichtet ist, um in eine komplementäre untere Fläche einer Flanschanordnung einzugreifen. Die obere Fläche 35 kann als eine abgestufte Fläche beschrieben werden, die von der ebenen oberen Fläche 34d abfällt. Die Ausrichtungsstruktur 34 kann auch so beschrieben werden, dass sie eine ebene horizontale Fläche 34d aufweist, die mit einer vertikalen ebenen Fläche durch eine schräge und/oder geneigte Fläche 35 verbunden ist. Die geneigte Fläche kann eben oder gekrümmt sein, wie im vorliegenden Beispiel. Vorzugsweise kann die geneigte Fläche eine durchschnittliche Neigung in einem Bereich von ungefähr 15 bis 45 Grad aufweisen.
• Die Ausrichtungsstruktur 34 kann für eine effektive Lastübertragung auf den Fuß 30 eingerichtet werden. Beispielsweise kann die Struktur eine ausreichende Größe und/oder eine ausreichende Querschnittsdimension aufweisen, um den von einer Flanschanordnung aufgebrachten Lasten standzuhalten. Die Ausrichtungsstruktur 34 ist als Teil des Rohlings für den unteren Abschnitt 24 geformt, die eine zusätzliche strukturelle Festigkeit verleihen kann. Die ebene obere Fläche 34 und die gekrümmte obere Fläche 35 können jeweils aus der geformten Struktur bearbeitet werden.
• Die Eckanordnung 18 ist eingerichtet, um ein Gewicht zu begrenzen, indem Material weggelassen wird, das für die strukturelle Festigkeit nicht erforderlich ist. Aus diesem Grund weisen der obere Abschnitt 20 und untere Abschnitt 24 gekrümmte Außenprofile auf und umfassen Aussparungen im Abstandshalter 32. In ähnlicher Weise umfassen die Füße Ausschnitte am Rand, um Material zu verringern. Wie unten erwähnt, kann eine derartige Formgebung ein Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht des Kragens verbessern.
• 5 ist ein schematisches Diagramm, das eine Herstellung des oberen Abschnitts 20 und unteren Abschnitts 24 der Eckanordnung 18 darstellt. Ein Krageneckrohling 37 wird für jeden Abschnitt geformt, einschließlich eines Säulenverbindungsbereichs 29 und des Abstandshalters 32. Der Rohling 37 unterscheidet sich vom oberen Abschnitt 20 und unteren Abschnitt 24, da der untere Abschnitt 24 eine Ausrichtungsstruktur 34 umfasst.
• Die Bezugsflächen jedes Rohlings werden bearbeitet, um einen präzisen Eingriff mit anderen Komponenten der Eckanordnung, dem Kragen und/oder der Säule zu erreichen. Die in 5 dargestellten Bezugsflächen umfassen Bolzenlöcher 26, 28, eine ebene Fläche 34d und eine gekrümmte Fläche 35 der Ausrichtungsstruktur 34, Fußflächen 30d und Abstandsflächen 32d. In einigen Beispielen können zusätzliche Bezugsflächen bearbeitet werden, wie z. B eine innere, der Säule zugewandte Fläche je Fuß 30. Spezifische Größen und Maße, nach denen die Bearbeitung durchgeführt wird, können gemäß der Größe des Balkens und/oder der Säule variieren.
• Flächen ohne Bezug und/oder Merkmale können ebenfalls bearbeitet werden, um einer strengeren Spezifikation als der im Formungsprozess zu entsprechen, um Merkmale hinzuzufügen, die sich zwischen den oberen und unteren Abschnitten unterscheiden und/oder um nach Bedarf einen gewünschten oberen und unteren Abschnitt herzustellen. Wie in 3 dargestellt, kann z. B eine innere Fläche der t-förmigen Struktur 33 zu einer gewünschten Glätte bearbeitet werden und/oder Schweißvorbereitungsaussparungen können in eine Kante neben dem mittleren Abschnitt 22 eingearbeitet werden.
• 6 stellt eine Flanschanordnung 16 dar, die obere und untere Querelemente umfasst, die durch ein Brückenelement verbunden sind. Diese können als oberer Flansch 36 und unterer Flansch 38 bezeichnet werden, die durch einen Einsatz 40 verbunden sind. Die oberen und unteren Flansche sind im Wesentlichen übereinstimmend, aber gespiegelt. Der Einsatz 40 kann eine rechteckige Stange oder ein anderes längliches Element mit einer Länge sein, die gemäß einer gewünschten Größe der Flanschanordnung 16 gewählt werden. Die Flanschanordnung 16 kann so bemessen sein, um einer Tiefe und einem Gewicht eines I-Balkens oder eines anderen Strukturelements zu entsprechen.
• Wie für den unteren Flansch 38 in 7 dargestellt, umfasst jeder der oberen und unteren Flansche einen Hauptkörperbereich 42 mit ersten und zweiten Endbereichen 45 und einer zentralen Spannweite 44. Die Endbereiche 45 erstrecken sich im Wesentlichen parallel mit der zentralen Spannweite 44. Abgewinkelte Flügelbereiche 48 erstrecken sich von den ersten und zweiten Endbereichen. Die dem Balken zugewandte Seite 54 von jedem Endbereich ist eine primäre Bezugsfläche 45d. Jede Fläche 45d kann eine Bezugsfläche an einer entsprechenden Eckanordnung im montierten Kragen kontaktieren. Die dem Balken zugewandte Seite 54 von jedem Flügelbereich 48 kann ebenfalls eine Bezugsfläche 48d sein.
• Unter erneuter Bezugnahme auf 6 erstreckt sich an jedem Flansch eine Strebe oder ein Querstück 46 im Wesentlichen sekundär vom Hauptkörperbereich 42 und dem Flügelbereich 48. Jeder Flügelbereich 48 weist einen äußeren Bereich und einen inneren Bereich auf, die durch das Querstück 46 geteilt sind. Der äußere Bereich umfasst ein äußeres Bolzenloch 26 und der innere Bereich ein inneres Bolzenloch 28. Im vorliegenden Beispiel ist das äußere Bolzenloch 26 proximal zu einer mittleren Achse BB der Flanschanordnung, während das innere Bolzenloch 28 distal von der zentralen Achse ist. Die Löcher 26, 28 können auch als entlang einer Linie beschrieben werden, die schräg zu einer zentralen Achse BB ausgerichtet ist. Die zentrale Achse BB kann parallel zum Einsatz 40 sein und die zentrale Spannweite 44 halbieren.
• Im montierten Kragen übertragen Bolzen, die sich durch die inneren und äußeren Bolzenlöcher erstrecken, Lasten zwischen Komponenten des Kragens, insbesondere Biegelasten vom befestigten Balken. Ein größerer Anteil der Lasten kann auf Bolzen im äußeren Bereich von jedem Flansch aufgebracht werden. Der Abstand jedes Bolzens von einer zentralen Achse des Balkens kann den Momentarm und folglich den mechanischen Vorteil bestimmen. Ein Verringern der Anzahl von Bolzen in jedem Flügelbereich kann zum Brechen des Kragens führen, wenn der mechanische Vorteil zu groß ist.
• Folglich ist das äußere Bolzenloch 26 angeordnet, um den Momentarm zu minimieren. Wie in 7 dargestellt, ist das äußere Bolzenloch unmittelbar neben dem Endbereich 45 des Hauptkörperbereichs 42 angeordnet. Im vorliegenden Beispiel ist das innere Bolzenloch 28 nahe einer distalen Kante 62 des Flügelbereichs 48 angeordnet. Eine derartige Positionierung des inneren Bolzenlochs kann einen Zugang für Werkzeuge ermöglichen, die zum Installieren und Festziehen der Bolzen verwendet werden. Bei einigen Werkzeugen und/oder Bolzen kann der Einsatz 40 stören, wenn das innere Bolzenloch 28 näher zur zentralen Achse BB ist. In einigen Beispielen können Befestigungselemente verwendet werden, die es ermöglichen, das innere Bolzenloch 28 in vertikaler Ausrichtung mit dem äußeren Bolzenloch 26, unmittelbar neben dem Endbereich 45, anzuordnen.
• Diese Positionen der Bolzenlöcher 26, 28 können ein Verwenden von nur zwei Bolzen an jedem Flügelbereich ermöglichen, wodurch die Kragenverbindung vereinfacht wird, während die Verbindungsfestigkeit aufrechterhalten wird. Weniger Bolzen können zu einer kürzeren Bearbeitungszeit für Bolzenlöcher, geringeren Materialkosten für Bolzen und verbesserten Installationszeiten führen. In einigen Beispielen können drei Bolzenlöcher enthalten sein (wie im nachstehend beschriebenen Beispiel C), kann die Anzahl von Löchern in verschiedenen Flügelbereichen variieren und/oder können andere Anzahlen von Löchern in anderen Konfigurationen verwendet werden, um eine gewünschte Lastübertragung zu erreichen.
• Der obere Flansch 36 und untere Flansch 38 sind eingerichtet, um ein Gewicht durch Weglassen von Material, das für die strukturelle Festigkeit nicht erforderlich ist, zu begrenzen. Zusammen mit den gewichtsreduzierenden Formen der Krageneckanordnungen kann dies ein Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht des Kragens verbessern. Zum Beispiel kann ein Kragen ein Verhältnis zwischen 5.000 und 9.000 Pfund Kraft pro Pfund Masse (oder zwischen 2.200 und 4.000 kg Kraft pro kg Masse) erreichen. Aus diesem Grund weisen die Flügelbereiche 48 und das Querstück 46 gekrümmte Profile und Ausschnitte, wie z. B Aussparungen 43, auf. Der äußere Bereich jedes Flügels 48 ist kleiner als der innere Bereich, wobei eine abgeschnittene Ecke einen diagonalen Rand distal von der zentralen Spannweite 44 aufweist.
• Wie für den unteren Flansch 38 in 7 dargestellt, verengen sich die Endbereiche 45 des Hauptkörperbereichs 42 von den Flügelbereichen 48 zur zentralen Spannweite 44. Die zentrale Spannweite 44 kann beschrieben werden, dass sie eine Höhe 47 aufweist, die kleiner als eine Höhe 49 der Flügelbereiche 48 ist. Die oberen und unteren Flansche können auch als asymmetrisch um das Querstück 46 herum und/oder als Schmetterlingsform beschrieben werden. Die abgerundeten Profile der Flansche können auch eine einfache Montage der Kragenbalkenhalterung erleichtern und eine etwas falsch ausgerichtete Flanschanordnung in die richtige Ausrichtung führen.
• Bei Montage zu einem vollständigen Momentkragen 10, wie in 1 gezeigt, ist die der Säule zugewandte Seite 54 der zentralen Spannweite 44 nahe der Fläche 13 der Säule 12, jedoch von der Säule beabstandet. Jeder Balken 14 ist an einer Flanschanordnung 16 mit Flanschen 19 der dem Balken zugewandten Seite 56 mit Balkenkontakt des Querstücks 46 des oberen Flansches 36 und unteren Flansches 38 und des Stegs 17 des balkenkontaktierenden Einsatzes 40 der Flanschanordnung montiert.
• Der Kontakt zwischen einem oberen Flansch 19 des Balkens 14 und dem Querstück 46 des oberen Flansches 36 ist in 8 detaillierter dargestellt, wobei der Balken transparent dargestellt ist. Der Kontakt zwischen dem Balken und dem unteren Flansch 38 ist ähnlich, aber gespiegelt, sodass die folgende Beschreibung für die beschriebenen Merkmale für beide oberen und unteren Flansche angewendet werden kann. Das Querstück 46 des oberen Flansches 36 umfasst eine Balken-Andockstruktur 58 an der Außenfläche an der dem Balken zugewandten Seite 56, die eingerichtet ist, um einen Endbereich des Balkens 14 aufzunehmen.
• Die Andockstruktur 58 umfasst eine Aussparung in einer äußeren Seite des Querstücks 46, die durch einen ebenen Sitz 59 und eine geneigte Wand 61 ausgebildet wird. Der Sitz 59 ist eingerichtet, um einen Bereich des oberen Balkenflansches 19 abzustützen. Ein Vorsprung 63 erstreckt sich von der dem Balken zugewandten Seite 56 des Querstücks 46 in der Nähe eines zentralen Bereichs des Sitzes 59. Ein Schlitz 60 im Vorsprung 63 ist eingerichtet, um einen Endbereich des Stegs 17 des Balkens 14 aufzunehmen.
• Der Sitz 59 und der Schlitz 60 der Andockstruktur 58 können den Endbereich des Balkens 14 während des Schweißens an die Flanschanordnung abstützen und stabilisieren. Eine derartige Stabilität kann die Sicherheit des Schweißens vereinfachen und verbessern. Die Andockstruktur 58 ist auch so geformt, um Füllmaterial aufzunehmen, das beim Schweißen des Balkens 14 an den oberen Flansch 36 verwendet wird. Ein derartiges Füllmaterial kann zwischen dem Balkenende und der geneigten Wand 61 enthalten sein.
• Die Andockstruktur 58 ist dimensioniert, um einem Balken 14 zu entsprechen. 8 stellt auch eine weitere mögliche Andockstruktur 58a dar, die in gestrichelten Linien angegeben ist und für einen schwereren Balken mit einer größeren Stegdicke 23 und Flanschbreite 25 geeignet ist (siehe 1). Wenn der obere Flansch 19 aus einem Rohling bearbeitet wird, kann eine Balkengröße ausgewählt und die Andockstruktur 58, 58a oder jede geeignete Andockstruktur in das Querstück 46 des Rohlings eingearbeitet werden.
• Das Querstück 46 erstreckt sich an den Flügeln 48 auf der dem Balken zugewandten Seite 56 vorbei. Das Querstück 46 kann beschrieben werden, dass es eine Ausdehnungstiefe 51 aufweist, gemessen von der weitesten Ausdehnung der Flügel 48 in Richtung des Balkens. Die Tiefe 51 kann ausreichend sein, damit die Balkenandockstruktur 58 balkenwärts von den Flügeln angeordnet ist. Diese Ausdehnung des Querstücks kann jeden der oberen und unteren Flansche gegen Biegebelastungen vom Balken 14 verstärken.
• Wie in 6 dargestellt, weist das Querstück 46 jedes oberen Flansches 36 und unteren Flansches 38 eine innere Fläche 53 in der Nähe der inneren Bereiche des Flügels 48 und eine äußere Fläche 55 in der Nähe der äußeren Bereiche der Flügel 48 auf. Die äußere Fläche 55 des unteren Flansches 38 ist deutlicher in 10 dargestellt und die innere Fläche 53 des oberen Flansches 36 ist deutlicher in 8 dargestellt. Auf jedem Flansch verjüngt sich das Querstück 46 in Richtung der dem Balken zugewandten Seite 56. Mit anderen Worten, jede Verjüngung des Querstücks 46 kann dazu beitragen, um jede Zunahme der Herstellungskomplexität zu verbessern, die sich aus der Ausdehnung der Querstücks durch die Tiefe 51 ergibt.
• Wie in 8 dargestellt, kann der Flansch 19 des Verbindungsbalkens 14 eine ebene bilden. Die innere Fläche 53 und äußere Fläche 55 können als relativ zur Balkenflanschebene abgewinkelt beschrieben werden. Die äußere Fläche 55 kann in einem größeren Winkel als die innere Fläche 53 angeordnet werden. Zum Beispiel kann die äußere Fläche 55 zwischen 2° und 10° und die innere Fläche 53 zwischen 5° und 15° abgewinkelt sein. Die Winkel können groß genug sein, um das Formen eines Rohlings für die oberen und unteren Flansche zu vereinfachen, insbesondere, wenn der Rohling geschmiedet ist. Die Winkel können klein genug sein, um die Festigkeit des Querstücks 46 nicht nachteilig zu beeinflussen und/oder die korrekte räumliche Positionierung der Kragenkomponenten zu beeinträchtigen.
• In 8 ist auch eine Krageneckanordnung 18 dargestellt, die mit der Kragenflanschanordnung 16 in Eingriff steht. Die Eck- und Flanschanordnungen sind in einer idealen Eingriffsposition angeordnet. Die Bezugsfläche 45d des Hauptkörperbereichs 42 der Flanschanordnung ist mit der Bezugsfläche 30d des Fußes 30 der Eckanordnung in Kontakt. Die Flügelfläche 48d ist durch eine Aussparung 68 von der Abstandsfläche 32d beabstandet. Bei Montage in einen Kragen 10, wie in 1 dargestellt, kann diese Position ideale Lastwege und ein Einklemmen der Säule 12 vorsehen. Die Biegebelastungen auf jeden Balken 14 können durch den Kragen und um die Säule herum zu anderen Balken übertragen werden.
• Das Aufrechterhalten der Aussparung 68, wenn der Kragen 10 zusammen mit horizontalen Bolzen 27 befestigt wird, kann jedoch genaue Herstellungsstandards und robuste, schwere Kragenkomponenten erfordern. Andererseits kann das Schließen der Aussparung 68 den mechanischen Vorteil der Balken 14 am Kragen 10 erhöhen, wodurch der Momentarm erhöht wird. Diese Erhöhung kann ausreichend sein, um Komponenten eines Kragens zu brechen.
• Der hier offenbarte Kragen 10 ist eingerichtet, um eine Verwendung ohne Aussparung 68 und ohne Beschädigung des Kragens zu ermöglichen. Mehrere Merkmale und Eigenschaften können kombiniert werden, um diese Konfiguration zu erreichen. Die Position der Bolzenlöcher 26, 28 kann die Bolzenlasten verringern, wie in Bezug auf 7 oben erläutert. Die Ausdehnung 51 des Querstücks 46 kann die Festigkeit der Flanschanordnung erhöhen, wie in Bezug auf 8 oben erörtert. Der Kragen 10 kann ein flexibleres Material und ein reduziertes Gewicht aufweisen, wie unter Bezugnahme auf 3 und 7 oben erörtert, und kann zur Verwendung mit leichteren Balken für eine vorgegebene gewünschte Spannweite eingerichtet werden. Das Schließen der Aussparung 68 bei der Installation aufgrund von Ungenauigkeiten bei der Herstellung oder Konstruktion kann weniger strenge Herstellungs- und Installationsstandards ermöglichen. Diese Standards können wiederum Kosten senken, die Produktion beschleunigen und zusätzliche Optionen für Herstellungsverfahren eröffnen.
• Wie in 9 dargestellt, umfasst jeder untere Flansch 38 und oberer Flansch 36 eine Schnittstellenstruktur, die zum Verbinden des Einsatzes 40 eingerichtet ist. Die Schnittstellenstruktur umfasst ein erhöhtes Plateau 50 auf der inneren Fläche 53 des Querstücks 46 und eine benachbarte erhöhte Fläche 52 der zentralen Spannweite. Das erhöhte Plateau ist zentral auf der inneren Fläche des Querstücks 46 angeordnet und der Vorsprung 63 erstreckt sich von einem dem Balken zugewandten Ende des Plateaus.
• Das erhöhte Plateau 50 kontaktiert eine Endfläche 41 des Einsatzes 40 und die erhöhte Fläche 52 kontaktiert eine der Säule zugewandte Fläche des Einsatzes. Der Einsatz 40 kann als rechteckiges Prisma und/oder rechteckiger Stab mit ersten und zweiten ebenen Enden beschrieben werden. Folglich sind das erhöhte Plateau und die erhöhte Fläche jeweils eben. Eine derartige ebene Schnittfläche kann es ermöglichen, den Einsatz 40 ohne zusätzliche Formgebung aus einem rechtwinkligen Stangenmaterial auf eine gewünschte Länge zu schneiden.
• Das erhöhte Plateau 50 und die erhöhte Fläche 52 können zu einem geformten Flanschrohling verarbeitet und präzise relativ zu den Bolzenlöchern 26, 28 angeordnet werden. Der Einsatz 40 kann dadurch präzise relativ zu den Bolzenlöchern des oberen Flansches 36 und unteren Flansches 38 angeordnet werden, wodurch ein präziser Abstand zwischen den Bolzenlöchern der oberen und unteren Flansche sichergestellt wird.
• Der untere Flansch 38 ist auch eingerichtet, dass er in die Ausrichtungsstrukturen der entsprechenden Eckanordnungen eingreift. Wie in 7 dargestellt, umfasst der untere Flansch 38 eine gekrümmte Bodenfläche 64, die in Endbereiche 45 des Hauptkörperbereichs 42 eingelassen ist. Die Bodenfläche 64 weist einen horizontalen ebenen Abschnitt 64d an der Oberseite der Kurve auf. Die Bodenfläche 64 kann zu einem geformten Flanschrohling bearbeitet werden.
• 10 stellt eine Flanschanordnung 16 dar, die zwischen zwei Eckanordnungen 18 aufgenommen ist, wobei der untere Flansch 38 mit den Bodenabschnitten 24 in Eingriff steht. Die der Säule zugewandte Seite 54 der zentralen Spannweite 44 kontaktiert einen benachbarten Fuß jedes unteren Abschnitts. Die der Säule zugewandte Seite 54 jedes Flügelbereichs 48 kann den Abstandshalter 32 der entsprechenden Eckanordnung kontaktieren oder durch eine Aussparung vom Abstandshalter beabstandet sein, wie oben erörtert. Die inneren Bolzenlöcher 26 und äußeren Bolzenlöcher 28 des unteren Flansches 38 und des unteren Abschnitts 24 sind ausgerichtet.
• Die Ausrichtungsstrukturen 34 der Eckanordnungen 18 erstrecken sich unter die Endbereiche 45 des Hauptkörperbereichs 42 des unteren Flansches 38. Der ebene Abschnitt 64d der unteren Fläche 64 der zentralen Spannweite ruht auf der ebenen Fläche 34d jeder Ausrichtungsstruktur. Der untere Flansch 38 und damit die Flanschanordnung sind dabei präzise vertikal relativ zu den Eckanordnungen angeordnet.
• Die untere Fläche 64 kann als umgekehrt zur Ausrichtungsstruktur 34 geformt beschrieben werden. Insbesondere kann die untere Fläche eine gekrümmte, geneigte oder abgestufte Fläche umfassen, die zur oberen Fläche 35 der Ausrichtungsstruktur komplementär ist. Sobald die Flanschanordnung 16 in der korrekten Position aufgenommen ist, ist der gekrümmte Bereich der unteren Fläche 64 von der gekrümmten Fläche 35 der Ausrichtungsstruktur 34 beabstandet. Die beiden gekrümmten Flächen können in Eingriff kommen, wenn die Flanschanordnung zwischen den Eckanordnungen abgesenkt wird, um die Flanschanordnung zu einer präzisen horizontalen Position zu führen. Das heißt, wenn eine Ecke der unteren Fläche 64 die gekrümmte Fläche 35 kontaktiert, kann der untere Flansch 38 horizontal eingestellt werden, wenn die Ecke entlang der gekrümmten Fläche in die richtige Position nach unten gleitet.
• 11 ist ein schematisches Diagramm, das eine Herstellung eines oberen Flansches 36 und eines unteren Flansches 38 der Flanschanordnung 16 darstellt. Ein Kragenflanschrohling 65 wird einschließlich der zentralen Spannweite 44, des Querstücks und des Flügelbereichs 48 geformt. Der obere Flansch 36 und untere Flansch 38 können aus identischen Rohlingen hergestellt werden, aber die Bearbeitung unterscheidet sich zwischen den Flanschen.
• Die Bezugsflächen des Rohlings werden bearbeitet, um einen präzisen Eingriff mit anderen Komponenten der Flanschanordnung, des Kragens und/oder des Balkens zu erreichen. Zum Beispiel umfassen die in 11 dargestellten Bezugsflächen Bolzenlöcher 26, 28; das erhöhte Plateau 50 und die erhöhte Fläche 52 der Einsatzschnittstelle; den Sitz 59 und Schlitz 60 der Andockstruktur 58. Andere Bezugsflächen auf der der Säule zugewandten Seite eines Flansches und in 7 dargestellt, umfassen Hauptkörper-Endbereichsflächen 45d und Flügelflächen 48d. Am unteren Flansch 38 wird auch die untere Fläche 64d bearbeitet.
• Unter erneuter Bezugnahme auf 11 können die Bolzenlöcher 26, 28 bearbeitet werden, dass sie mit den entsprechenden Löchern einer verbundenen Eckanordnung ausgerichtet sind. Die Einsatzschnittstellenflächen 50 und 52 können den oberen und unteren Flansch relativ zueinander entlang einer vertikalen Achse durch korrektes Positionieren des Einsatzes positionieren. Die Flächen der Andockstruktur 58 können den entsprechenden Balken kontaktieren, um den Balken relativ zur Flanschanordnung präzise zu positionieren. Die der Säule zugewandten Flächen 45d, 48d können Bezugsflächen der Eckanordnungen kontaktieren, um den Flansch in der horizontalen oder säulenorthogonalen Ebene zu positionieren. Die untere Fläche 64d kann die Flanschanordnung relativ zur Ausrichtungsstruktur 34 der Eckanordnungen entlang sowohl der vertikalen als auch horizontalen Achsen korrekt positionieren. Die relativen Positionen jeder dieser Flächen kann auch wichtig sein, um die räumliche Gesamtkonfiguration der Flanschanordnung und des Kragens zu korrigieren.
• In einigen Beispielen können zusätzliche Bezugsflächen an einem oder beiden Flanschrohlingen, wie zum Beispiel die der Säule zugewandte Seite jedes Flügelbereichs 48, und Flächen in der Nähe der Flügelbereiche 48 auf der der Säule zugewandten Seite der zentralen Spannweite 44 bearbeitet werden. Diese Flächen können Bezugsflächen der Eckanordnung kontaktieren, um den Flansch in der horizontalen oder säulenorthogonalen Ebene zu positionieren. Spezifische Größen und Maße, nach denen die Bearbeitung durchgeführt wird, können gemäß der Größe des Balkens und/oder der Säule variieren.
• Die Flächen ohne Bezug und/oder Merkmale können ebenfalls bearbeitet werden, um einer strengeren Spezifikation als der zu entsprechen, die im Formungsprozess verwendet wurde, um Merkmale hinzuzufügen, die sich zwischen den oberen und unteren Flanschen unterscheiden, und/oder um je nach Bedarf einen gewünschten oberen oder unteren Flansch herzustellen. Wie in 7 dargestellt, weist zum Beispiel jeder Flügelbereich 48 eine Seitenkante 62 auf. Die Seitenkante kann in einem Winkel relativ zum Einsatz 40 oder einer vertikalen Achse der Flanschanordnung bearbeitet werden. Dieser Winkel wird nicht zwischen den oberen und unteren Flanschen gespiegelt, was zu einer Gesamtverjüngung der Flanschanordnung führt. Die Verjüngung kann den sich verjüngenden Kanälen der Eckanordnungen entsprechen. Wie in 6 dargestellt, umfasst für ein weiteres Beispiel jedes Bolzenloch 26, 28 eine Gegenbohrung 70 auf der dem Balken zugewandten Seite 54 der Flanschanordnung. Der Flanschrohling kann eine entsprechend angeordnete geformte Aussparung umfassen, die durch maschinelle Bearbeitung in die Gegenbohrung 70 eingearbeitet werden kann.
• 12 ist ein weiteres schematisches Diagramm, das die Herstellung einer Flanschanordnung darstellt. Ein Lagerbestand 66 von Komponenten umfasst Kragenflanschrohlinge 37 und verschiedene Größen von Einsätzen 40. In einigen Beispielen kann der Lagerbestand Stangenmaterial mit Standardlänge umfassen, das für einen Einsatz 40 auf eine ausgewählte Länge geschnitten werden kann. In einigen Beispielen kann der Lagerbestand einen einzelnen Typ eines Kragenflanschrohlings umfassen, kann Rohlinge umfassen, die für obere und/oder untere Flansche spezifisch sind und/oder kann verschiedene Größen von Rohlingen umfassen.
• Eine Flanschanordnung 16 kann aus Komponenten des Lagerbestands 66 gemäß einer ausgewählten Größe des Balkens 14 hergestellt werden. Wie in 1 dargestellt, weist jeder Balken eine Balkentiefe 21, eine Stegdicke 23 und eine Flanschbreite 25 auf. Diese Dimensionen können unabhängig oder abhängig variieren. Die Flanschanordnung 16 kann unabhängig für jede der drei Dimensionen eingerichtet werden. In 12 sind drei Flanschanordnungen 16 dargestellt, die gemäß drei verschiedenen Größen des Balkens 14 hergestellt sind.
• Um die Balkentiefe 21 des Balkens 14 anzupassen, kann eine entsprechende Größe des Einsatzes 40 ausgewählt oder geschnitten werden. Für ein anderes Beispiel kann der Einsatz 40 auf eine geeignete Länge für einen W12-22-Balken mit einer Tiefe von 12 Zoll geschnitten werden, kann aber auch für einen W21-65-, W12-65- oder W18-40-Balken geschnitten werden. Um die Stegdicke 23 und die Flanschbreite 25 anzupassen, kann die Balkenandockstruktur mit einer geeigneten Größe in die Kragenflanschrohlinge 37 eingearbeitet werden. Zum Beispiel kann der Kragenflanschrohling 37 breit genug sein, um bearbeitet zu werden, um einen W12-22-I-Balken mit 22 Pfund pro linearem Fußbreiten-Flansch aufzunehmen, kann aber auch zum Aufnehmen eines W21-65-, W12-65- oder W18-40-Balkens bearbeitet werden.
• Derartige vielseitige Konfigurationen können die Herstellung vereinfachen, indem ein Lagerbestand von geformten Flanschen und Stangenmaterial vorrätig gehalten und bei Bedarf bearbeitet und/oder geschnitten werden kann, um Flanschanordnungen für jedes spezifische Bauprojekt zu erstellen.
• Veranschaulichendes Verfahren zur Herstellung eines vollständigen Momentkragens
• Dieser Abschnitt beschreibt Schritte eines veranschaulichenden Verfahrens 200 zum Herstellen eines vollständigen Momentkragens, siehe 13. Aspekte der oben beschriebenen Kragen, Komponenten und/oder Rohlinge können in den nachstehend beschriebenen Verfahrensschritten verwendet werden. Ggf. kann auf Komponenten und Systeme Bezug genommen werden, die bei der Durchführung jedes Schrittes verwendet werden können. Diese Referenzen dienen der Veranschaulichung und sollen nicht die möglichen Arten zum Ausführen eines bestimmten Verfahrensschritts begrenzen.
• 13 ist ein Ablaufdiagramm, das Schritte darstellt, die in einem veranschaulichenden Verfahren ausgeführt werden und möglicherweise nicht den vollständigen Ablauf oder alle Schritte des Verfahrens wiedergeben kann. Obwohl verschiedene Schritte des Verfahrens 200 nachstehend beschrieben und in 13 dargestellt sind, müssen die Schritte nicht notwendigerweise alle ausgeführt werden und in einigen Fällen können sie gleichzeitig oder in einer anderen Reihenfolge als der gezeigten Reihenfolge ausgeführt werden.
• Im Schritt 210 umfasst das Verfahren das Formen eines Kragenflanschrohlings. Der Rohling kann durch irgendein effektives Verfahren gegossen, geschmiedet, extrudiert, additiv hergestellt und/oder geformt werden. Der Rohling kann auch als Querelement bezeichnet werden und kann eine zentrale Spannweite mit einem Flügelbereich an jedem Ende umfassen. Ein Querstück kann den Rohling in äußere und innere Bereiche halbieren.
• Der Schritt 212 des Verfahrens umfasst das Bearbeiten einer Balkenandockstruktur. Die Balkenandockstruktur kann in das Querstück des Kragenflanschrohlings eingearbeitet werden und den Abmessungen eines ausgewählten I-Balkens entsprechen. Die Andockstruktur kann einen Sitz und eine geneigte Wand umfassen, wobei die geneigte Wand mit dem Sitz einen Winkel von mehr als 90° bildet.
• Die Andockstruktur kann eingerichtet sein, um einen Endbereich eines Flansches des ausgewählten I-Balkens aufzunehmen. Bei Aufnahme kann eine Innenseite oder eine an den Steg benachbarte Seite des Flansches des I-Balkens den Sitz der Balkenandockstruktur kontaktieren. Die Balkenandockstruktur kann ferner einen Vorsprung umfassen, der sich nach außen von einem zentralen Bereich des Sitzes erstreckt. Ein Schlitz im Vorsprung kann eingerichtet werden, um einen Steg des I-Balkens aufzunehmen.
• Der Schritt 214 des Verfahrens umfasst ein Bohren eines Paars von Löchern. Das Paar von Löchern kann durch einen der Flügelbereiche des Kragenflanschrohlings gebohrt werden. Jedes Loch kann so bemessen sein, um ein Befestigungselement, wie zum Beispiel einen Bolzen, aufzunehmen. Der Schritt 214 kann für den anderen Flügelbereich des Rohlings wiederholt werden, sodass die Löcher symmetrisch sind und insgesamt vier Löcher gebohrt werden. In einigen Beispielen dürfen nicht mehr als zwei Löcher in jedem Flügelbereich gebohrt werden.
• Die Löcher können an Stellen gebohrt werden, die präzise mit der im Schritt 212 bearbeiteten Andockstruktur zusammenhängen. In Beispielen, in denen der Schritt 214 vor dem Schritt 212 ausgeführt wird, kann die Andockstruktur an einer Stelle bearbeitet werden, die genau mit den gebohrten Löchern zusammenhängt. Jedes Paar von Löchern kann entlang einer Achse angeordnet werden, die relativ zum Querstück und/oder einer lateralen Ausdehnung des Rohlings schräg ist. Mit anderen Worten kann eine Linie, die sich zwischen den beiden Löchern erstreckt, relativ zum Rohling abgewinkelt sein.
• In einigen Beispielen kann das Verfahren 200 ferner zusätzliche Bearbeitungsschritte umfassen. Andere Oberflächen und/oder Merkmale können in den Kragenflanschrohling eingearbeitet werden. Beispiele für derartige Merkmale umfassen eine Stegeinsetzschnittstelle und eine Ausrichtungsstruktur-Eingriffsfläche. Ein zusätzliches Bearbeiten des Rohlings kann ebenfalls durchgeführt werden, beispielsweise eine Reinigung. Sobald die Bearbeitung abgeschlossen ist, kann der Kragenflanschrohling als Kragenflansch bezeichnet werden.
• Der Schritt 216 des Verfahrens umfasst das Schweißen des Kragenflansches zu einer Kragenflanschanordnung. Die Schritte 210 bis 214 können wiederholt werden, um einen zweiten Kragenflansch herzustellen. Einer der Kragenflansche kann als oberer Flansch und einer als unterer Flansch eingerichtet werden. Der obere Flansch kann an ein erstes Ende eines Stegeinsatzes und der untere Flansch an das zweite Ende des Stegeinsatzes geschweißt werden. In einigen Beispielen kann ein zusätzliches Bearbeiten der Kragenflanschanordnung nach dem Schweißen durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Kragenflanschanordnung verzinkt werden.
• Der Schritt 218 des Verfahrens umfasst das Schweißen der Kragenflanschanordnung an ein Ende eines Balkens. In einigen Beispielen kann der Schritt 218 weggelassen werden. Jeder Flansch des Balkens kann durch die Balkenandockstruktur von einem der Kragenflansche der Kragenflanschanordnung aufgenommen werden. Der Steg des Balkens kann in beiden Andockstrukturen aufgenommen werden. Wenn der Balken durch die Andockstrukturen abgestützt und stabilisiert wird, kann die Kragenflanschanordnung mit dem Balken verschweißt werden.
• Der Schritt 220 des Verfahrens umfasst das Formen eines Krageneckrohlings. Der Rohling kann durch irgendein effektives Verfahren gegossen, geschmiedet, extrudiert, additiv hergestellt und/oder geformt werden. Der Rohling kann auch als unterer Abschnitt bezeichnet werden und einen Säulenberührungsbereich und einen Abstandsbereich umfassen. Der Säulenberührungsbereich kann erste und zweite Ausdehnungen umfassen, die eine Ecke bilden, und der Abstandsbereich kann eine distale T-förmige Struktur umfassen.
• Der Schritt 222 des Verfahrens umfasst das Bearbeiten einer Anschlagfläche des Rohlings. Die Anschlagfläche kann eine ebene und/oder gekrümmte Fläche auf einer oberen Seite der Ausrichtungsstruktur sein. Die Ausrichtungsstruktur kann sich von einem unteren Bereich der ersten und zweiten Ausdehnung erstrecken und vom Abstandshalter distal sein. Die Anschlagfläche kann senkrecht zu einer benachbarten Fläche der jeweiligen Ausdehnung sein.
• Der Schritt 224 des Verfahrens umfasst das Bohren eines Paars von Löchern in den Rohling. Das Paar von Löchern kann durch einen der Flügelbereiche des Kragenflanschrohlings gebohrt werden. Jedes Loch kann bemessen werden, um ein Befestigungselement, wie zum Beispiel einen Bolzen, aufzunehmen. Die Löcher können an Stellen gebohrt werden, die präzise mit der im Schritt 222 bearbeiteten Anschlagfläche zusammenhängen. In Beispielen, in denen der Schritt 224 vor dem Schritt 222 ausgeführt wird, kann die Anschlagfläche an einer Stelle bearbeitet werden, die präzise mit den gebohrten Löchern zusammenhängt. Das Paar von Löchern kann entlang einer Achse, die relativ zur Ecke schräg ist, die durch die ersten und zweiten Ausdehnungen gebildet wird, und/oder einer Längsausdehnung des Rohlings angeordnet werden. Mit anderen Worten kann eine Linie, die sich zwischen zwei Löchern erstreckt, relativ zum Rohling abgewinkelt sein. In einigen Beispielen kann das Paar von Löchern das einzige Loch sein, das in den Abstandhalter des Rohlings gebohrt wird.
• In einigen Beispielen kann das Verfahren 200 ferner zusätzliche Bearbeitungsschritte umfassen. Andere Oberflächen und/oder Merkmale können in den Krageneckrohling eingearbeitet werden. Beispiele für derartige Merkmale umfassen eine Säulenberührungsfläche von jeder der ersten und zweiten Ausdehnungen und eine Säuleneingriffsfläche des Abstandshalters. Eine zusätzliche Bearbeitung des Rohlings kann ebenfalls ausgeführt werden, zum Beispiel ein Verzinken. Sobald die Bearbeitung abgeschlossen ist, kann der Kragenflanschrohling als unterer Abschnitt bezeichnet werden.
• Der Schritt 226 des Verfahrens umfasst das Schweißen des unteren Abschnitts zu einer Krageneckanordnung. Die Schritte 220 und 224 können wiederholt werden, um einen oberen Abschnitt zu erzeugen, und ein mittlerer Abschnitt mit geeigneter Größe kann ausgewählt werden. Die oberen, mittleren und unteren Abschnitte können zusammengeschweißt werden, um eine Krageneckanordnung mit einem Säulenberührungsbereich mit ersten und zweiten Ausdehnungen und einen Abstandsbereich mit einer distalen T-förmigen Struktur zu bilden. Die Krageneckanordnung kann zwei Paare von Löchern oder insgesamt vier gebohrte Löcher im Abstandsbereich umfassen.
• Der Schritt 228 umfasst das Schweißen der Krageneckanordnung an die Ecke einer Säule. Die ersten und zweiten Ausdehnungen der Krageneckanordnung können an erste und zweite Flächen der Säule, benachbart zu einer Ecke der Säule und an einer ausgewählten Längsposition der Säule geschweißt werden. Die Schritte 220 bis 226 können wiederholt werden, um drei zusätzliche Krageneckanordnungen herzustellen und der Schritt 228 kann das Schweißen aller vier Krageneckanordnungen an die Säule umfassen. Die Krageneckanordnungen können vor dem Schweißen an die Säule präzise, relativ zueinander positioniert werden.
• Die Schritte 210 bis 218 können vor dem Transport zu einer Baustelle in einer Fabrik oder einem anderen Bereitstellungsbereich ausgeführt werden. Die Schritte 210 bis 218 können mehrmals ausgeführt werden, um eine gewünschte Anzahl von Kragenflanschanordnungen herzustellen, die an einen Balken geschweißt werden können oder nicht. Die Schritte 220 bis 228 können auch in einer Fabrik oder einem Bereitstellungsbereich ausgeführt werden. Die Schritte 220 bis 228 können neben den Schritten 210 bis 218 vor den Schritten 210 bis 218 oder nach den Schritten 210 bis 218 ausgeführt werden. Alle Schritte 210 bis 228 können abgeschlossen werden, bevor Materialien zu einer Baustelle transportiert werden, und dann wird der Schritt 230 ausgeführt.
• Beim Schritt 230 umfasst das Verfahren 200 das Montieren der hergestellten Kragenflanschanordnungen und Krageneckanordnungen zu einem Kragen. Die Säule kann wie gewünscht auf der Baustelle positioniert werden, zum Beispiel an einem Fundament befestigt werden. Ein erster Balken kann nahe der Säule positioniert werden, wobei eine der Säule zugewandte Seite der zentralen Spannweite der montierten Flanschordnung im Wesentlichen parallel zu einer Fläche der Säule ist, und über zwei Eckanordnungen, die an benachbarten Ecken der Säule montiert sind, positioniert werden.
• Der Balken kann entlang der Säule abgesenkt werden, sodass die Flügelbereiche des unteren Flansches der Flanschanordnung durch die benachbarte Eckanordnung aufgenommen werden. Der Balken kann abgesenkt werden, bis eine Unterseite des unteren Flansches die Ausrichtungsstrukturen der Eckanordnungen kontaktiert. Die Bolzenlöcher jedes Flügelbereichs der oberen und unteren Flansche können dann mit den entsprechenden Bolzenlöchern in den Eckanordnungen ausgerichtet werden.
• Ein zweiter Balken kann dann auf die gleiche Weise an einer zweiten Fläche der Säule und in ähnlicher Weise für die dritten und vierten Balken abgesenkt werden, bis ein vollständiger Kragen durch die Flanschanordnungen und Eckanordnungen ausgebildet ist. Zum Verbinden von weniger als vier Balken mit der Säule kann eine Flanschanordnung ohne einen montierten Balken an einer oder mehreren Seiten der Säule abgesenkt werden.
• An einem oberen Abschnitt von jeder Eckanordnung können drei Paare oder Sätze von Bolzenlöchern ausgerichtet werden. In ähnlicher Weise können an einem unteren Abschnitt drei Paare oder Sätze von Bolzenlöchern ausgerichtet werden. Ein Bolzen kann durch jeden Satz von drei ausgerichteten Löchern befestigt werden, bei insgesamt sechzehn Bolzen, um den Kragen zu befestigen. Jeder Flügelbereich kann dadurch durch eine Eckanordnung an einem Flügelbereich einer benachbarten Flanschanordnung befestigt werden. Der Kragen kann vor dem Verschrauben korrekt positioniert und verschraubt werden, um die korrekte Ausrichtung beizubehalten und eine zusätzliche Lastübertragung zu unterstützen.
• In einigen Beispielen kann durch Verschrauben eine Aussparung zwischen jedem Flügelbereich und dem benachbarten Abstandshalter verbleiben. In solchen Beispielen kann der Kragen eine ideale Lastübertragung durch vollständiges Festklemmen des Kragens vorsehen. In einigen Beispielen können die Bolzen ausreichend angezogen werden, um einige oder alle Flügelbereiche mit den benachbarten Abstandshaltern in Kontakt zu bringen. Der Kragen kann eingerichtet werden, um erwartete Belastungen ohne Beschädigung, trotz teilweisem Festklemmen der Säule, aufgrund eines derartigen Kontakts zu tolerieren. Durch Ausführen dieses Verschraubungsschritts, ohne dass eine Aussparung verbleiben muss, können Zeit und Kosten, die für die Herstellung und Montage des Kragens erforderlich sind, reduziert werden.
• Veranschaulichender, verstärkter, vollständiger Momentsäulenkragen
• Wie in 14 und 15 dargestellt, beschreibt dieser Abschnitt ein weiteres Beispiel eines vollständigen Momentkragenverbindungssystems, wie oben beschrieben. Das vorliegende Beispiel kann für Strukturen oder andere Anwendungen geeignet sein, die größere Balken umfassen oder eine größere Tragfähigkeit erfordern.
• 14 stellt eine Flanschanordnung 116 dar, die eingerichtet ist, um sich mit drei anderen Flanschanordnungen und vier Eckanordnungen zu verbinden, um einen Kragen zu bilden. Die Flanschanordnung 116 ist der Flanschanordnung 16 des Kragens 10, wie oben beschrieben, weitgehend ähnlich, enthält jedoch zusätzliche Löcher, um eine Verwendung einer größeren Anzahl von horizontalen Bolzen zu ermöglichen. Die zusätzlichen Bolzen können beim Anordnen, wie nachstehend detaillierter beschrieben, eine zusätzliche Lastübertragung zwischen einem Balken und einer Säule, die mit dem Kragen verbunden ist, vorsehen. Die Gesamtzahl der Bolzen, die für den Kragen des vorliegenden Beispiels erforderlich sind, kann immer noch eine Verringerung der Anzahl von Befestigungselementen sein, die für bekannte vollständige Momentverbindungen erforderlich sind. Die Verwendung möglichst weniger Bolzen kann für die Schnelligkeit und Einfachheit der Konstruktion bevorzugt werden, und der Kragen des vorliegenden Beispiels kann nur für Verbindungen ausgewählt werden, die eine Verstärkung erfordern.
• Die Flanschanordnung 116 umfasst einen oberen Flansch 136 und einen unteren Flansch 138, die durch einen Einsatz 140 verbunden sind. Die Flanschanordnung kann dimensioniert sein, um einer Tiefe und einem Gewicht eines I-Balkens oder eines anderen Strukturelements zu entsprechen, beide durch Auswahl eines Einsatzes mit geeigneter Länge und durch Bilden einer Balkenandockstruktur 158 mit geeigneten Dimensionen. Der obere Flansch 136 und untere Flansch 138 können aus geformten Rohlingen hergestellt werden, wobei Schlüsselflächen, wie zum Beispiel die Balkenandockstruktur 158, präzise in den Rohling eingearbeitet sind.
• Der obere Flansch 136 und untere Flansch 138 stimmen im Wesentlichen überein, aber mit vielen gespiegelten Merkmalen und einigen unterschiedlichen Merkmalen. Jeder Flansch umfasst einen Hauptkörper mit abgewinkelten Flügelbereichen 148, die sich von den ersten und zweiten Endbereichen 145 erstrecken, und ein Querstück 146. Jeder Flügelbereich umfasst einen äußeren Bereich und einen inneren Bereich, die durch ein Querstück 46 geteilt sind. Am oberen Flansch 136 kann der äußere Bereich als oberer Bereich und der innere Bereich als unterer Bereich beschrieben werden. Im Gegensatz dazu kann am unteren Flansch 138 der äußere Bereich als unterer Bereich und der innere Bereich als oberer Bereich beschrieben werden. Der äußere Bereich jedes Flansches umfasst ein äußeres Bolzenloch 126. Der innere Bereich jedes Flansches umfasst zwei innere Bolzenlöcher, ein proximales inneres Bolzenloch 127 und eine distales inneres Bolzenloch 128.
• Die Bolzenlöcher 126, 127 und 128 können so beschrieben werden, dass sie an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks angeordnet sind. Die beiden proximalen Bolzenlöcher, das äußere Bolzenloch 126 und das proximale innere Bolzenloch 127 sind vertikal gestapelt. Die Bolzenlöcher 126 und 127 können als auf einer vertikalen Achse BB ausgerichtet beschrieben werden, wobei die Achse BB parallel zu einer Längsachse der Flanschanordnung 116 ist. Die beiden inneren Bolzenlöcher 127 und 128 sind horizontal benachbart. Das distale innere Bolzenloch 128 und äußere Bolzenloch 126 können als entlang einer Linie, schräg zur Achse BB ausgerichtet, beschrieben werden.
• Wie oben in Bezug auf Beispiel A beschrieben, übertragen die Bolzen, die sich durch die inneren und äußeren Bolzenlöcher erstrecken, Lasten zwischen Komponenten des montierten Kragens, insbesondere Biegelasten von befestigten Balken. Der Abstand jedes Bolzens von einer zentralen Achse des Balkens kann den Momentarm und folglich den mechanischen Vorteil bestimmen. Dementsprechend sind das äußere Bolzenloch 126 und das proximale innere Bolzenloch 127 angeordnet, um den Momentarm zu minimieren. Das äußere Bolzenloch 126 und proximale innere Bolzenloch 127 sind jeweils unmittelbar neben dem Endbereich 145 des Hauptkörpers 142 angeordnet.
• Die Flanschanordnung 116 kann durch zwei benachbarte Eckanordnungen des Kragens an zwei weiteren Flanschanordnungen befestigt werden. Jede Eckanordnung kann drei Bolzenlöcher in einem oberen Abschnitt und drei Bolzenlöcher in einem unteren Abschnitt umfassen, die den Bolzenlöchern 126, 127, 128 der Flanschanordnung 116 entsprechen. Die Flanschanordnungen und Eckanordnungen können durch eine Mehrzahl von horizontalen Bolzen befestigt werden. Im vorliegenden Beispiel kann jede Eckanordnung durch sechs Bolzen und der Kragen durch insgesamt 24 Bolzen befestigt werden.
• Veranschaulichende Kombinationen und zusätzliche Beispiele
• Dieser Abschnitt beschreibt zusätzliche Aspekte und Merkmale von vollständigen Momentverbindungskragensystemen, die ohne Einschränkung als eine Reihe von Absätzen dargestellt werden, von denen einige oder alle aus Gründen der Klarheit und Effizienz alphanumerisch bezeichnet werden können. Jeder dieser Absätze kann in geeigneter Weise mit einem oder mehreren anderen Absätzen, und/oder mit einer Offenlegung von anderen Stellen in dieser Anmeldung kombiniert werden, einschließlich der Materialien, auf die in den Querverweisen Bezug genommen wird. Einige der folgenden Absätze beziehen sich ausdrücklich auf andere Absätze und schränken diese weiter ein, wobei sie ohne Einschränkung Beispiele für einige der geeigneten Kombinationen vorsehen.
• A. Verfahren zum Herstellen eines vollständigen Momentsäulenkragens, umfassend:
  • - Formen eines Kragenflanschrohlings, und
  • - Bearbeiten einer Balkenandockstruktur im Kragenflanschrohling entsprechend einer ausgewählten I-Balkenflanschdimension, wobei die Balkenandockstruktur einen Sitz umfasst, der eingerichtet ist, um einen I-Balkenflansch zu kontaktieren.
• A1. Verfahren nach A, wobei der Sitz eingerichtet ist, um eine obere Seite eines I-Balkenflansches zu kontaktieren.
• A2. Verfahren nach A oder A1, wobei der Sitz eingerichtet ist, um eine untere Seite eines I-Balkenflansches zu kontaktieren.
• A3. Verfahren gemäß einem von A bis A2, wobei die Balkenandockstruktur einen Vorsprung umfasst, der sich nach außen von einem zentralen Bereich des Sitzes erstreckt, wobei der Vorsprung einen Schlitz aufweist, der eingerichtet ist, um einen Stegbereich eines I-Balkens aufzunehmen.
• A4. Verfahren gemäß einem von A bis A3, wobei der Kragenflanschrohling ein Paar von Flügelbereichen aufweist, ferner umfassend:
  • - Bohren eines Paars von Löchern in jedem Flügelbereich an Stellen, die präzise mit der Balkenandockstruktur zusammenhängen.
• A5. Verfahren nach A4, wobei das Paar von Löchern in jedem Flügelbereich entlang einer schrägen Achse angeordnet ist.
• A6. Verfahren nach A4 oder A5, wobei das Paar von Löchern in jedem Flügelbereich die einzigen Löcher im jeweiligen Flügelbereich sind.
• A7. Verfahren nach A4 oder A5, das ferner ein Bohren eines dritten Loches in jedem Flügelbereich umfasst.
• A8. Verfahren gemäß einem von A bis A7, wobei die Balkenandockstruktur eine geneigte Wand aufweist, die sich vom Sitz erstreckt.
• A9. Verfahren nach A8, wobei die geneigte Wand einen Winkel mit dem Sitz von mehr als 90° bildet.
• A10. Verfahren nach einem von A bis A9, das ferner ein Bearbeiten einer Brückenkomponenten-Schnittstellenstruktur im Kragenflanschrohling umfasst, wobei die Schnittstellenstruktur erste und zweite ebene Flächen umfasst.
• A11. Verfahren nach einem von A bis A10, das ferner ein Ausschneiden einer Brückenkomponente mit ausgewählter Länge aus einem länglichen Element einer Standardlänge umfasst.
• B. Verfahren zum Herstellen eines vollständigen Momentsäulenkragens, umfassend:
  • - Formen eines Krageneckrohlings mit ersten und zweiten Ausdehnungen, die eine Ecke bilden, und einem Abstandsbereich, der sich von der Ecke erstreckt, wobei der Abstandsbereich eine distale T-förmige Struktur aufweist, und
  • - Bearbeiten einer Anschlagfläche auf dem Krageneckrohling, die so eingerichtet ist, um eine Fläche einer Flanschanordnung zu kontaktieren.
• B1. Verfahren nach B, ferner umfassend:
  • - Bohren eines Paars von Löchern im Abstandsbereich an Stellen, die präzise mit der Anschlagfläche zusammenhängen.
• B2. Verfahren nach B1, wobei das Paar von Löchern entlang einer schrägen Achse angeordnet ist.
• B3. Verfahren nach B1 oder B2, wobei das Paar von Löchern im Abstandsbereich die einzigen Löcher im Abstandsbereich sind.
• B4. Verfahren nach B1 oder B2, das ferner ein Bohren eines dritten Lochs im Abstandsbereich umfasst.
• B5. Verfahren nach einem von B bis B4, das ferner ein Bearbeiten einer gekrümmten oder geneigten Führungsfläche nahe der Anschlagsfläche umfasst.
• B6. Verfahren nach B5, wobei die Führungsfläche und die Anschlagsfläche auf einer Ausrichtungsstruktur des Krageneckrohlings bearbeitet werden.
• C. Flanschanordnung, umfassend:
  • - ein oberes Querelement,
  • - ein unteres Querelement, und
  • - eine Brückenkomponente, die die oberen und unteren Querelemente verbindet, wobei jedes Querelement einen mittleren Bereich aufweist, der die ersten und zweiten Flügelbereiche verbindet, wobei der mittlere Bereich mit der Brückenkomponente verbunden ist, wobei jeder Flügelbereich weniger als vier Bolzenlöcher aufweist, die zur Befestigung mit den Flügelbereichen an den benachbarten Flanschanordnungen eingerichtet sind.
• C1. Flanschanordnung nach C, wobei jeder Flügelbereich nicht mehr als drei Bolzenlöcher aufweist.
• C2. Flanschanordnung nach C oder C1, wobei jeder Flügelbereich nicht mehr als zwei Bolzenlöcher aufweist.
• C3. Flanschanordnung nach C2, wobei die Bolzenlöcher an jedem Flügelbereich entlang einer ersten Achse, schräg zu einer Längsachse der Brückenkomponente, ausgerichtet sind.
• C4. Flanschanordnung gemäß einem von C bis C3, wobei eines der Bolzenlöcher unmittelbar neben dem mittleren Bereich liegt.
• C5. Flanschanordnung nach einem von C bis C4, wobei jeder Flügelbereich einen inneren Bereich und einen äußeren Bereich aufweist, wobei der innere Bereich ein Bolzenloch distal vom mittleren Bereich aufweist, wobei der äußere Bereich ein Bolzenloch proximal vom mittleren Bereich aufweist.
• C6. Flanschanordnung nach einem von C1 bis C5, wobei jeder Flügelbereich einen inneren Bereich und einen äußeren Bereich aufweist, wobei der äußere Bereich ein Bolzenloch unmittelbar neben dem mittleren Bereich aufweist.
• C7. Flanschanordnung nach einem von C bis C5, wobei die oberen und unteren Querelemente aus geschmiedetem Metall aufgewiesen sind und die Bolzenlöcher in das geschmiedete Metall eingearbeitet sind.
• C8. Flanschanordnung gemäß einem von C bis C7, wobei die oberen und unteren Querelemente jeweils einen Abstützbereich umfassen, der sich senkrecht von den Flügelbereichen und dem zentralen Bereich erstreckt, und erste und zweite Bolzenlöcher auf jeder Seite des Abstützbereichs in jedem Flügelbereich angeordnet sind.
• C9. Flanschanordnung nach C8, wobei der Abstützbereich in einer Balkenrichtung verjüngt ist.
• C10. Flanschanordnung nach C8 oder C9, wobei der Abstützbereich eine äußere Fläche und eine innere Fläche umfasst, wobei jede Fläche in einem Winkel relativ zum Flansch eines Balkens angeordnet ist, der mit der Flanschanordnung verbunden ist.
• C11. Flanschanordnung nach C10, wobei die äußere Fläche in einem Winkel in einem Bereich von ungefähr 2° bis 10° angeordnet ist und die innere Fläche in einem Winkel in einem Bereich von ungefähr 5° bis 15° angeordnet ist.
• C12. Flanschanordnung nach einem von C bis C11, wobei die Brückenkomponente ein rechteckiges Prisma ist.
• C13. Flanschanordnung nach einem von C bis C12, wobei jedes Querelement eine Schnittstellenstruktur umfasst, die zur Verbindung mit der Brückenkomponente eingerichtet ist, wobei die Schnittstellenstruktur zwei orthogonale ebene Flächen umfasst.
• C14. Flanschanordnung gemäß einem von C bis C13, wobei der mittlere Bereich eine zentrale Spannweite und erste und zweite Endbereiche umfasst, wobei sich die ersten und zweiten Endbereiche jeweils von den Flügelbereichen zur zentralen Spannweite verengen.
• C15. Flanschanordnung nach C14, wobei die zentrale Spannweite eine kleinere vertikale Höhe als eine vertikale Höhe der Flügelbereiche aufweist.
• C16. Flanschanordnung nach einem von C bis C15, wobei die Querelemente gekrümmte Profile aufweisen, die eingerichtet sind, um das Materialgewicht zu reduzieren.
• C17. Flanschanordnung nach einem von C bis C16, wobei die Flanschanordnung ein Verhältnis von Biegebelastung zu Gewicht zwischen ungefähr 5.000 bis 9.000 Pfund Kraft pro Pfund Gewicht aufweist.
• D. Krageneckanordnung, umfassend:
  • - einen Säulenberührungsbereich mit ersten und zweiten Ausdehnungen, die eine Ecke bilden und
  • - einen Abstandsbereich, der sich von der Ecke erstreckt, wobei der Abstandsbereich weniger als acht Bolzenlöcher aufweist.
• D1. Krageneckanordnung nach D, wobei eine erste Achse parallel zur Ecke ist, wobei der Abstandsbereich zwei Sätze von Löchern aufweist, wobei jeder Satz von Löchern entlang einer zweiten Achse, die schräg zur ersten Achse ist, ausgerichtet ist.
• D2. Krageneckanordnung nach D oder D1, wobei zumindest zwei Bolzenlöcher unmittelbar neben dem Abstandsbereich liegen.
• D3. Krageneckanordnung nach einem von D bis D2, wonach der Säulenberührungsbereich und der Abstandsbereich jeweils einen oberen Standardabschnitt und einen unteren Standardabschnitt aufweisen, die durch einen auswählbaren mittleren Abschnitt entsprechend einer Balkentiefe verbunden sind, und jeder obere Abschnitt und untere Abschnitt einen Satz von Löchern umfasst.
• D4. Krageneckanordnung nach D3, wobei jeder Satz von Löchern nicht mehr als drei Löcher umfasst.
• D5. Krageneckanordnung nach D3 oder D4, wobei jeder Satz von Löchern nicht mehr als zwei Löcher umfasst.
• D6. Krageneckanordnung nach einem von D3 bis D5, wobei die oberen und unteren Abschnitte jeweils einen inneren Bereich und einen äußeren Bereich aufweisen, wobei der äußere Bereich ein Bolzenloch distal von der Ecke aufweist, wobei der äußere Bereich ein Bolzenloch proximal von der Ecke aufweist.
• D7. Krageneckanordnung nach einem von D3 bis D5, wobei die oberen und unteren Abschnitte jeweils einen inneren Bereich und einen äußeren Bereich aufweisen, wobei der äußere Bereich ein Bolzenloch unmittelbar neben dem Abstandsbereich aufweist.
• D8. Krageneckanordnung nach D6 oder D7, wobei die oberen und unteren Abschnitte aus geschmiedetem Metall bestehen und die Bolzenlöcher in das geschmiedete Metall eingearbeitet sind.
• E. Vollständiges Momentbalkenverbindungssystem, umfassend:
  • - vier Flanschanordnungen, wobei jede Flanschanordnung ein oberes Querelement, ein unteres Querelement und eine Brückenkomponente umfasst, die die oberen und unteren Querelemente verbindet, und
  • - vier Krageneckanordnungen, wobei jede Krageneckanordnung einen Säulenberührungsbereich mit ersten und zweiten Ausdehnungen, die eine Ecke bilden, und einen Abstandsbereich umfasst, der sich von der Ecke erstreckt, wobei der Abstandsbereich eine distale T-förmige Struktur aufweist, wobei jede Krageneckanordnung eingerichtet ist, um sich von einer Ecke einer Säule zu erstrecken und zwei benachbarte Flanschanordnungen über weniger als acht Bolzen zu verbinden, um gemeinsam einen vollständigen Momentverbindungsmechanismus zu bilden, der eine Säule umgibt.
• E1. Verbindungssystem nach E, wobei jede Krageneckanordnung eingerichtet ist, um zwei benachbarte Flanschanordnungen über zwei Paare von Bolzen zu verbinden, wobei jedes Paar von Bolzen entlang einer nicht vertikalen Achse ausgerichtet ist.
• E2. Verbindungssystem nach E, wobei jede Krageneckanordnung eingerichtet, um zwei benachbarte Flanschanordnungen über zwei Paare von Bolzen zu verbinden, wobei eins von jedem Paar von Bolzen eingerichtet ist, um einen mechanischen Vorteil von Biegebelastungen zu minimieren, die auf das System aufgebracht werden.
• E3. Verbindungssystem nach E1 oder E2, wobei jedes Paar von Bolzen einen inneren und einen äußeren Bolzen umfasst, wobei der innere Bolzen distal von der Säule und der äußere Bolzen proximal von der Säule angeordnet ist.
• E4. Verbindungssystem nach einem von E bis E3, wobei das System nicht mehr als vierundzwanzig Bolzen umfasst.
• E5. Verbindungssystem nach einem von E bis E4, wobei das System nicht mehr als sechzehn Bolzen umfasst.
• E6. Verbindungssystem nach einem von E bis E5, das ferner einen Balken umfasst, der an einem der vier Flanschanordnungen fixiert ist.
• F. Krageneckanordnung, umfassend:
  • - einen Säulenberührungsbereich mit ersten und zweiten Ausdehnungen, die eine Ecke bilden, und
  • - einen Abstandsbereich, der sich von der Ecke erstreckt, wobei der Abstandsbereich eine distale T-förmige Struktur aufweist, wobei die erste Ausdehnung eine Ausrichtungsstruktur aufweist, die an einen unteren Endbereich angrenzt.
• F1. Krageneckanordnung nach F, wobei die Ausrichtungsstruktur distal von der Ecke positioniert ist.
• F2. Krageneckanordnung nach F oder F1, wobei die Ausrichtungsstruktur eine ebene obere Fläche aufweist, die eingerichtet ist, um eine untere Fläche eines unteren Querelements einer Flanschanordnung zu kontaktieren.
• F3. Krageneckanordnung nach F2, wobei die Krageneckanordnung aus geschmiedetem Metall besteht und die ebene obere Fläche der Ausrichtungsstruktur durch Bearbeiten des geschmiedeten Metalls gebildet wird.
• F4. Krageneckanordnung nach F2 oder F3, wobei die Ausrichtungsstruktur eine gekrümmte Fläche aufweist, die eingerichtet ist, um mit einem komplementären Bereich der unteren Fläche des unteren Querelements der Flanschanordnung zusammen zu passen.
• F5. Krageneckanordnung nach einem von F bis F4, wobei der Säulenberührungsbereich und der Abstandsbereich jeweils einen oberen Standardabschnitt und einen unteren Standardabschnitt aufweisen, die durch einen auswählbaren mittleren Abschnitt verbunden sind, der einer Balkentiefe entspricht.
• F6. Krageneckanordnung nach einem von F bis F5, wobei die erste Ausdehnung eine ebene Fläche aufweist und sich die Ausrichtungsstruktur senkrecht zur ebenen Fläche erstreckt.
• F7. Krageneckanordnung nach einem von F bis F6, wobei die erste Ausdehnung eine erste Fläche aufweist, die eingerichtet ist, um eine Fläche einer Säule zu kontaktieren, und eine zweite Flache aufweist, die gegenüber und parallel zur ersten Fläche ist, wobei die Ausrichtungsstruktur von der zweiten Fläche hervorsteht.
• F8. Krageneckanordnung gemäß einem von F bis F7, wobei die erste Ausdehnung und die zweite Ausdehnung senkrecht sind, wobei jede Ausdehnung einen Winkel von ungefähr 45° mit dem Abstandsbereich bildet.
• F9. Krageneckanordnung nach einem von F bis F8, wobei die zweite Ausdehnung eine Ausrichtungsstruktur neben einem unteren Endbereich aufweist.
• F10. Krageneckanordnung nach einem von F bis F9, wobei der Abstandsbereich durch eine Mehrzahl von Löchern durchtrennt ist.
• G. Vollständiges Momentbalkenverbindungssystem, umfassend:
  • - vier Flanschanordnungen, wobei jede Flanschanordnung ein oberes Querelement, ein unteres Querelement und eine Brückenkomponente, die die oberen und unteren Querelemente verbindet, umfasst, und
  • - vier Krageneckanordnungen, wobei jede Krageneckanordnung einen Säulenberührungsbereich mit ersten und zweiten Ausdehnungen, die eine Ecke bilden, und einen Abstandsbereich umfasst, der sich von der Ecke erstreckt, wobei der Abstandsbereich eine distale T-förmige Struktur aufweist, wobei jede Krageneckanordnung eingerichtet ist, um zwei benachbarte Flanschanordnungen zu verbinden, wobei jede Krageneckanordnung Ausrichtungsstrukturen aufweist, die sich von einem unteren Endbereich zum Positionieren eines unteren Querelements einer jeweiligen Flanschanordnung erstrecken.
• G1. Vollständiges Momentbalkenverbindungsystem nach G, wobei jeweils zwei benachbarte Flanschanordnungen, die durch eine Krageneckanordnung verbunden sind, durch einen horizontalen Bolzen gesichert sind, der sich durch entsprechende Löcher in der Krageneckanordnung und jede der Flanschanordnungen erstreckt.
• G2. Vollständiges Momentbalkenverbindungssystem nach G oder G1, wobei jede Ausrichtungsstruktur eine ebene obere Fläche aufweist, die eingerichtet ist, um eine untere Fläche eines unteren Querelements einer Benachbarten der vier Flanschordnungen zu kontaktieren, und die kontaktierte Flanschanordnung vertikal zu positionieren.
• G3. Vollständiges Momentbalkenverbindungssystem nach G2, wobei jede Ausrichtungsstruktur eine Schulterfläche umfasst, die eingerichtet ist, um eine komplementäre Fläche eines unteren Querelements einer Benachbarten der vier Flanschanordnungen zu kontaktieren und die kontaktierte Flanschanordnung in eine korrekte horizontale Position zu bringen.
• G4. Vollständiges Momentbalkenverbindungssystem gemäß einem von G bis G3, ferner umfassend:
  • - eine Säule mit vier Ecken, wobei eine der vier Krageneckanordnungen an jeder der vier Ecken der Säule fixiert ist, und
  • - einen Balken mit einem Ende, das an einer der vier Flanschanordnungen fixiert ist.
• G5. Vollständiges Momentbalkenverbindungssystem nach G4, wobei jede Ausrichtungsstruktur sich senkrecht zu einer benachbarten Fläche der Säule erstreckt.
• H. Verfahren zum Verbinden eines Balkens mit einer Säule, umfassend:
  • - Positionieren einer ersten Flanschanordnung neben einer ersten Fläche einer Säule, wobei sich die erste Fläche zwischen einer ersten Ecke und einer zweiten Ecke der Säule erstreckt, wobei eine erste Krageneckanordnung an der ersten Ecke fixiert ist, eine zweite Krageneckanordnung an der zweiten Ecke fixiert ist und die erste Flanschanordnung an einem Ende eines Balkens fixiert ist.
  • - Ausrichten der ersten Flanschanordnung über einen ersten Kanal, der zwischen den ersten und zweiten Säuleneckanordnungen und der ersten Fläche der Säule ausgebildet ist,
  • - Absenken der ersten Flanschanordnung über den ersten Kanal,
  • - Kontaktieren einer unteren Fläche eines unteren Querelements der ersten Flanschanordnung mit einer oberen Fläche einer ersten Ausrichtungsstruktur, die von der ersten Krageneckanordnung hervorsteht, und
  • - Befestigen der ersten Flanschanordnung mit der ersten Krageneckanordnung.
• H1. Verfahren nach H, wobei die obere Fläche der Ausrichtungsstruktur eben ist.
• H2. Verfahren nach H oder H1, wobei jede Krageneckanordnung einen Säulenberührungsbereich mit ersten und zweiten Ausdehnungen, die eine Ecke bilden, und einen Abstandsbereich umfasst, der sich von der Ecke erstreckt, wobei der Abstandsbereich eine distale T-förmige Struktur aufweist.
• H3. Verfahren nach einem von H bis H2, das ferner die Schritte umfasst:
  • - Positionieren einer zweiten Flanschanordnung neben einer zweiten Fläche der Säule, wobei sich die zweite Fläche zwischen der ersten Ecke und einer dritten Ecke erstreckt und eine dritte Krageneckanordnung an der dritten Ecke fixiert ist,
  • - Ausrichten der zweiten Flanschanordnung über einen zweiten Kanal, der zwischen den ersten und dritten Säuleneckenanordnungen und der zweiten Fläche der Säule ausgebildet ist,
  • - Absenken der zweiten Flanschanordnung über den zweiten Kanal,
  • - in Kontakt bringen einer unteren Fläche eines unteren Querelements der zweiten Flanschanordnung mit einer oberen Fläche einer zweiten Ausrichtungsstruktur, die aus der ersten Krageneckanordnung herausragt, und
  • - Befestigen der ersten Flanschanordnung, der zweiten Flanschanordnung und der ersten Krageneckanordnung miteinander.
• H4. Verfahren nach H3, wobei der Befestigungsschritt ein Anziehen einer Mutter auf einen Bolzen umfasst, sodass ein Flügelbereich eines Querelements einer Flanschanordnung mit einem Abstandsbereich einer benachbarten Krageneckanordnung in Kontakt gebracht wird.
• J. Vollständiger Momentsäulenkragen, umfassend:
  • - vier Kragenflanschanordnungen, wobei jede Kragenflanschanordnung ein oberes Querelement, ein unteres Querelement und eine Brückenkomponente umfasst, die die oberen und unteren Querelemente verbindet, und
  • - vier Krageneckanordnungen, wobei jede Krageneckanordnung erste und zweite Ausdehnungen, die eine Ecke bilden, und einen Abstandsbereich umfasst, der sich von der Ecke aus erstreckt, wobei der Abstandsbereich eine distale T-förmige Struktur aufweist,
  • - wobei jede Krageneckanordnung eingerichtet ist, um zwei benachbarte Kragenflanschanordnungen zu verbinden, und jede Krageneckanordnung eine mehrachsige Ausrichtungsstruktur aufweist, die sich von einem unteren Endbereich zum vertikalen Positionieren eines unteren Querelements einer jeweiligen Kragenflanschanordnung erstreckt.
• J1. Vollständiger Momentsäulenkragen nach J, wobei die Ausrichtungsstruktur eine ebene obere Fläche aufweist, die eingerichtet ist, um eine untere Fläche eines unteren Querelements einer Benachbarten der vier Kragenflanschanordnungen zu kontaktieren.
• J2. Vollständiger Momentsäulenkragen nach J1, wobei die Ausrichtungsstruktur eine abgestufte Fläche aufweist, die von der ebenen oberen Fläche abfällt.
• J3. Vollständiger Momentsäulenkragen nach J2, wobei die abgestufte Fläche gekrümmt ist.
• J4. Vollständiger Momentsäulenkragen nach J2 oder J3, wobei die abgestufte Fläche eine geneigte Ebene ist.
• J5. Vollständiger Momentsäulenkragen nach einem von J bis J4, wobei die Ausrichtungsvorrichtung eingerichtet ist, um ein unteres Querelement einer jeweiligen Kragenflanschanordnung entlang einer Z-Achse und einer Achse senkrecht zur Z-Achse auszurichten.
• J6. Vollständiger Momentsäulenkragen nach einem von J bis J5, wobei jede Ausrichtungsstruktur eine Positionierfläche aufweist, wobei jedes untere Querelement eine bearbeitete Fläche aufweist, die umgekehrt zur Positionierfläche einer jeweiligen Ausrichtungsstruktur ausgebildet ist.
• J7. Vollständiger Momentsäulenkragen nach J6, wobei zumindest ein Bereich der bearbeiteten Fläche gekrümmt ist.
• J8. Vollständiger Momentsäulenkragen nach einem von J bis J7, wobei jede Ausrichtungsstruktur aus der jeweiligen Krageneckanordnung gebildet wird.
• Vorteile, Merkmale und Nutzen
• Die verschiedenen Beispiele der vollständigen Momentverbindungskragensysteme, die hier beschrieben sind, sehen mehrere Vorteile gegenüber bekannten Lösungen zum Verbinden eines oder mehrerer seitlicher Strukturelemente mit einem vertikalen Element vor. Zum Beispiel ermöglichen hier beschriebene veranschaulichende Beispiele eine präzise Verbindung von Balken mit einer Säule in einem Gebäuderahmen.
• Zusätzlich und neben anderen Nutzen sehen hier beschriebene veranschaulichende Beispiele eine genaue vertikale und horizontale Position der seitlichen Elemente und eine Abstützung während der Kragenverbindung mit einer Ausrichtungsstruktur vor.
• Zusätzlich und neben anderen Nutzen minimieren hierin beschriebene veranschaulichende Beispiele die Montageschritte und die Zeit, wodurch die Kragenverbindung vereinfacht wird, indem Befestigungsbolzen angeordnet werden, sodass eine verringerte Anzahl von Bolzen die gewünschte Verbindungsfestigkeit vorsehen kann.
• Zusätzlich und neben anderen Nutzen sehen die hier beschriebenen veranschaulichenden Beispiele eine stabilisierende Abstützung für seitliche Strukturelemente während des Fixierens von Kragenkomponenten mit einer Balkenandockstruktur vor.
• Zusätzlich und neben anderen Nutzen ermöglichen die hierin beschriebenen veranschaulichenden Beispiele die Herstellung von Kragenkomponenten bei Bedarf aus einem Lagerbestand von Rohlingen zur Verwendung in Bauprojekten mit einer Vielzahl von Spezifikationen und Maßanforderungen vor.
• Zusätzlich und neben anderen Nutzen sehen die hierin beschriebenen veranschaulichenden Beispiele eine präzise räumliche Ausrichtung von Strukturelementen vor, die weitgehend unabhängig von Toleranzen und anderen Variationen in den Strukturelementen sind.
• Kein bekanntes System oder bekannte Vorrichtung kann diese Funktionen ausführen, insbesondere nicht mit dieser hohen Präzision. Daher sind die hierin beschriebenen veranschaulichenden Beispiele besonders nützlich für den Stahlrahmenbau. Jedoch bieten nicht alle hier beschriebenen Beispiele dieselben Vorteile oder denselben Grad an Vorteilen.
• Schlussfolgerung
• Die oben dargelegte Offenbarung kann mehrere unterschiedliche Beispiele mit unabhängigem Nutzen umfassen. Obwohl jedes von diesen in ihrer bevorzugten Form (Formen) offenbart wurde, sind die hier offenbarten spezifischen und hier dargestellten Beispiele nicht in einem einschränkenden Sinne zu betrachten, da zahlreiche Variationen möglich sind. Soweit in dieser Offenbarung Abschnittsüberschriften verwendet werden, dienen diese Überschriften nur organisatorischen Zwecken. Der Gegenstand der Offenbarung umfasst alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Subkombinationen der verschiedenen, hier offenbarten Elemente, Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften. Die folgenden Ansprüche weisen insbesondere auf bestimmte Kombinationen und Subkombinationen hin, die als neu und nicht offensichtlich angesehen werden. Andere Kombinationen und Subkombinationen von Merkmalen, Funktionen, Elementen und/oder Eigenschaften können in Anwendungen beansprucht werden, die von dieser oder einer verwandten Anwendung Priorität beanspruchen. Solche Ansprüche, ob breiter, enger, gleich oder in ihrem Umfang von den ursprünglichen Ansprüchen verschieden, werden ebenfalls als innerhalb des Gegenstands dieser Offenbarung einbezogen angesehen.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• US 62/628807 [0001]
• US 7941985 B2 [0001, 0003]

Claims (60)

1. Flanschanordnung, umfassend: - ein oberes Querelement, - ein unteres Querelement, und - eine Brückenkomponente, die die oberen und unteren Querelemente verbindet, wobei jedes Querelement einen mittleren Bereich aufweist, der die ersten und zweiten Flügelbereiche verbindet, wobei der mittlere Bereich mit der Brückenkomponente verbunden ist, wobei jeder Flügelbereich weniger als vier Bolzenlöcher aufweist, die zur Befestigung mit den Flügelbereichen an den benachbarten Flanschanordnungen eingerichtet sind.
2. Flanschanordnung nach Anspruch 1, wobei jeder Flügelbereich nicht mehr als drei Bolzenlöcher aufweist.
3. Flanschanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei jeder Flügelbereich nicht mehr als zwei Bolzenlöcher aufweist.
4. Flanschanordnung nach Anspruch 3, wobei die Bolzenlöcher an jedem Flügelbereich entlang einer ersten Achse, schräg zu einer Längsachse der Brückenkomponente, ausgerichtet sind.
5. Flanschanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eines der Bolzenlöcher unmittelbar neben dem mittleren Bereich liegt.
6. Flanschanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei jeder Flügelbereich einen inneren Bereich und einen äußeren Bereich aufweist, wobei der innere Bereich ein Bolzenloch distal vom mittleren Bereich aufweist, wobei der äußere Bereich ein Bolzenloch proximal vom mittleren Bereich aufweist.
7. Flanschanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei jeder Flügelbereich einen inneren Bereich und einen äußeren Bereich aufweist, wobei der äußere Bereich ein Bolzenloch unmittelbar neben dem mittleren Bereich aufweist.
8. Flanschanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die oberen und unteren Querelemente aus geschmiedetem Metall aufgewiesen sind und die Bolzenlöcher in das geschmiedete Metall eingearbeitet sind.
9. Flanschanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die oberen und unteren Querelemente jeweils einen Abstützbereich umfassen, der sich senkrecht von den Flügelbereichen und dem zentralen Bereich erstreckt, und erste und zweite Bolzenlöcher auf jeder Seite des Abstützbereichs in jedem Flügelbereich angeordnet sind.
10. Flanschanordnung nach Anspruch 9, wobei der Abstützbereich in einer Balkenrichtung verjüngt ist.
11. Flanschanordnung nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Abstützbereich eine äußere Fläche und eine innere Fläche umfasst, wobei jede Fläche in einem Winkel relativ zum Flansch eines Balkens angeordnet ist, der mit der Flanschanordnung verbunden ist.
12. Flanschanordnung nach Anspruch 11, wobei die äußere Fläche in einem Winkel in einem Bereich von ungefähr 2° bis 10° angeordnet ist und die innere Fläche in einem Winkel in einem Bereich von ungefähr 5° bis 15° angeordnet ist.
13. Flanschanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Brückenkomponente ein rechteckiges Prisma ist.
14. Flanschanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei jedes Querelement eine Schnittstellenstruktur umfasst, die zur Verbindung mit der Brückenkomponente eingerichtet ist, wobei die Schnittstellenstruktur zwei orthogonale ebene Flächen umfasst.
15. Flanschanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der mittlere Bereich eine zentrale Spannweite und erste und zweite Endbereiche umfasst, wobei sich die ersten und zweiten Endbereiche jeweils von den Flügelbereichen zur zentralen Spannweite verengen.
16. Flanschanordnung nach Anspruch 15, wobei die zentrale Spannweite eine kleinere vertikale Höhe als eine vertikale Höhe der Flügelbereiche aufweist.
17. Flanschanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Querelemente gekrümmte Profile aufweisen, die eingerichtet sind, um das Materialgewicht zu reduzieren.
18. Flanschanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Flanschanordnung ein Verhältnis von Biegebelastung zu Gewicht zwischen ungefähr 5.000 bis 9.000 Pfund Kraft pro Pfund Gewicht aufweist.
19. Krageneckanordnung, umfassend: - einen Säulenberührungsbereich mit ersten und zweiten Ausdehnungen, die eine Ecke bilden und - einen Abstandsbereich, der sich von der Ecke erstreckt, wobei der Abstandsbereich weniger als acht Bolzenlöcher aufweist.
20. Krageneckanordnung nach Anspruch 19, wobei eine erste Achse parallel zur Ecke ist, wobei der Abstandsbereich zwei Sätze von Löchern aufweist, wobei jeder Satz von Löchern entlang einer zweiten Achse, die schräg zur ersten Achse ist, ausgerichtet ist.
21. Krageneckanordnung nach Anspruch 19 oder 20, wobei zumindest zwei Bolzenlöcher unmittelbar neben dem Abstandsbereich liegen.
22. Krageneckanordnung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, wonach der Säulenberührungsbereich und der Abstandsbereich jeweils einen oberen Standardabschnitt und einen unteren Standardabschnitt aufweisen, die durch einen auswählbaren mittleren Abschnitt entsprechend einer Balkentiefe verbunden sind, und jeder obere Abschnitt und untere Abschnitt einen Satz von Löchern umfasst.
23. Krageneckanordnung nach Anspruch 22, wobei jeder Satz von Löchern nicht mehr als drei Löcher umfasst.
24. Krageneckanordnung nach Anspruch 22 oder 23, wobei jeder Satz von Löchern nicht mehr als zwei Löcher umfasst.
25. Krageneckanordnung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei die oberen und unteren Abschnitte jeweils einen inneren Bereich und einen äußeren Bereich aufweisen, wobei der äußere Bereich ein Bolzenloch distal von der Ecke aufweist, wobei der äußere Bereich ein Bolzenloch proximal von der Ecke aufweist.
26. Krageneckanordnung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei die oberen und unteren Abschnitte jeweils einen inneren Bereich und einen äußeren Bereich aufweisen, wobei der äußere Bereich ein Bolzenloch unmittelbar neben dem Abstandsbereich aufweist.
27. Krageneckanordnung nach Anspruch 25 oder 26, wobei die oberen und unteren Abschnitte aus geschmiedetem Metall bestehen und die Bolzenlöcher in das geschmiedete Metall eingearbeitet sind.
28. Vollständiges Momentbalkenverbindungssystem, umfassend: - vier Flanschanordnungen, wobei jede Flanschanordnung ein oberes Querelement, ein unteres Querelement und eine Brückenkomponente umfasst, die die oberen und unteren Querelemente verbindet, und - vier Krageneckanordnungen, wobei jede Krageneckanordnung einen Säulenberührungsbereich mit ersten und zweiten Ausdehnungen, die eine Ecke bilden, und einen Abstandsbereich umfasst, der sich von der Ecke erstreckt, wobei der Abstandsbereich eine distale T-förmige Struktur aufweist, wobei jede Krageneckanordnung eingerichtet ist, um sich von einer Ecke einer Säule zu erstrecken und zwei benachbarte Flanschanordnungen über weniger als acht Bolzen zu verbinden, um gemeinsam einen vollständigen Momentverbindungsmechanismus zu bilden, der eine Säule umgibt.
29. Verbindungssystem nach Anspruch 28, wobei jede Krageneckanordnung eingerichtet ist, um zwei benachbarte Flanschanordnungen über zwei Paare von Bolzen zu verbinden, wobei jedes Paar von Bolzen entlang einer nicht vertikalen Achse ausgerichtet ist.
30. Verbindungssystem nach Anspruch 28, wobei jede Krageneckanordnung eingerichtet, um zwei benachbarte Flanschanordnungen über zwei Paare von Bolzen zu verbinden, wobei eins von jedem Paar von Bolzen eingerichtet ist, um einen mechanischen Vorteil von Biegebelastungen zu minimieren, die auf das System aufgebracht werden.
31. Verbindungssystem nach Anspruch 29 oder 30, wobei jedes Paar von Bolzen einen inneren und einen äußeren Bolzen umfasst, wobei der innere Bolzen distal von der Säule und der äußere Bolzen proximal von der Säule angeordnet ist.
32. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 28 bis 31, wobei das System nicht mehr als vierundzwanzig Bolzen umfasst.
33. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 28 bis 32, wobei das System nicht mehr als sechzehn Bolzen umfasst.
34. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 28 bis 33, das ferner einen Balken umfasst, der an einem der vier Flanschanordnungen fixiert ist.
35. Krageneckanordnung, umfassend: - einen Säulenberührungsbereich mit ersten und zweiten Ausdehnungen, die eine Ecke bilden, und - einen Abstandsbereich, der sich von der Ecke erstreckt, wobei der Abstandsbereich eine distale T-förmige Struktur aufweist, wobei die erste Ausdehnung eine Ausrichtungsstruktur aufweist, die an einen unteren Endbereich angrenzt.
36. Krageneckanordnung nach Anspruch 35, wobei die Ausrichtungsstruktur distal von der Ecke positioniert ist.
37. Krageneckanordnung nach Anspruch 35 oder 36, wobei die Ausrichtungsstruktur eine ebene obere Fläche aufweist, die eingerichtet ist, um eine untere Fläche eines unteren Querelements einer Flanschanordnung zu kontaktieren.
38. Krageneckanordnung nach Anspruch 37, wobei die Krageneckanordnung aus geschmiedetem Metall besteht und die ebene obere Fläche der Ausrichtungsstruktur durch Bearbeiten des geschmiedeten Metalls gebildet wird.
39. Krageneckanordnung nach Anspruch 37 oder 38, wobei die Ausrichtungsstruktur eine gekrümmte Fläche aufweist, die eingerichtet ist, um mit einem komplementären Bereich der unteren Fläche des unteren Querelements der Flanschanordnung zusammen zu passen.
40. Krageneckanordnung nach einem der Ansprüche 35 bis 39, wobei der Säulenberührungsbereich und der Abstandsbereich jeweils einen oberen Standardabschnitt und einen unteren Standardabschnitt aufweisen, die durch einen auswählbaren mittleren Abschnitt verbunden sind, der einer Balkentiefe entspricht.
41. Krageneckanordnung nach einem der Ansprüche 35 bis 40, wobei die erste Ausdehnung eine ebene Fläche aufweist und sich die Ausrichtungsstruktur senkrecht zur ebenen Fläche erstreckt.
42. Krageneckanordnung nach einem der Ansprüche 35 bis 41, wobei die erste Ausdehnung eine erste Fläche aufweist, die eingerichtet ist, um eine Fläche einer Säule zu kontaktieren, und eine zweite Flache aufweist, die gegenüber und parallel zur ersten Fläche ist, wobei die Ausrichtungsstruktur von der zweiten Fläche hervorsteht.
43. Krageneckanordnung nach einem der Ansprüche 35 bis 42, wobei die erste Ausdehnung und die zweite Ausdehnung senkrecht sind, wobei jede Ausdehnung einen Winkel von ungefähr 45° mit dem Abstandsbereich bildet.
44. Krageneckanordnung nach einem der Ansprüche 35 bis 43, wobei die zweite Ausdehnung eine Ausrichtungsstruktur neben einem unteren Endbereich aufweist.
45. Krageneckanordnung nach einem der Ansprüche 35 bis 44, wobei der Abstandsbereich durch eine Mehrzahl von Löchern durchtrennt ist.
46. Vollständiges Momentbalkenverbindungssystem, umfassend: - vier Flanschanordnungen, wobei jede Flanschanordnung ein oberes Querelement, ein unteres Querelement und eine Brückenkomponente, die die oberen und unteren Querelemente verbindet, umfasst, und - vier Krageneckanordnungen, wobei jede Krageneckanordnung einen Säulenberührungsbereich mit ersten und zweiten Ausdehnungen, die eine Ecke bilden, und einen Abstandsbereich umfasst, der sich von der Ecke erstreckt, wobei der Abstandsbereich eine distale T-förmige Struktur aufweist, wobei jede Krageneckanordnung eingerichtet ist, um zwei benachbarte Flanschanordnungen zu verbinden, wobei jede Krageneckanordnung Ausrichtungsstrukturen aufweist, die sich von einem unteren Endbereich zum Positionieren eines unteren Querelements einer jeweiligen Flanschanordnung erstrecken.
47. Vollständiges Momentbalkenverbindungsystem nach Anspruch 46, wobei jeweils zwei benachbarte Flanschanordnungen, die durch eine Krageneckanordnung verbunden sind, durch einen horizontalen Bolzen gesichert sind, der sich durch entsprechende Löcher in der Krageneckanordnung und jede der Flanschanordnungen erstreckt.
48. Vollständiges Momentbalkenverbindungssystem nach Anspruch 46 oder 47, wobei jede Ausrichtungsstruktur eine ebene obere Fläche aufweist, die eingerichtet ist, um eine untere Fläche eines unteren Querelements einer Benachbarten der vier Flanschordnungen zu kontaktieren, und die kontaktierte Flanschanordnung vertikal zu positionieren.
49. Vollständiges Momentbalkenverbindungssystem nach Anspruch 48, wobei jede Ausrichtungsstruktur eine Schulterfläche umfasst, die eingerichtet ist, um eine komplementäre Fläche eines unteren Querelements einer Benachbarten der vier Flanschanordnungen zu kontaktieren und die kontaktierte Flanschanordnung in eine korrekte horizontale Position zu bringen.
50. Vollständiges Momentbalkenverbindungssystem gemäß einem der Ansprüche 46 bis 49, ferner umfassend: - eine Säule mit vier Ecken, wobei eine der vier Krageneckanordnungen an jeder der vier Ecken der Säule fixiert ist, und - einen Balken mit einem Ende, das an einer der vier Flanschanordnungen fixiert ist.
51. Vollständiges Momentbalkenverbindungssystem nach Anspruch 50, wobei jede Ausrichtungsstruktur sich senkrecht zu einer benachbarten Fläche der Säule erstreckt.
52. Vollständiger Momentsäulenkragen, umfassend: - vier Kragenflanschanordnungen, wobei jede Kragenflanschanordnung ein oberes Querelement, ein unteres Querelement und eine Brückenkomponente umfasst, die die oberen und unteren Querelemente verbindet, und - vier Krageneckanordnungen, wobei jede Krageneckanordnung erste und zweite Ausdehnungen, die eine Ecke bilden, und einen Abstandsbereich umfasst, der sich von der Ecke aus erstreckt, wobei der Abstandsbereich eine distale T-förmige Struktur aufweist, - wobei jede Krageneckanordnung eingerichtet ist, um zwei benachbarte Kragenflanschanordnungen zu verbinden, und jede Krageneckanordnung eine mehrachsige Ausrichtungsstruktur aufweist, die sich von einem unteren Endbereich zum vertikalen Positionieren eines unteren Querelements einer jeweiligen Kragenflanschanordnung erstreckt.
53. Vollständiger Momentsäulenkragen nach Anspruch 52, wobei die Ausrichtungsstruktur eine ebene obere Fläche aufweist, die eingerichtet ist, um eine untere Fläche eines unteren Querelements einer Benachbarten der vier Kragenflanschanordnungen zu kontaktieren.
54. Vollständiger Momentsäulenkragen nach Anspruch 53, wobei die Ausrichtungsstruktur eine abgestufte Fläche aufweist, die von der ebenen oberen Fläche abfällt.
55. Vollständiger Momentsäulenkragen nach Anspruch 54, wobei die abgestufte Fläche gekrümmt ist.
56. Vollständiger Momentsäulenkragen nach Anspruch 54 oder 55, wobei die abgestufte Fläche eine geneigte Ebene ist.
57. Vollständiger Momentsäulenkragen nach einem der Ansprüche 52 bis 56, wobei die Ausrichtungsvorrichtung eingerichtet ist, um ein unteres Querelement einer jeweiligen Kragenflanschanordnung entlang einer Z-Achse und einer Achse senkrecht zur Z-Achse auszurichten.
58. Vollständiger Momentsäulenkragen nach einem der Ansprüche 52 bis 57, wobei jede Ausrichtungsstruktur eine Positionierfläche aufweist, wobei jedes untere Querelement eine bearbeitete Fläche aufweist, die umgekehrt zur Positionierfläche einer jeweiligen Ausrichtungsstruktur ausgebildet ist.
59. Vollständiger Momentsäulenkragen nach Anspruch 58, wobei zumindest ein Bereich der bearbeiteten Fläche gekrümmt ist.
60. Vollständiger Momentsäulenkragen nach einem der Ansprüche 52 bis 56, wobei jede Ausrichtungsstruktur aus der jeweiligen Krageneckanordnung gebildet wird.

Images