TWI472670B

TWI472670B - 減幅建築物移動之方法及結構

Info

Publication number: TWI472670B
Application number: TW99132159A
Authority: TW
Inventors: Koi Kee Lim
Original assignee: Vsl Int Ag
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2010-09-23
Publication date: 2015-02-11
Also published as: KR101621966B1; MX2012003202A; TW201115003A; CN102713109A; WO2011035809A1; HK1174079A1; US8943763B2; KR20120088684A; PT2480737E; US20120204509A1; EP2480737A1; JP5570605B2; EP2480737B1; JP2013506066A; CN102713109B

Description

減幅建築物移動之方法及結構

本發明係關於減幅建築物結構之移動，尤其關於藉由連接至第二結構性構件的減幅器，減幅結構性構件之振動移動。

建築物，尤其高樓層結構係設計來容納由諸如該等居住者該等活動或車輛的移動所造成之特定量振動，並承受起因於自然事件諸如陣風或地震之移動。常見的做法係設計結構包括減幅器以吸收及散逸此類移動之建築物。減幅建築物之移動不僅提供較佳的結構性保護，對抗潛在的破壞性地震或風力，其亦使得該建築物的日常居住更加愉快。建築物結構之搖晃移動及振動通常讓該等居住者經歷不適的感覺。該減幅能降低該建築物之該等移動的規模，並能在某種程度上降低其速度及加速度。

一個此類解決辦法，舉例來說，係設置所謂的調諧質量減幅器(Tuned mass damper，TMD)於結構的上層部分中。調諧質量減幅器係可實施為一個或多個超大質量塊，其與該結構之該等振動的共振頻率反向移動。或者，其係可實施為水閘池(sluice tanks)，含有液體與所減幅之該等振動反向移動。然而，使用調諧質量或水閘池減幅器有嚴重缺點。其體積龐大又笨重，且需要安裝於建築物的頂端中－傳統上在該建築物中最賺錢的空間。其代表在專案工程中顯著的額外成本，且並未減少任何結構性成本(實際上，除了該等軸承或其他的支撐機構之外，該結構必須設計以支撐該等調諧質量或水閘池的額外重量)。TMD亦必須以減幅其他的諧波為代價，準確調整至該結構之振動的第一模式。對於TMD而言，有限狀態計算可能不可靠，且可能很難或不能建立將滿足建築物對於陣風及地震之極限狀態(Ultimate limit state，ULS)的TMD系統。為了滿足該ULS，當建築物受到設計負荷尖峰時絕不能倒塌，且由於TMD的有效操作範圍通常係大幅小於ULS情況，故無法預測在該TMD操作情況之外的行為。

先前技術已習知之另一種解決辦法係使用遲滯減幅器諸如低降伏強度鋼約束撐臂(low-yield steel restraining braces)，其能用以給與建築物之該結構性鋼額外的減幅及勁度。雖然安裝此物可能相對便宜，但僅當此類撐臂實際產生時才能達成該減幅作用，且其對於小地震或不強的陣風無效。由於其係整體成形於建築物的該結構，故維護及維修此類撐臂困難又昂貴。

基底隔離減幅器能用以吸收建築物該基底的振動。此類減幅器已推出許多年，且其使用早已被認可。事實上，結構係固定於基底上的一些減幅元件上，隔離該建築物結構的移動及該地面中的移動。基底隔離減幅器對於地震移動係有效的解決辦法，但其安裝費用很昂貴，且僅適合於相對低樓層的建築物。一旦安裝之後，更換基底隔離減幅器亦非常困難且昂貴。基底隔離減幅器對於風力負荷無效，因為其係設計成靜止的(或者在有彈簧的基底隔離器之情況下有彈性變形)，且不提供任何額外的減幅。對於平行於風的建築物振動，建築物變形通常不在振動(+/-)模式中。再者，使用基底隔離減幅器意謂著該建築物在力學上係與其外圍隔離，故所有電纜、管道及其他設施皆必須具有軟式連接，以允許相對移動。

黏滯減幅器，亦稱為液壓減幅器，能用以吸收及散逸建築物的振動移動。液壓減幅器具有在大地震事件期間能吸收高負荷之優勢。然而，其安裝及維護或更新很昂貴，且若單元損壞，更換尤其麻煩。黏滯減幅器內部腔體之間的流體移動係由閥門控制，且這些閥門的孔徑能調整成所需慢或快的移動。因此，該黏滯減幅器無法同時調整成慢(低頻率諸如風力)及快(高頻率諸如地震)的移動。

液壓減幅器的又一缺點係沒有內建的備用件－若單元損壞，即停止減幅器作用。

黏彈性減幅器係用於撐臂結構中。具有相對低成本、低維護且可加裝於現存建築物之優勢。其黏彈性特性亦意謂著能有效吸收廣泛頻率範圍的振動，因此不需要調整成其他減幅器所需範圍。

對於高樓層建築物而言，藉由被減幅器(其吸收緊鄰垂直構件之間的相對垂直移動)彼此隔離而分開的垂直構件建構該建築物，可能減幅該結構的低階振動模式。此類配置係揭示於諸如專利申請WO2007045900(ARUP)中，其說明具有核心結構及透過垂直減幅器連接至邊緣柱的多個垂直承力支架構件之建築物。該等垂直減幅器係用以減幅該核心(透過該等承力支架)和邊緣柱之間的相對垂直位移。類似的概念隨後係揭示於專利申請US2008/0229684(Daewoo)中。該等周邊柱係提供堅固垂直結構的勁性結構，當該核心經歷彎曲變形時，與其對抗的該等垂直減幅器能在該等向上或向下方向施加反作用力。

在揭示於WO2007045900及US2008/0229684的先前技術配置中，該等垂直減幅器係固定於該結構高度大約頂端三分之二處。在該建築物的該下層部分中，該等緊鄰垂直元件之間的相對垂直移動量微小，故該等垂直減幅器係固定於該相對垂直移動較大處。然而，由諸如地震或陣風所誘發之結構的彎曲變形通常係該建築物的該整個高度的第一、第二或更高階振動，故先前技術之該垂直減幅配置僅設法解決一部分的該彎曲問題，且僅適用於超過特定高度的建築物。不同類型的減幅器須將在該結構的該等下層部分或在較低樓層建築物中的橫向(水平)移動減幅。

本發明的目的係以該等先前技術減幅系統來克服該等上述缺點。尤其是，本發明的目標係以達成該整體結構改良的減幅之此類方式，為任何高度的結構提供減幅，其有廣泛的諧波回應(振幅及頻率兩者)，且可減少安裝及維護成本。

為了達成該等上述目的，本發明所提出之建築物結構包含第一結構性元件，其平行於第一軸延伸，該第一結構性元件實質上係自支撐，且易受剪切或彎曲變形影響，該剪切或彎曲變形的組件係沿著第二軸正交於該第一軸；第二結構性元件，其緊鄰於該第一結構性元件且平行於該第一軸延伸，該等第一及第二結構性元件係使得該剪切或彎曲變形造成該等第一和第二結構性元件之間的相對軸向移動，沿著該第一軸在第一預定位置平行於該第一軸；第一減幅構件，其配置在沿著該第一軸在該第一預定位置之該第一結構性元件和該第二結構性元件之間，該第一減幅構件具有第一減幅軸，其配置成實質上平行於該第一軸，使得該相對軸向移動係由該第一減幅構件減幅。在本發明的建築物結構中，該第一減幅構件亦具有第二減幅軸，其不平行於該第一減幅軸，且該第一減幅構件之該第二減幅軸配置成該第一減幅構件減幅沿著該第二軸、在該第一結構性元件和該第二結構性元件之間的相對移動。

舉例來說，該等第一及第二結構性元件可能係建築物的核心及邊緣柱。此類柱可以整體成形於建築物，或者可以在該建築物外部。或者，該等第一及第二元件可能係單一建築物的兩個緊鄰核心結構，或者甚至係緊鄰建築物。

在本發明的一個具體實施例中，該第一軸係該建築物結構的垂直軸，且該第二軸係在該水平面上。即將減幅的該等相對水平移動係彼此相向又遠離的該等第一及第二元件之具優勢的移動。應注意在此說明中，Z軸係定義為結構或建築物的垂直軸，平行於該等第一及第二元件，而該等X及Y軸實質上彼此正交，位於實質上水平的面上，正交於該Z軸。在長方形剖面的建築物之情況下，可以假定該等X及Y軸實質上分別平行於該建築物的剖面之長度及寬度。因而，在此具體實施例中，該第一減幅器係配置成減幅在該Z方向以及在該水平面上一個方向(亦即沿著第一水平軸，沿著該第一軸在該第一預定位置平行於該等X或Y軸)的移動。在此具體實施例中，此第二軸較佳係彼此相向又遠離的該等第一及第二結構性元件之動作方向，或者至少係在該第一預定位置之該等第一及第二結構性元件的該等部分之移動。

在本發明的第二具體實施例中，該第一軸係水平軸。在此具體實施例中，舉例來說，該第一結構性元件可能係懸臂強化式混凝土樓板或橫樑。

在本發明的另一個具體實施例中，該建築物或垂直結構更包含第二減幅構件，配置在沿著該第一軸，於第二預定位置，該第一結構性元件和該第二結構性元件之間，該等第一及第二預定位置係在該建築物結構的共用區域中，該第二減幅構件具有第三減幅軸及第四減幅軸，該等第三及第四減幅軸互不平行，以及該等第一及第二預定位置係由沿著該第一軸的距離隔開，使得在該共用區域中的該第一結構性元件之該等剪切或彎曲變形期間，該第一減幅構件沿著其減幅軸之一係在張力或壓縮力之一中，而該第二減幅構件沿著其減幅軸之一係在張力或壓縮力之另一者中。

該等第一及第二結構性元件較佳係實質上勁性結構，且該等第一及第二減幅構件充當反抗任何力量(諸如剪切或彎曲力量)的一對，其傾向於移動該等第一及第二元件，使之離開其互相平行對齊。減幅器兩者亦提供反抗相對軸向力量或移動的減幅反應(在垂直結構性元件之情況下沿著該垂直軸)。

在又一具體實施例中，該第一元件包含剛性承力支架元件，從該第一結構性元件向外延伸朝向該第二結構性元件，且其中該等第一及第二減幅構件之至少一者係固定於該承力支架元件之外側部分和該第二結構性元件之間。每個減幅器皆沿著平行於該第一水平軸的軸提供獨立的減幅，該等減幅器係垂直間隔固定於承力支架元件的末端，使用成對的減幅器在該垂直結構中給與該等剪切或彎曲力量及移動顯著增強型減幅。該承力支架元件亦提供用於垂直減幅力量的增加力矩。

該減幅器或該等減幅器有利地係雙軸向或多軸向黏彈性減幅器。此類減幅器可包含一對或多對剛性(諸如金屬)板，每對板係皆由黏彈性材料片諸如高精密橡膠隔開。此類減幅器在平行於該等板及片的平面之所有方向提供廣泛回應減幅。本發明尤其有利的係使用此類板/片減幅器，其中該黏彈性材料具有實質上長方形或橢圓形的區段，使得其具有兩個主要減幅軸。該等兩個主要的減幅軸隨後能配置成，與所減幅之該建築物的該等所需Z及X/Y軸一致。

有利地，該承力支架元件可能係支柱及捆紮結構以減少重量，同時在該結構中留存勁度及強度。或者，該承力支架元件可能實施為該建築物結構的牆，舉例來說，從承受負荷核心向外延伸的內部牆。

本發明亦提出方法，用於在包含平行於第一軸延伸的第一結構性元件之建築物結構中提供減幅，該第一結構性元件實質上係自支撐，且易受剪切或彎曲變形影響，該剪切或彎曲變形的組件係沿著第二軸正交於該第一軸，該方法包含：第一步驟，提供緊鄰於該第一結構性元件且平行於該第一軸延伸的第二結構性元件，該等第一及第二結構性元件係使得該剪切或彎曲變形造成該等第一及第二結構性元件之間的相對軸向移動，該等結構性元件平行於沿著該第一軸在第一預定位置的該第一軸，第二步驟，其沿著該第一軸，在第一預定位置，於該第一結構性元件和該第二結構性元件之間配置第一減幅構件，該第一減幅構件具有第一減幅軸，其配置成實質上平行於該第一軸，使得該相對軸向移動係由該第一減幅構件減幅。

在本發明的方法中，該第一減幅構件具有第二減幅軸，其不平行於該第一減幅軸，以及該第二步驟包括配置該第一減幅構件之該第二減幅軸，使得該第一減幅構件減幅沿著該第二軸，在該第一結構性元件和該第二結構性元件之間的相對移動。

根據本發明的又一具體實施例，該方法亦可包含第三步驟，其將第二減幅構件固定在沿著該第一軸，於第二預定位置，該第一結構性元件和該第二結構性元件之間，該等第一及第二位置係在該建築物結構的共用區域中，該第二減幅構件具有第三減幅軸及第四減幅軸，該等第三及第四減幅軸互不平行，以及該等第一及第二預定位置係由沿著該第一軸的距離隔開，使得在該共用區域中的該第一結構性元件之該等剪切或彎曲變形期間，該第一減幅構件沿著其減幅軸之一係在張力或壓縮力之一中，而該第二減幅構件沿著其減幅軸之一係在張力或壓縮力之另一者中。

在本發明的方法之又一具體實施例中，該第一結構性元件包含剛性承力支架元件，其從該第一結構性元件向外延伸朝向該第二結構性元件，且其中該第一步驟包含在該承力支架元件之外側部分和該第二結構性元件之間，配置該第一減幅構件，以及，其中執行該方法的該第二步驟，包含在該承力支架元件之外側部分和該第二結構性元件之間，配置該第二減幅構件。

有利地，在該等第二及/或第三步驟中所固定之該等第一及/或第二減幅器單元係雙向黏彈性減幅器諸如減衰減幅器。

本發明的方法可施加於許多類型之結構。當該結構係建築物時尤其具優勢，該第一元件係該建築物的核心，且該第二元件係該建築物的邊緣柱。本發明的方法亦可有利地用於建築物中，其中該第一垂直延伸結構性元件係該建築物的第一核心，且該第二垂直延伸結構性元件係該建築物的第二核心。

或者，本發明能用以減幅在水平結構性元件諸如懸臂樓板或橫樑中的垂直移動，諸如振動。

因此，根據本發明的方法及結構，相同類型的減幅元件能用以減幅該建築物的頂層、中層及底層區段，且該等減幅元件能用以減幅在所有類型建築物上的動作。使用雙軸向黏彈性減幅器諸如VSL減衰減幅器，意謂著成本減少及已改良之維護容易性。因為其體積小且易於固定，故此類減幅器亦能很容易地加裝於現存結構。

因為該雙向黏彈性減幅器的多樣性，本發明的方法及結構不僅適合用於高樓層建築物，亦適合用於所有類型的結構，包括低樓層建築物、房屋、橋樑及許多其他結構。

從以下的實施方式及圖示顯然將可察知本發明的進一步優勢。

參照第1a圖，其以極誇大的示意圖表示經歷振動變形的建築物之立面圖，能了解藉由減幅在緊鄰垂直結構之間的該垂直移動，減幅彎曲變形動作的通則。在該所例示之範例中，該建築物包含中央核心結構2，其舉例來說可為該主要的靜止承受負荷結構，以及兩個外部柱3。如以上在此應用中所提及之該等先前技術系統，藉由沿著該結構高度在不同處固定於該核心2和該柱3之間的垂直減幅器5'，能達成該振動動作的減幅，以減幅該核心2和該柱3之間的相對垂直移動。承力支架10可用作懸臂以給與該等減幅力量額外的力矩。該等柱3能夠承受當該核心2彎曲時，該等垂直減幅器所轉移之該等垂直動態張力及壓縮反作用力。如此，在該核心2的彎曲及振動動作中之該動能的顯著比例，能在該垂直減幅器5'中散逸。

第1b圖及第1c圖以側面圖及正面圖顯示，先前技術一般垂直減幅配置的更多細節。單軸向減幅器5'可為液壓減幅器，然而亦可使用其他類型的減幅器，該單軸向減幅器5’固定於該邊緣柱3和該核心2之間，以減幅平行於該核心及柱的移動，如在第1b圖中所顯示之該等箭頭所指示。

相較之下，在本發明的方法及結構中所使用之該等減幅器5係雙軸向減幅器，如在第2a圖至第2d圖中所示，其能夠沿著至少兩個不同的軸減幅。在第2a圖中所例示之該結構1在該結構上的不同高度具有三個連續的減幅階段。當然，此類結構可配備有必要的許多減幅階段。該最頂層減幅階段包含承力支架6，用於提供向外朝向該等邊緣柱3的該核心2之剛性力學延伸。舉例來說，在高樓層建築物中，此類承力支架可垂直延伸一個或多個樓層的高度。

在第2a圖至第2d圖中所例示之本發明的具體實施例具有雙軸向減幅器5、5a、5b的垂直間隔對，其固定於該承力支架6、7、8和該柱3之間的承力支架6、7、8之每個末端。每對減幅器5a、5b皆不僅在垂直方向(沿著平行於該核心2及該柱3的垂直軸)提供減幅，亦沿著互相平行的水平軸提供減幅，該等水平軸實質上係平行於該承力支架6、7、8，且正交於該垂直軸。

該等減幅器5a、5b的成對垂直間隔配置與該柱3的勁度一起，除了由每個減幅器5個別所提供之該垂直及水平減幅之外，亦引入次要減幅作用。此作用可以參見第2c圖，舉例來說：除了該垂直位移之外，其係由減幅器5a及5b的剪切變形減幅，承力支架7相對於該柱3的橫向位移，這將引起在該等減幅器5a及5b上的水平力量不平衡。舉例來說，若該承力支架7移動至右邊(如在第2c圖中所見)，而剩餘的水平、該柱藉由其內生的勁度抗拒變形，結果，該對的上層減幅器5a受到壓縮力C，而該下層減幅器5b受到水平張力T。因而，該柱的勁度與該等減幅器5a及5b的黏彈性特性一起，在該承力支架7相對於該柱3的水平動作上提供額外的次要減幅作用。該等柱3係建構為有足夠勁性，以透過該等對減幅器5a、5b提供對於剪切變形所需之抗拒，且該等減幅器5a及5b的垂直間隔係選擇以提供該等預期移動的最佳減幅。亦應注意，若該承力支架7經歷相對於該柱3的傾斜或旋轉移動，則會出現類似的減幅作用。

該等動態力量及變形的該等特性在該建築物1上之不同高度通常係不同的，且該成對減幅的三個不同實例係顯示在第2b圖、第2c圖及第2d圖中。在第2b圖至第2d圖中該等箭頭的相對大小及方向，代表所關注之該等力量及/或位移的大小及方位，因此指示在該結構1的彎曲或剪切變形期間所預期之減幅量。

第2b圖顯示在該建築物1的頂層或附近之減幅，其中該核心2及該等柱3的彎曲變形，通常係透過該承力支架6及每個柱3，在該核心2之間引起最大的相對垂直位移。此大型相對垂直位移在該等減幅器5a及5b兩者中，皆造成大型垂直剪切變形V，例示於第2b圖中。相較之下，該核心2相對於該柱3的相對水平或扭轉剪切變形不大，其結果為在減幅器5a及5b中的壓縮力C及張力T，將較由該結構1的該等彎曲變形所導致之該等垂直剪切力量更小。

第2c圖顯示在該結構1的高度上之中點的減幅，在此點起因於該柱3及該承力支架7的相對垂直位移而在該等減幅器5a及5b上的該等剪切力量，可分別與在該等減幅器5a及5b中的該等反向水平壓縮力C及張力T比較。

第2d圖顯示在該建築物1之較下層處的減幅，其中在核心2和柱3之間的垂直移動透過承力支架8係較不顯著。在此高度該結構1的剪切變形在該等減幅器5a及5b中，引起壓縮力C及張力T的水平力量，其規模可能遠大於垂直移動所造成的該等剪切力量V。

藉由使用雙向超高減幅黏彈性減幅器，諸如來自VSL的該等減衰減幅器，可能使用相同的減幅器同時減幅該等變形之該等垂直及該等水平組件。這些減幅器在至少兩個方向呈現出雙線性遲滯現象，以及高減幅與勁度特性。其在很寬的頻率範圍內提供振動控制。對於建築物的所有區塊及類型皆有效。其係免維護、高耐用，且其減幅特性多半係無關於應變率、溫度及振動頻率。多單元裝置亦提供顯著的備用件；在裝置確實開始損壞的事件中，其將逐漸損壞，性能日益退化，與諸如在液壓減幅器中所見之突然的徹底損壞形成對比。

此類減幅器的應用例示於第3a圖及第3b圖中。第3b圖特寫顯示多層式減衰減幅器，其固定於該柱3和承力支架6之間。如即將予以討論，該減幅器5包含多層黏彈性橡膠狀物質，每層皆夾在鋼板之間。第3a圖顯示兩個此類減幅器5a及5b，其固定於承力支架6的末端，如在第2a圖至第2d圖中所顯示。箭頭指示該等減幅器所受到之該動態負荷。

第4a圖至第4c圖更詳細顯示黏彈性減幅器，諸如來自VSL的該等減衰減幅器係如何建構的。第4a圖例示此類減幅器的基本概念：鋼板20及21(或者可以其它的剛性材料製造)封閉兩層24黏彈性材料諸如橡膠。板20係以螺栓固定於第一結構，板21固定於第二結構，其結果為在該減幅器的平面上，該等兩個結構的任何相對移動皆可由該減幅器減幅－在該平面上剪切、旋轉或移位的任何組合。應注意，通常在該等板20之間會提供間隙層，使得該等固定螺栓22可栓緊，而不會壓碎或者扭曲該等板之間的該黏彈性材料24。托架23係用以將該等減幅器單元固定於所減幅之該結構。第4a圖及第4b圖分別以透視圖及立面圖顯示單一單元減幅器。第4c圖以立面圖顯示多單元減幅器。雖然能使用多種材料，但在此類減幅器中所使用之該黏彈性材料，通常係高精密型天然或合成的橡膠或者橡膠複合材料。

第5a圖至第5c圖顯示本發明的減幅方法能如何應用於高樓層建築物之範例。在所顯示之該範例中，減幅係提供於該建築物的三個樓板，在第5a圖中標記為41、42及43。樓板數的選擇係取決於所減幅之該結構－對於某些結構而言，可能需要減幅更多樓板，對於其他結構則僅需要減幅一個或兩個樓板。第5b圖及第5c圖以平面圖及透視圖顯示，在該核心結構33和該等柱30之間的該承力支架壁31。該等減幅器32係成對安置於每個撐壁承力支架31之外部邊緣的頂端及底部附近。在該承力支架31的頂端及底部提供該等減幅器32之一項優勢係，該緊鄰地板(分別在上方或下方)給與該承力支架31額外的強度，且亦有助於避免該撐壁受到起因於壓縮力的變形。

當加裝承力支架及減幅器於現存結構時，藉由局部加厚或者補強該結構的現存牆壁或桁架，能實現該承力支架撐壁或桁架。

在第5a圖至第5c圖中所顯示之該範例中，該等減幅器32如在第5d圖中所說明，配置成，依在該建築物的哪一側(亦即沿著該垂直軸及沿著水平軸貫穿該柱及該核心)而定，減幅在該等Z及X方向或該等Z及Y方向的移動。此可以係所減幅之所有該等樓板的情況。或者，為在該建築物之下層部分的減幅，其中該等變形的垂直組件小得多，該等雙向減幅器5可如在第5e圖中所示，在該等X及Y方向減幅。在此方式下，由於成對固定該等垂直隔離的減幅器，故能保持該結構剪切及彎曲變形之額外的減幅，但在該水平面上的該等X及Y軸兩者中，亦有振動或其他移動之顯著改良的減幅。

第6a圖至第6e圖以示意形式顯示兩種方式之平面圖及立面圖，其中承力支架可以設計來使用本發明的減幅配置，同時最佳化該等減幅器本身所需要之空間量。第6a圖及第6b圖分別以側面圖及平面圖顯示，該等雙向減幅器5如何可以整齊嵌入該承力支架36，其可為待減幅之該建築物的牆壁。因此，在該承力支架36和該邊緣柱35之間僅需要小間隙，在承力支架之間及該核心和該等邊緣柱之間留下幾乎整個空間，可由該建築物的該等居住者使用。第6c圖至第6e圖顯示另一空間的最佳化配置，其中該等減幅器5係使用托架38固定於該等承力支架36的該等側面，而不是嵌入該承力支架壁36。如在第6d圖中所顯示，依該邊緣柱的幾何形狀，該等減幅器5可螺栓固定於該柱的內表面，或者藉由使用托架38，類似於用以將該等減幅器固定於該承力支架壁的那些托架。

第7a圖至第7c圖以平面圖顯示使用本發明結構組態的各種範例。在第7a圖中，使用雙向減幅器的兩個垂直核心結構50及51係互相減幅，該減幅係實行於兩個撐臂結構48之間，其如承力支架般作用，增強該減幅力矩，且如本說明中稍早提及，當該等減幅器5根據本發明的一個具體實施例而垂直成對安裝時，提供水平剪切力量的次要減幅所需要之該勁度。

第7b圖顯示核心54及兩個緊鄰柱52及53，其有撐臂支柱所建構之壓拉桿型(strut-and-tie type)承力支架，該等減幅單元5係固定於該支柱和該等柱52、53之間。第7c圖例示第7b圖的組態如何可以改變或延伸至具有兩個或多個核心之結構：雙向減幅器5可以安裝於該等核心55、56之間，或者安裝於該等核心之一和邊緣柱之間，或者所述兩者皆可。

1．．．結構、建築物

2．．．中央核心結構、核心

3．．．外部柱、柱、邊緣柱

5'．．．垂直減幅器、單軸向減幅器

5．．．減幅器、雙軸向減幅器、雙向減幅器

5a、5b．．．雙軸向減幅器、減幅器

5、5a、32．．．第一減幅構件

6、7、8、10．．．承力支架

20、21．．．鋼板、板

22．．．固定螺栓

23．．．托架

24．．．黏彈性材料、層

30．．．柱

31．．．承力支架壁、撐壁承力支架、承力支架

32．．．減幅器

33．．．核心結構

35．．．邊緣柱

36．．．承力支架、承力支架壁

38．．．托架

41、42、43．．．三個樓板、共用區域

48．．．撐臂結構

50、51．．．垂直核心結構

52、53．．．緊鄰柱

54、55、56．．．核心

C．．．壓縮力

T．．．水平張力

V．．．垂直剪切變形、剪切力量

第1a圖至第1c圖顯示液壓減幅器的先前技術配置。

第2a圖至第2d圖顯示本發明的方法及結構。

第3a圖及第3b圖顯示雙軸向黏彈性減幅器的示意圖。

第4a圖至第4c圖顯示黏彈性減幅器的細節。

第5a圖至第5c圖顯示應用本發明於高樓層建築物。

第5d圖及第5e圖例示如何在兩個垂直結構之間配置黏彈性減幅器，以減幅在其之間的移動。

第6a圖至第6e圖顯示本發明的節省空間變量。

第7a圖至第7c圖顯示本發明的各種範例組態。

包括該等數字僅為了例示性目的且欲幫助了解本發明，而非蘊涵該等所附申請專利範圍的範疇之任何限制。

2．．．中央核心結構、核心

3．．．外部柱、柱、邊緣柱

5．．．減幅器、雙軸向減幅器、雙向減幅器、第一減幅構件

6、7、8．．．承力支架

Claims

一種建築物結構，其包含：一第一結構性元件，其平行於該建築物結構的一垂直軸延伸，該第一結構性元件實質上係自支撐，且易受剪切或彎曲變形影響，該剪切或彎曲變形的一分力係沿著該建築物結構的一水平軸；一第二結構性元件，其緊鄰於該第一結構性元件且平行於該垂直軸延伸，該等第一及第二結構性元件係使得該剪切或彎曲變形造成該等第一和第二結構性元件之間的相對軸向移動，該等結構性元件平行於沿著前述垂直軸在第一預定位置的該垂直軸；以及複數個垂直間隔的減幅階段，每一減幅階段包含一剛性的承力支架元件自該第一結構性元件向外延伸朝向該第二結構性元件；該建築物結構之特徵在於包含有：複數個雙軸向減幅器，每一雙軸向減幅器能夠沿著至少兩個不同的軸減幅；該減幅器係在第一結構性元件及第二結構性元件間沿著該建築物結構的垂直軸以垂直間隔對成對地配置；每一對減幅器包含一第一減幅器及一第二減幅器，在建築物結構的共用區域中垂直地間隔配置；該第一減幅器及該第二減幅器係被設置在每一承力支架的外部與該第二結構性元件間，以提供沿著垂直軸的軸向減幅及沿著水平軸得橫向減幅，且以致在該建築物結構的共用區域中，於該第一結構性元件之該剪切或彎曲變形期間，該第一減幅器沿著其減幅軸之一者受到壓縮力或張力之一者而該第二減幅器沿著其減幅軸之一者受到壓縮力或張力之另一者。
如申請專利範圍第1項之建築物結構，其中該承力支架元件係該建築物結構的一牆。
如申請專利範圍第1或2項的建築物結構，其中該等第一及第二減幅器之至少一者係一黏彈性減幅裝置。
如申請專利範圍1或2項的建築物結構，其中該等第一及第二結構性元件之一係該建築物結構的一第一核心，且該等第一及第二結構性元件之另一者係該建築物結構的一邊緣柱，或者係該建築物結構的一第二核心。
一種在一建築物結構中減幅移動的方法，該建築物結構包含一第一結構性元件，其平行於一建築物結構之垂直軸延伸，該第一結構性元件實質上係自支撐，且易受剪切或彎曲變形影響，該剪切或彎曲變形的一組件係沿著一建築物結構之水平軸，該方法包含：一第一步驟，其提供緊鄰於該第一結構性元件且平行於該垂直軸延伸的一第二結構性元件，該等第一及第二結構性元件係使得該剪切或彎曲變形造成該等第一和第二結構性元件之間的相對軸向移動，該等結構性元件平行於沿著前述垂直軸在第一預定位置的該垂直軸；以及一第二步驟，配置複數個垂直間隔的減幅階段，每一減幅階段包含之一剛性的承力支架元件自該第一結構性元件向外延伸朝向該第二結構性元件；該方法之特徵在於：該第二步驟包括配置複數個雙軸向或多軸向減幅器，該等減幅器在第一結構性元件及第二結構性元件間沿著該建築物結構的垂直軸以垂直間隔對成對地配置；每一對減幅器包含一第一減幅器及一第二減幅器，在建築物結構的共用區域中垂直地間隔配置；該第一減幅器及該第二減幅器係被設置在每一承力支架的外部與該第二結構性元件間，以提供沿著垂直軸的軸向減幅及沿著水平軸得橫向減幅，且以致在該建築物結構的共用區域中，於該第一結構性元件之該剪切或彎曲變形期間，該第一減幅器沿著其減幅軸之一者受到壓縮力或張力之一者，而該第二減幅器沿著其減幅軸之一者受到壓縮力或張力之另一者。
如申請專利範圍第5項之方法，其中該第一及/或第二減幅器係黏彈性減幅裝置。
如申請專利範圍第5項或第6項的方法，其中該等第一及第二結構性元件之一係該建築物結構的一第一核心，且該等第一及第二結構性元件之另一者係該建築物結構的一邊緣柱，或者係該建築物結構的一第二核心。