CN201610639U - 放置式双开口形围束挫屈拘束韧性支撑结构改良 - Google Patents

Abstract

一种放置式双开口形围束挫屈拘束韧性支撑结构改良，包括有各自独立构成的一对轴力构件与双开口形围束构件，其中轴力构件为T形或一字形具有单对称性质断面的长条状构件，此外，轴力构件的端部断面较中间段断面的面积大，各放置于双开口形围束构件内，并且与结构主体采用搭接的方式接合；围束构件包括有纯钢造的双C、门字形、曲形围束构件与现有的混凝土构件及接合材料等，其主要特征在于：于该围束构件的开口侧设有一可将该开口侧封闭固定的金属板体，以大幅且有效的提升该围束构件本身支撑混凝土及轴力构件的能力，以防止轴力构件于受压力时发生挫屈。

Description

放置式双开口形围束挫屈拘束韧性支撑结构改良

技术领域

本实用新型涉及一种安装迅速、接合构造简单与制作品质容易控制及轴力构件与围束构件组装简易的放置式双开口形围束挫屈拘束韧性支撑结构改良。

背景技术

请同时参阅图1与图2A、图2B，其中图1显示以钢管混凝土为围束构材的现有十字形挫屈拘束韧性支撑，图2A为图1沿A-A断面的剖面图，图2B为图1沿B-B断面的剖面图。现有的挫屈拘束韧性支撑于方形钢管12内插通一断面为十字形的轴力构件11，方形钢管12与轴力构件11之间则以混凝土9或水泥砂浆充填。轴力构件11由钢板112、113与114焊接组合而成，主要承受轴向载重；而混凝土与钢管12则构成围束构件，用以围束轴力构件11，防止轴力构件11于受压时发生挫屈；此外，轴力构件11表面并被覆一层滑动材料8，用以防止轴力传递至围束构件。

轴力构件11的两端为接合部分，其四片翼板上具有多个螺栓孔7，由于围束构件并未延伸至端部，再加上端部设有数个螺栓孔7，使轴力构件11的断面积减小，为确保轴力构件11能充分发挥其韧性并避免端部发生局部破坏，因此轴力构件11端部采用断面较中间段断面的面积大的设计，由于轴力构件11的端部断面较中间段的断面的面积大，故轴力构件11端部附近与围束的混凝土间须预留压缩空间91，以防止混凝土受挤压而将轴力传递至围束构件。

根据多年来的研究显示，此种以钢管混凝土为围束构件的十字形挫屈拘束韧性支撑，其轴向劲度高、迟滞行为与韧性极佳的力学特性，使其逐渐被应用于高楼结构的耐震与制震设计上。

如前所述，此种以钢管混凝土为围束构件的十字形挫屈拘束韧性支撑，由于其轴力构件11端部的断面形状与接合螺栓孔配置的影响，使此种挫屈拘束韧性支撑的两端与结构主体的接合方式必须以对接的方式接合，图3为这种十字形挫屈拘束韧性支撑安装于结构上的侧视图。因此，结构主体上与轴力构件11接合的部分亦须同为十字形，除了要在图3中的接合隅板3加焊加劲板钢板10外，还须搭配对接钢板6，才可完成对接的工作。

然而，这种对接的接合方式不仅每一支撑须搭配数量多达16片的对接钢板6，而且结构主体上与轴力构件接合的部分亦须同为十字形，增加大量的接头焊接作业，亦使接合部分变得相当复杂拥挤；除此之外，在接合传递等量轴力的前提的下，采用对接接合所需的螺栓数量将为采用搭接接合的两倍。如此一来，在安装此种挫屈拘束韧性支撑时，将会非常费工耗时，作业效率降低，品质亦不易控制。

有鉴于此，本实用新型的设计人先前曾向钧局提出一种放置式双开口形围束挫屈拘束韧性支撑的专利申请，请同时参阅图4A、图4B、图5A、图5B、图6与图7，用以说明该实用新型，其中图4A为该实用新型的侧视图，图4B为该实用新型的平面图，图5A为图4A沿A-A的剖面图，图5B为图4A沿B-B的剖面图，图6为该实用新型安装于构架上的立面图，图7为该实用新型的透视示意图。该案包括有一对轴力构件与一对C形围束构件，其中成对的轴力构件16分别由一带状钢板161与162焊接组合而成T字形断面，各放置于由两个成对的C型槽钢19内，合并的C型槽钢与轴力构件间的空隙则以混凝土9或水泥沙浆填充，并以角铁18与螺栓4进行接合，对接处以接合材料22贴附以利围束构件密接，构成一组围束构件，用以围束轴力构件，避免轴力构件于受压时发生挫屈，同时轴力构件表面须被覆一层滑动材料8，用以防止轴力传递至围束构件，轴力构件的端部断面较中间段的断面的面积大，并焊有一延伸入合并C型槽钢内的长条状加劲钢板162，用以避免端部接合部分发生局部破坏；由于轴力构件的端部接合断面比中间段的断面大，故轴力构件端部与围束的混凝土间须预留压缩空间91，以防止混凝土受挤压而将轴力传递至围束构件。当成对的轴力构件与结构主体完成搭接之后，两矩形钢管间须以角铁18与螺栓4进行连结，以维持围束构件的整体稳定性。

然而上述这种分别将轴力构件放置于具有开口的围束构件内，然后再用混凝土或是水泥砂浆填充轴力构件与围束构件之间的空隙的方式，虽然可以保有现有搭接组合式挫屈拘束韧性支撑的优良力学性质，同时兼具有解决设计及施工问题、节省围束构件材料、施工安装迅速简便与制作品质容易控制等的优点，然而，该具有开口的围束构件其内部所充填的混凝土或是水泥沙浆，在轴力构件受力时，该具有开口的围束构件并无法单独提供一个非常完整且有效的支撑与包覆作用，因此一方面该围束构件都必须两个一组并以围束构件开口相对方式利用角铁与螺栓的方式接合，不仅限制其组合的变化性与利用性，且其整个支撑结构的强度也会受到影响。

发明内容

本实用新型的目的在于解决上述的问题而提出一种放置式双开口形围束挫屈拘束韧性支撑结构改良，主要是将轴力构件置入具有开口的围束构件后先利用一金属板体将该围束构件的开口侧封闭的后再灌入混凝土或是水泥沙浆而成一独立的围束构件，并提供轴力构件及混凝土或是水泥沙浆一个完整且良好的支撑与包覆效果。

本实用新型的再一目的在于解决上述的问题而提出一种放置式双开口形围束挫屈拘束韧性支撑结构改良，其中每一个装入轴力构件并填入混凝土或是水泥沙浆的围束构件，其可以跟另一个围束构件以各种不同的方向组合，不需受限一定要以开口相对的方式予以组合，以获得更多的组合变化与应用。

为达上述目的，本实用新型提供一种放置式双开口形围束挫屈拘束韧性支撑结构改良，其包括：

两开口状构件以连接构件进行接合而组合成的一组围束构件；

各自独立构成的一对轴力构件，具有单对称断面性质的长条状构件，其端部断面较中间段断面的面积大，将轴力构件放置于两开口状构件内；以及

至少一金属板材，该金属板材将围束构件的开口端予以固定封闭。

其中，前述的两开口状构件为两开口型槽钢、半圆管、角钢或钢板组合其中之一。

其中，前述的连接构件为连接两开口状构件的角铁、螺栓、钢板或直接以焊接方式连接。

其中，前述的一组围束构件为纯钢造，包括有双C、门字形、半圆形、钢板组合或曲型槽钢其中之一。

其中，开口状构件间以两个金属板材相互接触的方式连结固定。

其中，开口状构件间将两个金属板材朝向左、右两外侧的方式连结固定。

其中，成对的轴力构件分别由一带状钢板焊接组合而成T字形断面。

其中，成对的轴力构件分别呈一字形断面。

本实用新型另提供一种放置式双开口形围束挫屈拘束韧性支撑结构改良，其包括：

具有两开口的H形钢构件；

各自独立构成的一对轴力构件，具有单对称断面性质的长条状构件，其端部断面较中间段断面的面积大，将轴力构件放置于两开口状构件内；以及

至少一金属板材，该金属板材将H形钢构件的开口端予以固定封闭。

其中，成对的轴力构件分别由一带状钢板焊接组合而成T字形断面。

其中，成对的轴力构件分别呈一字形断面。

本实用新型的放置式双开口形围束挫屈拘束韧性支撑结构改良不仅保有现有搭接组合式挫屈拘束韧性支撑的优良力学性质，同时兼具有解决设计及施工问题、节省围束构件材料、施工安装迅速简便与制作品质容易控制等的特质；亦将现有十字形挫屈拘束韧性支撑与插接式韧性支撑及搭接组合式挫屈拘束韧性支撑接合复杂及轴力构件与围束构件组装繁琐、插通时造成围束构件材料损耗及、安装费时与精度不易控制等问题同时解决。更重要的是，其不仅提供更完整的包覆与有效的支撑能力，同时其也增加了围束构件的组合变化方式而不再需要受到太多的限制。

为使本实用新型的上述目的、特性与优点能更浅显易懂，以下特别举出本实用新型的较佳实施范例，同时配合所附图式加以详细说明。

附图说明

图1显示以钢管混凝土为围束构材的现有十字形挫屈拘束韧性支撑；

图2A为图1沿A-A的剖面图；

图2B为图1沿B-B的剖面图；

图3为现有的十字形挫屈拘束韧性支撑安装于构架上的立面图；

图4A为现有的双开口式挫屈拘束韧性支撑的侧视图；

图4B为现有的双开口式挫屈拘束韧性支撑的平面图；

图5A为图4A沿A-A的剖面图；

图5B为图4A沿B-B的剖面图；

图6为现有双开口式挫屈拘束韧性支撑安装于构架上的立面图；

图7为现有双开口式挫屈拘束韧性支撑的透视示意图；

图8A为本实用新型第一实施例的侧视图；

图8B为本实用新型的第一实施例的平面图；

图9A为图8A沿A-A的剖面图；

图9B为图8A沿B-B的剖面图；

图10为本实用新型的第一实施例安装于构架上的立面图；

图11为本实用新型第一实施例的透视示意图。

图12为本实用新型第一实施例另一种组合方式的剖面图。

图13A为本实用新型的第二实施例的侧视图；

图13B为本实用新型的第二实施例的平面图；

图14A为图13A沿A-A的剖面图；

图14B为图13A沿B-B的剖面图；

图14C为该第二实施例的另一种固定方式的剖面示意图；

图15为本实用新型的第二实施例安装于构架上的立面图；

图16为本实用新型的第二实施例的透视示意图；

图17为本实用新型第二实施例另一种组方式的剖面图；

图18A为本实用新型的第三实施例的侧视图；

图18B为本实用新型的第三实施例的平面图；

图19A为图18A沿A-A的剖面图；

图19B为图18A沿B-B的剖面图；

图20为本实用新型的第三实施例安装于构架上的立面图；

图21为本实用新型的第三实施例的透视示意图；

图22A为本实用新型的第四实施例的侧视图；

图22B为本实用新型的第四实施例的平面图；

图23A为图22A沿A-A的剖面图；

图23B为图22A沿B-B的剖面图；

图24为本实用新型的第四实施例安装于构架上的立面图；

图25为本实用新型的第四实施例的透视示意图。

附图标记说明：1-柱；2-梁；3-接合隅板(gusset plate)；4-螺栓；6-对接钢板(butt joint plate)；7-接合用螺栓孔；8-滑动材料；9-混凝土；91-预留压缩空间；10-接合加劲钢板；11-十字形的轴力构件；112钢板；113-钢板；114-钢板；12-方钢管；16-轴力构件；161-带状钢板；162-长条状加劲钢板；17-固定片；18-角铁；19-C型槽钢；20-门字型槽钢；21-H型槽钢；22-接合材料(硅胶、EPOXY、橡胶垫、胶结材、环亚树酯)；23金属板材。

具体实施方式

请同时参阅图8A、图8B、图9A、图9B、图10与图11，用以说明本实用新型的第一实施例，其中图8A为本实用新型的第一实施例的侧视图，图8B为本实用新型的第一实施例的平面图，图9A为图8A沿A-A的剖面图，图9B为图8A沿B-B的剖面图，图10为本实施例安装于构架上的立面图，图11为本实用新型第一实施例的透视示意图。本实用新型的第一实施例包括有一对轴力构件与一对ㄈ形(门字形)围束构件，其中成对的轴力构件16分别由一带状钢板161与162焊接组合而成T字形断面，各放置于由两个成对的C型槽钢19内，然后用一金属板材23将该C型槽钢19的开口侧予以封闭，合并的C型槽钢19与轴力构件16间的空隙则以混凝土9或水泥沙浆填充，并以角铁18与螺栓4进行接合，构成一组围束构件，用以围束轴力构件，避免轴力构件16于受压时发生挫屈，同时轴力构件16表面须被覆一层滑动材料8，用以防止轴力传递至围束构件，轴力构件16的端部断面较中间段的断面的面积大，由于轴力构件16的端部接合断面比中间段的断面大，故轴力构件16端部与围束构件的混凝土间须预留压缩空间91，以防止混凝土受挤压而将轴力传递至围束构件。当成对的轴力构件16与结构主体完成搭接之后，两C型槽钢19间以两个金属板材23相互接触固定的方式利用角铁18与螺栓4或是直接利用焊接的方式进行连结，以维持围束构件的整体稳定性。

此外，本实用新型于前段所述的结构中，该两个一组的围束构件除了可以图9A和图9B所示将两个金属板材23相互接触固定之外，其亦可以如图12所示将两个金属板材23朝向左、右两外侧，再利用角铁18与螺栓4或是直接利用焊接的方式进行连结。

请同时参阅图13A、图13B、图14A、图14B、图14C、图15与图16，用以说明本实用新型的第二实施例，其中图13A为本实用新型的第二实施例的侧视图，图13B为本实用新型的第二实施例的平面图，图14A为图13A沿A-A的剖面图，图14B为图13A沿B-B的剖面图，图15为本实施例安装于构架上的立面图，图16为本实用新型第二实施例的透视示意图。本实用新型的第二实施例包括有一对轴力构件与一对门字形围束构件，其中成对的轴力构件16分别由一带状钢板161与162焊接组合而成T字形断面，各放置于由两个成对的门字型槽钢20内，然后用一金属板材23将该门字型槽钢20的开口侧予以封闭，合并的门字型槽钢20与轴力构件16间的空隙则以混凝土9或水泥沙浆填充，并以螺栓4进行接合，构成一组围束构件，用以围束轴力构件16，避免轴力构件16于受压时发生挫屈，同时轴力构件16表面须被覆一层滑动材料8，用以防止轴力传递至围束构件，轴力构件16的端部断面较中间段的断面的面积大，由于轴力构件16的端部接合断面比中间段的断面大，故轴力构件16端部与围束的混凝土间须预留压缩空间91，以防止混凝土受挤压而将轴力传递至围束构件。当成对的轴力构件16与结构主体完成搭接之后，两门字型槽钢20间须以螺栓4或是焊接的方式进行连结，以维持围束构件的整体稳定性。

此外，本实用新型于前段所述的结构中，该两个一组的围束构件除了可以如图14A所示将两金属板材23相邻直接利用螺栓4固定之外，其亦可以直接焊接或是利用至少一固定片17分别焊接来固定(如图14C所示)。此外该两个一组的围束构件亦可以如图17所示将两个金属板材23朝向外侧，再利用角铁18及螺栓4或是直接利用焊接的方式进行连结。

请同时参阅图18A、图18B、图19A、图19B、图20与图21，用以说明本实用新型的第三实施例，其中图18A为本实用新型的第三实施例的侧视图，图18B为本实用新型的第三实施例的平面图，图19A为图18A沿A-A的剖面图，图19B为图18A沿B-B的剖面图，图20为本实施例安装于构架上的立面图，图21为本实用新型的透视示意图。本实用新型的第三实施例包括有一对轴力构件16与一对门字形围束构件，其中成对的轴力构件16分别由一带状钢板161与162焊接组合而成T字形断面，各放置于由两个成对的门字型槽钢20内，然后用一金属板材23两侧将该两个开口侧相对的门字型槽钢20的开口侧予以封闭，合并的门字型槽钢20与轴力构件16间的空隙则以混凝土9或水泥沙浆填充，并以角铁18与螺栓4进行接合，构成一组围束构件，用以围束轴力构件，避免轴力构件16于受压时发生挫屈，同时轴力构件16表面须被覆一层滑动材料8，用以防止轴力传递至围束构件，轴力构件16的端部断面较中间段的断面的面积大，由于轴力构件16的端部接合断面比中间段的断面大，故轴力构件16端部与围束构件的混凝土间须预留压缩空间91，以防止混凝土受挤压而将轴力传递至围束构件。当成对的轴力构件16与结构主体完成搭接之后，两矩形钢管间须以角铁18与螺栓4或是直接利用焊接的方式进行连结，以维持围束构件的整体稳定性。

请同时参阅图22A、图22B、图23A、图23B、图24与图25，用以说明本实用新型的第四实施例，其中图22A为本实用新型的第四实施例的侧视图，图22B为本实用新型的第四实施例的平面图，图23A为图22A沿A-A的剖面图，图23B为图22A沿B-B的剖面图，图24为本实施例安装于构架上的立面图，图25为本实用新型的透视示意图。本实用新型的第四实施例包括有一对轴力构件与一H型围束构件，其中成对的轴力构件16分别由一带状钢板161与162焊接组合而成T字形断面，各放置于H型槽钢21左右两侧的开口内部，然后分别用两个金属板材23将该H型槽钢21的左右两个开口侧予以封闭，H型槽钢21与轴力构件16间的空隙则以混凝土9或水泥沙浆填充，构成一组围束构件，用以围束轴力构件，避免轴力构件16于受压时发生挫屈，同时轴力构件16表面须被覆一层滑动材料8，用以防止轴力传递至围束构件，轴力构件16的端部断面较中间段的断面的面积大，由于轴力构件16的端部接合断面比中间段的断面大，故轴力构件16端部与围束构件的混凝土间须预留压缩空间91，以防止混凝土受挤压而将轴力传递至围束构件。以维持围束构件的整体稳定性。

此外，前段所述的结构中，该轴力构件16除了可以是T字形的构件外，其亦可以是一字形的构件(如图9B、14B、19B及23B所示)，以达到一定支撑强度并顾及制造成本的方式制造。总而言之，本实用新型的放置式双开口形围束挫屈拘束韧性支撑结构改良不仅保有现有搭接组合式挫屈拘束韧性支撑的优良力学性质，同时兼具有解决设计及施工问题、节省围束构件材料、施工安装迅速简便与制作品质容易控制等的特质；亦将现有十字形挫屈拘束韧性支撑与插接式韧性支撑及搭接组合式挫屈拘束韧性支撑接合复杂及轴力构件与围束构件组装繁琐、插通时造成围束构件材料损耗及、安装费时与精度不易控制等问题同时解决。更重要的是，其不仅提供更完整的包覆与有效的支撑能力，同时其也增加了围束构件的组合变化方式而不再需要受到太多的限制。

前述的一组围束构件为纯钢造，包括有双C、门字形、半圆形、钢板组合或曲型槽钢其中之一。

此外，本实用新型前述所揭露具有开口的围束构件，其除了可以是如前述的C型钢之外，其亦可以是半圆管、角钢或是钢板组合其中之一。

虽然本实用新型已以较佳实施范例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何熟习此项技艺者，在不脱离本实用新型的精神与范围内，当可作些许的更动与润饰。例如：轴力构件断面的形状或是围束构件间的固定方式的变化..等等，因此本实用新型的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (11)

1.一种放置式双开口形围束挫屈拘束韧性支撑结构改良，其特征在于，包括：

两开口状构件以连接构件进行接合而组合成的一组围束构件；

各自独立构成的一对轴力构件，具有单对称断面性质的长条状构件，其端部断面较中间段断面的面积大，将轴力构件放置于两开口状构件内；以及

至少一金属板材，该金属板材将围束构件的开口端予以固定封闭。

2.如权利要求1所述的放置式双开口形围束挫屈拘束韧性支撑结构改良，其特征在于，前述的两开口状构件为两开口型槽钢、半圆管、角钢或钢板组合其中之一。

3.如权利要求1所述的放置式双开口形围束挫屈拘束韧性支撑结构改良，其特征在于，前述的连接构件为连接两开口状构件的角铁、螺栓、钢板或直接以焊接方式连接。

4.如权利要求1所述的放置式双开口形围束挫屈拘束韧性支撑结构改良，其特征在于，前述的一组围束构件为纯钢造，包括有双C、门字形、半圆形、钢板组合或曲型槽钢其中之一。

5.如权利要求1所述的放置式双开口形围束挫屈拘束韧性支撑结构改良，其特征在于，开口状构件间以两个金属板材相互接触的方式连结固定。

6.如权利要求1所述的放置式双开口形围束挫屈拘束韧性支撑结构改良，其特征在于，开口状构件间将两个金属板材朝向左、右两外侧的方式连结固定。

7.如权利要求1所述的放置式双开口形围束挫屈拘束韧性支撑结构改良，其特征在于，成对的轴力构件分别由一带状钢板焊接组合而成T字形断面。

8.如权利要求1所述的放置式双开口形围束挫屈拘束韧性支撑结构改良，其特征在于，成对的轴力构件分别呈一字形断面。

9.一种放置式双开口形围束挫屈拘束韧性支撑结构改良，其特征在于，包括：

具有两开口的H形钢构件；

各自独立构成的一对轴力构件，具有单对称断面性质的长条状构件，其端部断面较中间段断面的面积大，将轴力构件放置于两开口状构件内；以及

至少一金属板材，该金属板材将H形钢构件的开口端予以固定封闭。

10.如权利要求9所述的放置式双开口形围束挫屈拘束韧性支撑结构改良，其特征在于，成对的轴力构件分别由一带状钢板焊接组合而成T字形断面。

11.如权利要求9所述的放置式双开口形围束挫屈拘束韧性支撑结构改良，其特征在于，成对的轴力构件分别呈一字形断面。

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