TWI439615B - 消能元件 - Google Patents

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TWI439615B TW97112730A TW97112730A TWI439615B TW I439615 B TWI439615 B TW I439615B TW 97112730 A TW97112730 A TW 97112730A TW 97112730 A TW97112730 A TW 97112730A TW I439615 B TWI439615 B TW I439615B
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Description

消能元件
本發明係一種消能元件；特別關於一種一般建築物構造之防止振動或震動之裝置，該裝置係藉由複數組細長形狀桿件產生平面方向之撓曲變形，達到消能與減震之功效。
如第1圖及第2圖所示為習知之挫屈束制斜撐(01)，將具有中央斷面積較小構造之消能元件設置於圍束元件(30)中，再以混凝土或水泥砂漿(601)澆置於圍束元件(30)內，待混凝土或水泥砂漿(601)固化後即可提供良好之側撐與圍束之效果，使消能元件承受軸向壓力作用時，可避免產生挫屈破壞之行為而喪失變形消能之功效，以拉伸或壓縮變形達到消能之功效。
如第3圖所示為專利證書號碼M219077之可拆解式挫屈拘束韌性斜撐(02)，以可拆解式圍束構件將具有中央斷面積較小結構之長條形消能元件夾合包覆，防止其承受軸向壓力作用時發生挫屈破壞，達到圍束支撐消能元件之效果，也是以拉伸或壓縮變形達到消能之功效，與第1圖及第2圖所示之挫屈束制斜撐(01)為相同之消能元件。
第4圖與第5圖所示為習知之三角形鋼板消能器及三角形鋼板消能器，分別使用三角形鋼板與X形鋼板作為變形消能之裝置，使三角形鋼板與X形鋼板產生撓曲變形達到消能之效果。
習知之挫屈束制斜撐利用結構桿件產生拉伸或壓縮變形達到消能之效果，具有構造簡單之優點，但是由於需克服壓縮時產生之挫屈破壞，因此需要有較為堅固之圍束裝置，使得挫屈束制斜撐之材料使用與重量皆為增加。
習知之鋼板消能器利用鋼板產生撓曲變形達到消能之效果，也具有構造簡單之優點，其較需注意之處為鋼板與固定基座間之連結方式，如以焊接方式固定，則易於焊接處產生破壞。
本發明之消能元件，由一塊板狀材質一體成形製造，設有可產生相對移動之連結部，連結部之間以消能部連結，消能部由複數組細長形狀桿件所組成，連結部在平面方向產生相對移動時，可使消能部之複數組細長形狀桿件產生平面方向之撓曲變形，達到消能與減震之功效。消能元件由一塊板狀材料加工而成，或以模具生產方式製造，適合大量生產製造，可以焊接方式或螺栓鎖固方式與其他結構桿件輕易連結，由於利用撓曲變形達到消能與減震之功效，不易發生挫屈破壞之情形，不需要強壯之圍束裝置，可大幅降低消能結構桿件之重量，可應用於斜撐型式之消能結構桿件或鋼板消能器上。
如第6圖所示之消能元件(20)，設有3組連結部(201)與2組消能部(202)，3組連結部(201)排成3列，上下列在端部連成一體，與中間列呈前後一直線排列，連結部(201)之間再以消能部(202)連結，消能部(202)由複數組細長形狀桿件所組成，連結部(201)於消能元件之平面方向上之細長形狀桿件之短向之方向產生相對移動時，可使消能部(202)之複數組細長形狀桿件產生平面方向上之短向之方向之撓曲變形。
如第7圖所示為消能元件(20)之變形作動方式，前方之連結部可相對後方之連結部作平面方向之拉伸或壓縮之移動，使得消能部上之複數組細長形狀桿件同時產生平面方向之撓曲變形。
第8圖所示之消能元件為設有4組連結部(201)與4組消能 部(202)，2組連結部(201)位於同一直線之前後位置上，另2組連結部(201)分別位於前後2組連結部(201)之中央位置之兩側，前連結部(201)與兩側連結部(201)以消能部(202)連結，後連結部(201)與兩側連結部(201)也以消能部(202)連結。
兩側之連結部(201)設有與消能部(202)細長形狀桿件之長向之方向同向之長條孔(53)，如第9圖所示之消能器(10)中，以圍束元件(30)夾合包覆消能元件(20)組合而成，可使兩側之連結部(201)在消能部(202)之細長形狀桿件產生平面方向之撓曲變形時，可以自由的橫向滑移。
第10圖所示為消能元件(20)之結構斷面形狀為十字形之較佳型式。
第11圖所示為消能器(10)安裝於建築結構之較佳應用實施例，地震發生時，樓層間之水平錯動對於消能器(10)產生縱向或軸向之拉壓作用，使消能元件可發揮變形消能之功效。
第12圖所示之消能元件(20)設有3組連結部(201)與2組消能部(202)，3組連結部(201)排成3列，連結部(201)之間再以消能部(202)連結。
第13圖所示為消能元件使用連結座(34)連結之組合方式。
第14圖所示之消能元件(20)為設有4組連結部(201)與4組消能部(202)，2組連結部(201)位於同一直線之前後位置上，另2組連結部(201)分別位於前後2組連結部(201)之中央位置之兩側，前連結部(201)與兩側連結部(201)以消能部(202)連結，後連結部(201)與兩側連結部(201)也以消能部(202)連結。
第15圖所示為消能元件使用連結座(34)連結之組合方式。
第16圖所示為消能器(10)與連結桿件(80)或建築結構桿件(90)連結，以及安裝於建築結構之較佳應用實施例。
第17圖所示之消能元件(20)設有2組連結部(201)與1組消能部(202)，2組連結部(201)排成2列，連結部(201)之間再以消能部(202)連結。
上列之連結部(201)設有與消能部(202)細長形狀桿件之長向之方向同向之長條孔(53)，可使上列之連結部(201)在消能部 (202)之細長形狀桿件產生平面方向之撓曲變形時，可以垂直向自由的滑移。
第18圖所示為消能元件使用連結座(34)連結之組合方式。
第19圖所示為消能器(10)安裝於建築結構之較佳應用實施例。
01.‧‧‧習知之挫屈束制斜撐
02.‧‧‧習知之可拆解式挫屈拘束韌性斜撐
03.‧‧‧習知之三角形鋼板消能器
04.‧‧‧習知之X形鋼板消能器
10.‧‧‧消能器
20.‧‧‧消能元件
201.‧‧‧連結部
202.‧‧‧消能部
30.‧‧‧圍束元件
34.‧‧‧連結座
53.‧‧‧長條孔
80.‧‧‧連結桿件
90.‧‧‧建築結構桿件
第1圖. 習知之挫屈束制斜撐
第2圖. 習知之挫屈束制斜撐
第3圖. 習知之可拆解式挫屈拘束韌性斜撐
第4圖. 習知之三角形鋼板消能器
第5圖. 習知之X形鋼板消能器
第6圖. 消能元件之較佳型式1工程視圖
第7圖. 消能元件之變形作動方式示意圖
第8圖. 消能元件之較佳型式2工程視圖
第9圖. 消能元件之較佳應用實施例工程視圖
第10圖. 消能元件之較佳型式3工程視圖
第11圖. 消能元件之較佳應用實施例工程視圖
第12圖. 消能元件之較佳型式4工程視圖
第13圖. 消能元件之較佳應用實施例工程視圖
第14圖. 消能元件之較佳型式5工程視圖
第15圖. 消能元件之較佳應用實施例工程視圖
第16圖. 消能元件之較佳應用實施例工程視圖
第17圖. 消能元件之較佳型式6工程視圖
第18圖. 消能元件之較佳應用實施例工程視圖
第19圖. 消能元件之較佳應用實施例工程視圖
20.‧‧‧消能元件
201.‧‧‧連結部
202.‧‧‧消能部
53.‧‧‧長條孔

Claims (6)

  1. 一種消能元件，由一塊板狀材質一體成形製造，包含：消能部，消能部由複數組保持間隔距離之細長形狀桿件在平面上排列所組成；連結部，連結部用於連結消能部，或結構物之桿件；其中：消能部之細長形狀桿件之兩端分別與不同位置之連結部連結，連結部之間於消能元件之平面方向上之細長形狀桿件之短向之方向產生相對移動時，可使消能部之複數組細長形狀桿件同時產生平面方向上之短向之方向之撓曲變形，消能元件變形前後始終保持板材平整之狀態，板材表面不產生彎折之現象。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之消能元件，其中複數組連結部排成複數列，連結部之間再以消能部連結。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之消能元件，其中設有連結部位於同一直線之前後位置上，另設有連結部分別位於一直線位置之連結部之兩側，一直線位置之連結部與兩側之連結部之間以消能部連結。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之消能元件，其中連結部設有與消能部細長形狀桿件之長向之方向同向之長條孔可供螺栓貫穿組裝使用，使連結部可於消能部細長形狀桿件之長向之方向做自由之滑動。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之消能元件，其中消能元件之斷面形狀為L形，或ㄇ形，或中空多邊形，或中空圓形。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之消能元件，其中以複數組如第1項所述之消能元件組合成斷面形狀為十字形，或T形，或H形，或中空多邊形，或中空圓形之構造。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI560347B (en) * 2014-08-08 2016-12-01 Yu Guang Lai The structure for assembling of axially loaded energy dissipation element

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