TWI418689B

TWI418689B - 異向性補強金屬板

Info

Publication number: TWI418689B
Application number: TW099109168A
Authority: TW
Inventors: Toshiro Suzuki; Eiichiroh Saeki; Daiji Nakano
Original assignee: Suzuki Lab Of Material And Structure Co Ltd; Nippon Steel Eng Co Ltd
Priority date: 2009-04-07
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2013-12-11
Also published as: EP2418334A1; EP2418334A4; CN102378844A; CN102378844B; WO2010116660A1; TW201043757A

Description

異向性補強金屬板

發明領域

本發明係有關於抵抗作用於建築構造物等之地震力或風力等水平外力之異向性補強金屬板(剪切板)。

本申請案係基於2009年4月7日於日本所申請之特願2009-093111主張優先權，並將其內容援用於此。

發明背景

當地震力或風力等水平外力作用時，係以設置於建築構造物等之矩形金屬板等構成之剪切板承受剪切力。承受剪切力之矩形金屬板由於會產生翹曲現象，故難以確保大的剪力強度，一般而言係藉由將補強材(加強條)成格子狀配置，以確保剪力強度。即使可確保剪切降伏耐力，對於在剪切降伏後之變形進展之過程中保持耐力且反覆正負交替之荷重，亦難以成為穩定之履歷性狀(復原力特性)。因此，有必要縮小寬厚比，有必要將多數之加強條配置成格子狀。

為使金屬板之剪切翹曲荷重相對於降伏剪切荷重相對地提高，存在有藉由使用相對於設計上所要求之剪切強度，降伏點應力度極低之材料(例如低降伏點鋼等)，而使金屬板之厚度增加，避免早期之剪切翹曲，以提高降伏後之塑性變形能力之方法。此時，可將金屬板作為制振壁使用。此外，為圖謀承受剪切力之金屬板之耐力維持，亦有人提出在組入粘彈性材料之壁板、壁板與建物部位之接合方法上下工夫等各種方法。

先行技術文獻專利文獻

專利文獻1：日本特開2002-067217號公報

專利文獻2：日本特開2003-172040號公報

專利文獻3：日本特開2004-270208號公報

專利文獻4：日本特開2005-042423號公報

專利文獻5：日本特開2008-008364號公報

非專利文獻

非專利文獻1：木原碩美/鳥井信吾、「使用極低降伏點鋼板壁之制震構造之設計」、建築技術、1998年11月

先前之補強方法，一般係採用將格子狀之加強條進行填角焊而接合。又，由於壁薄之金屬板焊接困難，故金屬板之板厚一般為6mm以上。因此，剛性或耐力較小之剪切板無法製作，只限於耐性或耐力較大者。本發明係鑑於上述問題而完成者，其目的係提高異向性補強金屬板之剪力強度。

為解決上述問題，本發明之異向性補強金屬板係於特定方向具有高剪力強度者，其具備：矩形之金屬板；第1框構件，係沿著沿前述金屬板外緣之第1方向及第2方向配置，且以沿著寬方向之面與前述金屬板相對向之方式固定於前述金屬板；及補強構件，係沿著前述第1方向或前述第2方向配置。

上述異向性補強金屬板，前述補強構件可以沿著寬方向之面與前述金屬板相對向之方式固定於前述金屬板。

上述異向性補強金屬板，可於前述第1框構件與前述補強構件之間具有間隙。

上述異向性補強金屬板，前述金屬板之前述第1方向之尺寸可比前述第2方向之尺寸大，且進而可具備沿著前述第2方向配置於前述金屬板之前述第1方向之中央部的第2框構件，前述補強構件係可配置於沿著前述第2方向配置之前述第1框構件與前述第2框構件之間。

上述異向性補強金屬板，可於前述金屬板與前述補強構件之間進一步具備非黏結(unbond)材。

根據本發明，可使異向性補強金屬板之剪力強度提高。

圖式簡單說明

第1圖係顯示第1實施形態之異向性補強金屬板之圖，(a)係正視圖，(b)係橫截面圖，(c)係縱截面圖。

第2圖係第1實施形態之金屬板之應力應變線圖。

第3(a)~(c)圖係第1實施形態之金屬板之應力等值線圖。

第4圖係顯示第2實施形態之異向性補強金屬板之圖，(a)係正視圖，(b)係橫截面圖，(c)係縱截面圖。

第5圖係顯示第3實施形態之異向性補強金屬板之圖， (a)係正視圖，(b)係橫截面圖，(c)係縱截面圖。

第6圖係第2、第3實施形態之金屬板之應力應變線圖。

第7圖係具備非黏結材之異向性補強金屬板之截面圖。

用以實施發明之形態

以下，參照第1圖~第3圖就本發明之第1實施形態進行說明。

本實施形態之異向性補強金屬板係於特定方向具有高剪力強度，且至到達大變形區域之前可穩定地維持降伏剪力強度。即，本實施形態之異向性補強金屬板，具有可提高主要承受剪切力之矩形金屬板之剪切翹曲荷重，確保設計上所必要之剪切降伏荷重之補強構造。

如第1圖所示，異向性補強金屬板100主要由矩形之金屬板1、畫框狀之框部(周邊框材)2及帶板狀之補強構件3構成。

金屬板1係例如由鋼、輕金屬等金屬形成，寬度b1約900mm、高度h1約900mm、厚度t1約3.2mm左右之正方形金屬板。本實施形態中，作為金屬板1之材料，係使用降伏點應力度σ y=30kN/cm² 、楊氏係數E=20,500kN/cm² 之軟鋼SS400。

框部2係藉由沿著沿金屬板1之外緣之第1方向配置之一對第1框構件2a、及沿著沿金屬板1之外緣之第2方向配置之一對第1框構件2b設置成畫框狀。框部2係提高金屬板1之平面之彎曲剛性，以能抵抗於剪切降伏後作用於金屬板1之斜向主應力。又，框部2係設計成具有在金屬板1剪切降伏之時點顯示彈性之截面積量，可防止金屬板1之剪切降伏後之剪力強度的降低，並維持。

第1框構件2a、2b係例如寬b2約65mm左右之帶狀板。第1框構件2a、2b具有寬b2大於厚度t2之長方形的截面形狀。第1框構件2a、2b沿著金屬板1之外緣配置，且寬b2方向之面(寬幅面)與金屬板1相對向配置。一般而言，於長方形截面等具有長向及短向之截面形狀中，長向為寬，短向為厚度。因此，本實施形態中，所謂沿著寬方向之面，在具有短向及長向之截面形狀之情形，係指沿著截面之長向之面。

第1框構件2a、2b係與金屬板1例如點狀、線狀或面狀地固定於金屬板1。第1框構件2a、2b與金屬板1例如藉由焊接或接著劑接合。第1框構件2a、2b配置於金屬板1之兩面，金屬板1之外緣部由一對第1框構件2a及一對第1框構件2b夾持。

補強構件3係例如寬b3為約50mm、厚度t3為約12mm左右之帶狀板。補強構件3係沿配置於相互垂直地交叉之方向的第1框構件2a、2b中之一方配置。本實施形態中，補強構件3係沿第1框構件2b，與第1框構件2b大致平行地配置。即，補強構件3係沿著沿金屬板1外緣之第2方向配置。再者，金屬板1為正方形之情形時，補強構件3亦可沿著沿金屬板1外緣之第1方向配置。

補強構件3具有寬b3大於厚度t3之長方形截面形狀，並以寬b3方向之面與金屬板1相對向之方式，配置於金屬板1之兩面。

補強構件3例如以金屬板1為中介，藉由螺栓及螺帽等連結構件9連結一對補強構件3，藉此將補強構件3接合於金屬板1，固定於金屬板1。補強構件3藉由大致等間隔地配置於金屬板1之寬b1方向之複數的連結構件9，固定於金屬板1。

補強構件3之兩端部與框部2相互離開，該等之間形成有間隙。再者，補強構件3之兩端部與框部2不一定必須離開，相互相接亦可。此時，補強構件3與框部2不相互接合。

補強構件3係於金屬板1之框部2之內側區域，大致平行地並列配置有二個以上。第1圖中顯示四根補強構件3，但實際上使用更多的補強構件3。補強構件3之根數例如根據藉由第1框構件2a、2b及補強構件3所區劃之金屬板1長方形區域1a之短邊方向之寬度b除以金屬板1之厚度t1之寬厚比b/t1而決定。

於此，為提高作為金屬板1之剪力強度之降伏荷重，在金屬板1為鋼之情形，寬厚比b/t1宜為100以下。又，金屬板1為輕金屬之情形，寬厚比b/t1宜為60以下。

又，為使金屬板1之剪切降伏後之履歷性狀穩定，在金屬板1為鋼之情形，寬厚比b/t1宜為50以下。又，金屬板1為輕金屬之情形，寬厚比b/t1宜為30以下。

由於軟鋼材料與輕金屬材料之楊氏係數的不同，輕金屬材料之寬厚比b/t1為軟鋼材料之寬厚比b/t1的約60%。

如第1圖所示，異向性補強金屬板100受到剪切應力Q時，金屬板1藉由框部2及補強構件3在與金屬板1之面垂直方向之變形受到限制之狀態下變形。藉此，金屬板1之長方形區域1a以作用於長方形區域1a長邊方向之剪切力剪切降伏。接著，對於金屬板1之長方形區域1a短邊方向之剪切力，補強構件3有助於附加耐力，至達大變形區域之前。

下述數學式1係承受剪切力之正交異向性體平板之平衡微分方程式。

[數學式1]

數學式1之左邊之第1項與第3項係平板之彎曲剛性Dx、Dy。左邊之中間項係彎曲剛性之帕松比成分與扭轉剛性Dxy之和。相對於施加於平板之剪切力的剪切剛性係以上述扭轉剛性為中心。若設帕松比為0.3，則上述扭轉剛性支配剪切剛性之約70%，此與剪力強度直接相關。

如第1圖所示，本實施形態之異向性補強金屬板100，係以大致平行之狀態等間隔地並列配置複數之補強構件3。然後，藉由框部2與補強構件3將金屬板1分割成層狀之複數之長方形區域1a。藉此，可提高對於扭轉力矩之金屬板1之扭轉剛性，即剪切剛性。

即，首先藉由長方形區域1a之長邊方向之剪切應力τ，於框部2及補強構件3所包圍之長條狀之長方形區域1a使金屬板1降伏。之後，對於長方形區域1a之短邊方向之剪切應力τ，補強構件3有助於維持耐力，至達大變形區域之前。

作為正交異向性體之異向性補強金屬板100，於剪切降伏後亦暫時塑性變形被限定於長方形區域1a。此時，並列之補強構件3或其附近處於彈性狀態。因此，對於反覆正負交替之荷重，可使異向性補強金屬板100之履歷性狀穩定。

因此，對於異向性補強金屬板100之剪切降伏後之變形的增大，不用大幅地提高或降低剪切降伏荷重，可穩定地維持剪力強度。因此，根據本實施形態之異向性補強金屬板100，可確保金屬板1之剪切降伏後之力學上穩定性。

第2圖係縱軸為剪切應力Q(kN/cm² )、橫軸為應變ε之應力應變線圖。於第2圖中，實線SL1係本實施形態之異向性補強金屬板100之應力應變線圖。實線SL2係不將補強構件3固定於金屬板1地補強金屬板1之面之情形之應力應變線圖。點線DL1係金屬板1僅具備框部2之情形之應力應變線圖。點線DL2係僅具備金屬框部2，將第1框構件2a、2b之寬b2變更為約32mm、厚度t2變更為約25mm之情形之應力應變線圖。

如第2圖中實線SL1所示，本實施形態之異向性補強金屬板100，於剪切降伏後，剪力強度比較地大幅上升。又，本實施形態之異向性補強金屬板100，相較於如實線SL2所示之不將補強構件3固定於金屬板1地補強金屬板1之面之情形，其耐力較早開始降低。

另一方面，如點線DL1所示，僅以框部2補強金屬板1且框部2與本實施形態之異向性補強金屬板100為相同尺寸之情形，可防止某程度耐力之降低。然而，如點線DL2所示，僅以框部2補強金屬板1且框部2之寬b2比本實施形態之異向性補強金屬板100為狹之情形，使框部2之角隅部靠近金屬板1之中央而降伏，之後耐力降低。

第3圖係顯示金屬板1之剪切力分布之應力等值線圖。第3(a)圖係顯示施加之剪切力。第3(b)圖係表示與本實施形態之異向性補強金屬板100不同，接合框部2與補強構件3之異向性補強金屬板中之金屬板1之剪切力分布。第3(c)圖係表示未接合框部2與補強構件3之具有間隙的本實施形態之異向性補強金屬板100之金屬板1之剪切力分布。

如第3(c)圖所示於框部2與補強構件3之間具有間隙之情形，與第3(b)圖之情形相較，剪切力為相同。由於剪切力同樣產生，剛性高且塑性變形亦一起開始，故異向性補強金屬板100之降伏耐力亦提升。

因此，根據本實施形態之異向性補強金屬板100，藉由以框部2及補強構件3補強主要承受剪切力之矩形金屬板1，可提高金屬板1之扭轉剛性，使金屬板1之剪切翹曲荷重上升。又，可圖謀剪切降伏後之異向性補強金屬板100之耐力的穩定維持。又，對於薄的金屬板1，亦可提供提高塑性變形能力且對於反覆正負交替之荷重亦具有穩定之履歷性狀之剪切耐震板。

如上所說明，根據本實施形態，可使異向性補強金屬板100之剪力強度比先前提升，可使異向性補強金屬板100之履歷性狀(復原力特性)穩定。

又，藉由使補強構件3之寬b3方向之面與金屬板1對向，可擴大金屬板1與補強構件3之接觸面之寬度，使剪切剛性提升。

以下，參照第4圖~第6圖說明本發明之第2及第3實施形態。第2及第3實施形態之異向性補強金屬板，主要係金屬板為長方形，且框構件或補強構件以L型鋼或槽型鋼形成，進而具備第2框構件之點，與上述第1實施形態不同。其他點因為與上述第1實施形態相同，故對於相同部分賦與相同符號，省略其說明。

如第4圖所示，第2實施形態之異向性補強金屬板110主要由矩形之金屬板11、畫框狀之框部12及帶板狀之補強構件3構成。

金屬板11係由與上述第1實施形態中之金屬板1同樣之金屬材料形成，例如寬(短邊方向之寬)b11約900mm、高度(長邊方向之寬)h11約2250mm、厚度t11約3.2mm左右之長方形金屬板。本實施形態之異向性補強金屬板110係使用高度h11為寬b11之大約二倍或二倍以上之金屬板11，例如用作設置於柱與柱之間的間柱型耐震板。

框部12係藉由沿著沿金屬板11之長邊方向之第1方向配置之一對第1框構件12a、及沿著沿金屬板11之短邊方向之第2方向配置之一對第1框構件12b設置成畫框狀。第1框構件12a、12b係具有相互垂直之第1部分12a1、12b1及第2部分(第2補強構件)12a2、12b2之例如75mm×75mm×9mm之L型鋼。即，第1框構件12a、12b之第1部分12a1、12b1及第2部分12a2、12b2，例如寬b121、b122為75mm、厚度t121、t122為9mm，具有寬b121、b122大於厚度t121、t122之長方形截面形狀。又，第1部分12a1、12b1及第2部分12a2、12b2，係寬b121及寬b122方向相互正交，長度(高度h11)方向相互平行之帶板狀之部分。

本實施形態中，第1部分12a1、12b1及第2部分12a2、12b2係一體形成。再者，第1框構件12a、12b可藉由接合帶板狀之第1部分12a1、12b1與帶板狀之第2部分12a2、12b2而形成。又，第1框構件12a、12b之截面形狀可為T型，可使用槽型鋼或C型鋼作為第1框構件12a、12b。

第1框構件12a、12b係第1部分12a1、12b1之寬b121方向之面與金屬板11以大致平行之狀態對向地配置，第1部分12a1、12b1對金屬板11藉由接著劑或焊接接合。即，第1框構件12a、12b之第2部分12a2、12b2，以厚度t122方向之面與金屬板11以大致平行之狀態對向、且寬b122方向之面與金屬板11成大致垂直之方式，經由第1部分12a1、12b1固定於金屬板11。

沿著金屬板11之長邊配置之第1框構件12a，其兩端部與金屬板11之端部接合。沿著金屬板11之短邊配置之第1框構件12b，係跨越金屬板11之短邊之大致全長地接合。

本實施形態中，構成框部12之第1框構件12a、12b例如藉由焊接接合。再者，構成框部12之第1框構件12a與第1框構件12b之間，亦存在未接合或設有間隙之情形。

在金屬板11之長邊之大致中央，沿著金屬板11之短邊，與金屬板11之短邊大致平行地設置有第2框構件12c。即，第2框構件12c沿著沿金屬板11短邊之第2方向配置於沿金屬板11長邊之第1方向之中央部。第2框構件12c，其端部分別藉由例如焊接接合於沿金屬板11之一對長邊配置之第1框構件12a，被連結於第1框構件12a。

第2框構件12c係與第1框構件12a、12b同樣之L型鋼，與第1框構件12a、12b同樣地具有第1部分12c1與第2部分12c2。第1部分12c1之寬b121方向之面與金屬板11以大致平行的狀態對向。第2部分12c2之寬b122方向之面與金屬板11大致垂直，第2部分12c2之厚度t122方向之面，與金屬板11以大致平行的狀態對向。

補強構件3係沿著配置於沿長方形框部12短邊之第2方向之第1框構件12b，與第1框構件12b大致平行地配置。本實施形態中，框構件3例如形成為寬b3約75mm、厚度t3約12mm左右之帶狀板。

補強構件3係於藉由金屬板11之第1框構件12a、12b與第2框構件12c所區劃之各區域，分別並列配置有二個以上。第4圖中於各區域顯示四根補強構件3，但實際上使用更多的補強構件3。補強構件3之根數例如根據藉由第1框構件12a、12b、第2框構件12c及補強構件3所區劃之金屬板11長方形區域11a之短邊方向之寬度b除以金屬板11之厚度t11之寬厚比b/t11而決定。寬厚比b/t11係與第1實施形態相同，根據材料或目的而決定。

第5圖係顯示第3實施形態之異向性補強金屬板之圖，(a)係正視圖，(b)係橫截面圖，(c)係縱截面圖。

如第5圖所示，本實施形態之異向性補強金屬板120主要由矩形之金屬板21、畫框狀之框部22及朝一方向延伸之補強構件23構成。金屬板21與上述第2實施形態中之金屬板11藉由同樣材料形成為同樣尺寸。框部22與第2實施形態之框部12同樣地，藉由第1框構件22a與第1框構件22b構成。第1框構件22a、22b與第2實施形態之第1框構件12a、12b同樣地，具有第1部分22a1、22b1與第2部分22a2、22b2。

補強構件23藉由與第1實施形態之補強構件3相同材料形成，係具有相互垂直之第1部分231及第2部分(第2補強構件)232之例如槽型鋼(channel)或C型鋼(C型channel)。補強構件23係槽型鋼之情形，例如使用寬b23約75mm、高度h23為40mm、厚度t23為5mm或7mm左右者。補強構件23係C型鋼之情形，例如使用寬b23為75mm、高度h23為40mm、厚度t23為5mm或7mm、延伸於寬b23方向內側之部分之尺寸為7mm或5mm者。

即，補強構件23之第2部分232係寬b232為40mm、厚度t232為5mm或7mm，具有寬b232大於厚度t232之長方形截面形狀。又，第1部分231及第2部分232係寬b23、b232方向相互正交，長度(金屬板21之高度h21)方向相互平行之帶板狀部分。

本實施形態中，第1部分231及第2部分232係一體形成。再者，補強構件23可藉由接合帶板狀之第1部分231與帶板狀之第2部分232而形成。又，補強構件23之截面形狀可為T型，亦可使用截面形狀為L型之L型鋼作為補強構件23。

補強構件23係第1部分231之寬b23方向之面與金屬板21以大致平行之狀態對向之方式配置於金屬板21之兩面。補強構件23係以金屬板21為中介，藉由螺栓及螺帽等連結構件9連結一對補強構件23之第1部分231而固定於金屬板21。

補強構件23係沿構成長方形框部22之第1框構件22a、22b中配置於沿金屬板21長邊之第1方向之第1框構件22a，與第1框構件22a大致平行地配置。

補強構件23係於藉由金屬板21之第1框構件22a、22b與第2框構件22c所區劃之各區域，分別大致平行地並列配置有二個以上。第5圖中於各區域顯示三根補強構件23，但實際上使用更多的補強構件3。補強構件23之根數例如根據藉由第1框構件22a、22b、第2框構件22c及補強構件23所區劃之金屬板21長方形區域21a之短邊方向之寬度b除以金屬板21之厚度t21之寬厚比b/t21而決定。寬厚比b/t21係與第1實施形態相同，根據材料或目的而決定。

第6圖係縱軸為剪切應力Q(kN/cm² )、橫軸為應變ε之應力應變線圖。於第6圖中，點線DL3係第2實施形態之異向性補強金屬板110之應力應變線圖。實線SL3係第3實施形態之異向性補強金屬板120之應力應變線圖。如第6圖所示，兩者至達大變形區域之前皆穩定地維持降伏剪力強度，顯示耐力未降低之穩定的力學性狀。

於第6圖下部係分別以點線DL4及實線SL4顯示異向性補強金屬板110之金屬板11及異向性補強金屬板120之金屬板21朝面外之彎曲變形。以點線DL4表示之異向性補強金屬板110之金屬板11，其初期階段朝面外之變形較大。相對於此，以實線SL4表示之異向性補強金屬板120之金屬板21，其初期階段朝面外之彎曲抑制於較小。

因此，對於反覆正負交替之剪切力，在使履歷性狀(復原力特性)成為穩定之紡錘形履歷性狀上，認為如以實線SL4表示之異向性補強金屬板120般，即補強構件23具有第2部分232之效果較大。

下述數學式2係顯示於剪切翹曲應力度ιcr，以寬b、高度h之矩形平板作為周邊條件單純地支撐、固定支撐之各關係式。

[數學式2]

數學式2之右邊的波括弧(中括弧)內，係關於彎曲剛性、即伴隨截面翹曲之彎曲扭轉剛性與平板之扭轉剛性之值。長方形金屬板中，認為扭轉剛性具支配性。進而，金屬板之降伏後，翹曲變形擴大、彎曲耐力減少。因此，長方形金屬板中，藉由充分確保扭轉剛性，可無關於長邊長度與短邊長度之比(邊長比)地成為穩定之力學性狀。

於此，對於第2實施形態之長方形金屬板11，不僅將複數之補強構件13並列地配置，將金屬板11分割成層狀之長方形區域11a，且視必要於第1框構件12a、12b及第2框構件12c設置第2部分12a2、12b2、12c2，作為與補強構件13正交之第2補強構件。

又，對於第3實施形態之長方形金屬板21，不僅將複數之補強構件23並列地配置，將金屬板21分割成層狀之長方形區域21a，且視必要設置第1框構件22a、22b之第2部分22a2、22b2、補強構件23之第2部分232，作為與補強構件23之第1部分231正交之第2補強構件。

藉此，可補強金屬板11、21，充份確保扭轉剛性，可形成對於大的剪切變形於降伏後擴大成長之斜張力與桁架的力之平衡。換言之，可圖謀力之平衡，於剪切降伏後之大變形區域中使異向性補強金屬板110、120成為穩定之力學性狀。即，根據異向性補強金屬板110、120，可於不大幅變更補強構件3、23之配置下，確保剪力強度。

再者，本發明不限於上述之實施形態，於不脫離本發明之旨趣之範圍內可進行各種變形後實施。例如，於上述第2實施形態及第3實施形態中，說明第1框構件及第2框構件具有第1部分及第2部分之情形。但，第1框構件及第2框構件亦可不具有第2部分。即，上述第2實施形態及第3實施形態中，第1框構件及第2框構件亦可係不具有第2部分之截面形狀為矩形之平鋼。同樣地，於第3實施形態中，補強構件亦可係不具有第2部分之截面形狀為矩形之平鋼。

又，於上述第2及第3實施形態中，說明由兩面藉由補強構件夾持金屬板，並藉由連結構件連結補強構件彼此，藉此將補強構件固定於金屬板之情形。然而，將補強構件固定於金屬板之方法並不限於此，例如亦可將補強構件以點狀、線狀或面狀地焊接或以接著劑接合於金屬板之單面或雙面，藉此使補強構件與金屬板一體化。

上述各實施形態係對於剪切力作用於平面內之金屬板，進行具有正交異向性之補強之補強構造，係構成較單純，製作容易之實用性高之構造。特別是如間柱型之剪切板或壁型之剪切板般，金屬板面變大時，先前之將正方形金屬板補強成格子狀之補強構造中存在構件數增加之缺點。另一方面，藉由成為本發明之異向性補強構造，可簡化構造整體，可容易利用各種金屬材料作為承受剪切力之金屬板。

又，如於上述實施形態中所說明般，藉由補強構件將金屬板由表裏夾持並以連結構件固定，可使用更薄之金屬板，且可增加剪切耐震板之輕量化、低價化之可能。

又，於上述本實施形態中，所謂點狀接合係例如點焊接、螺栓接合，所謂線狀接合係例如填角焊接、對頭焊接，所謂面狀接合係藉由例如接著劑之接合。

又，如第7圖所示，於上述全部的實施形態中，亦可於金屬板1與補強構件3之間塗布或貼附非黏結材U。於構件間存在降低摩擦力之非黏結材U時，金屬板1之剪切應力進而變成相同，復原力穩定，低週疲勞強度亦提升。

產業之可利用性

本發明係關於異向性補強金屬板，例如可利用作為建築構造物等之耐震構件及制振構件。

1,11,21．．．金屬板

1a,11a,21a．．．長方形區域

2,12,22．．．框部

2a,2b,12a,12b,22a,22b．．．第1框構件

3,23．．．補強構件

9．．．連結構件

12a1,12b1,12c1,22a1,22b1,231．．．第1部分

12a2,12b2,12c2,22a2,22b2,232．．．第2部分(第2補強構件)

12c,22c．．．第2框構件

100,110,120．．．異向性補強金屬板

b,b1,b2,b3,b11,b23,b121,b122,b232．．．寬度

b/t1,b/t11,b/t21．．．寬厚比

DL1,DL2,DL3,DL4．．．點線

h1,h11,h21,h23．．．高度

SL1,SL2,SL3,SL4．．．實線

t1,t2,t3,t11,t23,t121,t122,t232．．．厚度

Q．．．剪切應力

U．．．非黏結材

第2圖係第1實施形態之金屬板之應力應變線圖。

第3(a)~(c)圖係第1實施形態之金屬板之應力等值線圖。

第6圖係第2、第3實施形態之金屬板之應力應變線圖。

第7圖係具備非黏結材之異向性補強金屬板之截面圖。

1．．．金屬板

1a．．．長方形區域

2．．．框部

2a,2b．．．第1框構件

3．．．補強構件

9．．．連結構件

100．．．異向性補強金屬板

b1,b2,b3．．．寬度

h1．．．高度

t1,t2,t3．．．厚度

Q．．．剪切應力

Claims

一種異向性補強金屬板，係於特定方向具有高剪力強度者，其具備：矩形之金屬板；一對第1框構件，係沿著沿前述金屬板外緣之第1方向及第2方向配置，且以沿著寬方向之面與前述金屬板之兩面相對向之方式固定；及補強構件，係沿著前述第1方向或前述第2方向配置，且配置成沿著寬方向之面與前述金屬板相對向、並於前述金屬板之兩面成對。
如申請專利範圍第1項之異向性補強金屬板，其中前述第1框構件與前述補強構件之間具有間隙。
如申請專利範圍第1項之異向性補強金屬板，其中前述金屬板之前述第1方向之尺寸比前述第2方向之尺寸大；且前述異向性補強金屬板進一步具備沿著前述第2方向配置於前述金屬板之前述第1方向之中央部的第2框構件；前述補強構件係配置於沿著前述第2方向配置之前述第1框構件與前述第2框構件之間。
如申請專利範圍第1項之異向性補強金屬板，其係於前述金屬板與前述補強構件之間進一步具備非黏結(unbond)材。
如申請專利範圍第1項之異向性補強金屬板，其中前述第1框構件與前述補強構件不相互接合。
如申請專利範圍第1項之異向性補強金屬板，其中前述補強構件係以大致平行之狀態等間隔地並列配置，由前述第1框構件及前述補強構件所區劃之前述金屬板之長方形區域之短邊方向之寬度b除以前述金屬板之厚度t1之寬厚比b/t1為100以下。