TWI529284B - Composite damping connector - Google Patents

Composite damping connector Download PDF

Info

Publication number
TWI529284B
TWI529284B TW101123525A TW101123525A TWI529284B TW I529284 B TWI529284 B TW I529284B TW 101123525 A TW101123525 A TW 101123525A TW 101123525 A TW101123525 A TW 101123525A TW I529284 B TWI529284 B TW I529284B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
damper
joint
extension arm
composite
end plate
Prior art date
Application number
TW101123525A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201400678A (zh
Inventor
Yun Che Wang
Bin Zhao
hai-jie Ge
Chih Chin Ko
Original Assignee
Univ Nat Cheng Kung
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Nat Cheng Kung filed Critical Univ Nat Cheng Kung
Priority to TW101123525A priority Critical patent/TWI529284B/zh
Priority to US13/930,783 priority patent/US8857111B2/en
Publication of TW201400678A publication Critical patent/TW201400678A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI529284B publication Critical patent/TWI529284B/zh

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • E04H9/0237—Structural braces with damping devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/027—Preventive constructional measures against earthquake damage in existing buildings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • E04H9/0215—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings involving active or passive dynamic mass damping systems
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/024—Structures with steel columns and beams

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Description

複合式阻尼接頭
本發明係與建築結構之抗震有關，更詳而言之是指一種複合式阻尼接頭。
按，在建築結構中，為因應地震帶來的破壞，多選擇在結構中的特定接合部位(如梁柱接合處)加裝有消能結構，用以確保地震發生時結構體不致崩塌。
已知消能結構如阻尼器，各式阻尼器雖在振動環境下可提供削弱振動幅度之效，惟，應用於建築結構中的阻尼器，經常必須面臨地震帶來包括剪力、彎曲及扭轉在內的多種作用力，然而，已知阻尼器的設計多偏重於削弱剪力帶來的剪切變形，因此，阻尼器在複雜受力狀態下，將有耗能能力下降或不穩定的情形發生，故，已知用於建築結構中的阻尼器，在使用上仍存在著一定的局限性。為此，若能再強化阻尼器可承受多種作用力的效果，將可提高建築結構在地震作用下的安全性。
有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種複合式阻尼接頭，係在複雜受力狀態下，仍能發揮削弱振動幅度的效果。
緣以達成上述目的，本發明所提供之複合式阻尼接頭包含 有可相對產生移動的一第一結合座與一第二結合座，其中，該第一結合座具有至少一第一延伸臂，該第二結合座具有至少一第二延伸臂；以及至少一阻尼器，係設置於該第一結合座與該第二結合座之間，該阻尼器具有至少一剛性件與至少一阻尼件，其中該剛性件具有至少一第一邊端與該第一延伸臂固接，以及至少一第二邊端與該第二延伸臂固接，該阻尼件設置於該剛性件周圍。
藉此，該複合式阻尼接頭在面臨地震發生時，仍能發揮削弱振動幅度的效果，以提高建築物在地震作用下的安全性。
為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如后。
請參圖1及圖2所示，本發明一較佳實施例的複合式阻尼接頭1係應用於建築結構中，具體地說係裝設在一第一結構體A與一第二結構體B的結合部位，前述結構體如鋼骨結構或鋼筋混凝體結構之梁、柱。
在本實施例中，該複合式阻尼接頭1包括有一第一結合座10、一第二結合座20與二阻尼器30。其中：
第一結合座10具有一第一端板12與一第一延伸臂14。該第一端板12用以固定於該第一結構體A(如：柱)上；該第一延伸臂14包括二平行的鋼板14a,14b垂直連結於該第一端 板12的中間部位。整個第一結合座10以鋼材製作為佳。
第二結合座20具有一第二端板22與二第二延伸臂24,26。該第二端板22用以固定於該第二結構體B(如：梁)上；該二第二延伸臂24,26分別垂直連結於該第二端板22的兩端，且呈平行第一延伸臂14。同樣的，整個第二結合座20亦以鋼材製作為佳。另須說明的是，第一結合座10與第二結合座20彼此間係可相對產生移動，以應變地震時的振動。
該二阻尼器30分別設置於該第一延伸臂14之鋼板14a與該第二延伸臂24、該第一延伸臂14之鋼板14b與該第二延伸臂26之間。在本實施例中，各該阻尼器30係由複數剛性件32與一阻尼件34構成，其中：請配合圖3所示，各該剛性件32為具有一中空部32a的橢圓形板體，前述板體以選用黏彈性儲存模數介於25~250 GPa(帕)之間的材料為佳，以使剛性件32具有良好的塑性變形性能及能量耗散能力，構成前述板體之材料如軟鋼片、鋁材、鈦或鈦合金，本實施例係以軟鋼片為例。
該些橢圓形的剛性件32在其短軸方向上分別具有一第一邊端32b與一第二邊端32c，組裝時，係將該些剛性件32平行地間隔排列放置，且對各剛性件32的第一邊端32b與該第一延伸臂14的鋼板14a(鋼板14b)施以焊接固定，以及對各剛性件32的第二邊端32c與對應的第二延伸臂24(第二延伸臂26)內面同樣施以焊接固定。
接著，將黏彈性消散模數介於1 MPa~10 GPa(帕)之間的阻尼件34設置於各該剛性件32的周圍，前述阻尼件34如橡膠、高分子材料或是高阻尼金屬合金所構成，本實施例係以橡膠為例，且橡膠係經灌注方式而充布於該些剛性件32之間，並填滿各該剛性件32的中空部32a。至此即完成該複合式阻尼接頭1的製作。
上述實施例之複合式阻尼接頭1因包含具有低阻尼高勁度的軟鋼片，以及具有高阻尼低勁度的橡膠，且在兩者呈交互排列的結合狀態下，使得該複合式阻尼接頭1同時兼具高阻尼高勁度的特性，以適用於複雜受力狀態使用，換言之，該複合式阻尼接頭1在面臨地震發生時，仍能發揮削弱振動幅度的效果，以提高建築物在地震作用下的安全性。
縱然橡膠(或高分子材料)有老化致力學性質劣化之虞，但在軟鋼片本身仍具有良好消能性質的情況下，該複合式阻尼接頭1仍能發揮既定功效。因此，在地震發生時，其振動帶來的各種作用力將集中於該複合式阻尼接頭1，可大幅降低對建築結構造成的破壞，而在該複合式阻尼接頭1損壞時，只需進行修復或替換更新即可繼續保有設定的消能功能。
圖4為本發明另一較佳實施例的複合式阻尼接頭2，與上述實施例不同的是：本複合式阻尼接頭2的第一結合座40包括在其第一端板 42的兩端各垂直連接一個第一延伸臂44、第二結合座50包括在其第二端板52的兩端各垂直連接一個第二延伸臂54，以及阻尼器60的各剛性件62具有二個第一邊端62a與二個第二邊端62b。
組裝時，各第一延伸臂44與各第二延伸臂54係呈不相干涉的錯位設置，而各剛性件62以其第一邊端62a與第一延伸臂44焊接固定、第二邊端62b與第二延伸臂54焊接固定，同樣地，再灌注橡膠(即阻尼件)於該些剛性件62之間(圖未示)，如此即可收具有相同上述實施例之結構所具備的功效。
圖5為本發明又一較佳實施例的複合式阻尼接頭3，具有大致相同上述實施例的結構，惟不同的是：本複合式阻尼接頭3的阻尼器70之剛性件72係呈螺旋狀製作，用以取代複數個平行排列的軟鋼片，該剛性件72同樣選用黏彈性儲存模數介於25~250 GPa(帕)之間的材料，而其螺旋身部的邊端即是構成焊接時的連結部位。同樣地，剛性件72再為灌注的橡膠所包覆，藉此同時兼具高阻尼高勁度的特性。
再說明的是，本發明的複合式阻尼接頭不僅可應用於直柱橫梁的結構中，亦可如圖6所示之應用於斜撐結構體C中、如圖7所示之應用於一種人字撐結構體D中，抑或是如圖8所示之應用於一種剪力牆結構體E中。前述圖6至圖8中所使用的複合式阻尼接頭係以圖1所揭示的複合式阻尼接頭1為例。
以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。
1、2、3‧‧‧複合式阻尼接頭
10‧‧‧第一結合座
12‧‧‧第一端板
14‧‧‧第一延伸臂
14a‧‧‧鋼板
14b‧‧‧鋼板
20‧‧‧第二結合座
22‧‧‧第二端板
24‧‧‧第二延伸臂
26‧‧‧第二延伸臂
30‧‧‧阻尼器
32‧‧‧剛性件
32a‧‧‧中空部
32b‧‧‧第一邊端
32c‧‧‧第二邊端
34‧‧‧阻尼件
40‧‧‧第一結合座
42‧‧‧第一端板
44‧‧‧第一延伸臂
50‧‧‧第二結合座
52‧‧‧第二端板
54‧‧‧第二延伸臂
60‧‧‧阻尼器
62‧‧‧剛性件
62a‧‧‧第一邊端
62b‧‧‧第二邊端
70‧‧‧阻尼器
72‧‧‧剛性件
A‧‧‧第一結構體
B‧‧‧第二結構體
C‧‧‧斜撐結構體
D‧‧‧人字撐結構體
E‧‧‧剪力牆結構體
圖1為本發明一較佳實施例之複合式阻尼接頭立體圖；圖2為圖1所示之複合式阻尼接頭的應用示意圖；圖3為圖1所示之複合式阻尼接頭的剛性件立體圖；圖4為本發明另一較佳實施例之複合式阻尼接頭立體圖；圖5為本發明又一較佳實施例之複合式阻尼接頭的剛性件立體圖：圖6為本發明複合式阻尼接頭應用於斜撐結構體之示意圖；圖7為本發明複合式阻尼接頭應用於人字撐結構體之示意圖；圖8為本發明複合式阻尼接頭應用於剪力牆結構體之示意圖。
1‧‧‧複合式阻尼接頭
10‧‧‧第一結合座
12‧‧‧第一端板
14‧‧‧第一延伸臂
14a‧‧‧鋼板
14b‧‧‧鋼板
20‧‧‧第二結合座
22‧‧‧第二端板
24‧‧‧第二延伸臂
26‧‧‧第二延伸臂
30‧‧‧阻尼器
32‧‧‧剛性件
34‧‧‧阻尼件

Claims (10)

  1. 一種複合式阻尼接頭，包含有：可相對產生移動的一第一結合座與一第二結合座，其中，該第一結合座具有至少一第一延伸臂，該第二結合座具有至少一第二延伸臂；至少一阻尼器，設置於該第一結合座與該第二結合座之間，該阻尼器具有至少一剛性件與至少一阻尼件，其中該剛性件具有良好的塑性變形能力與一中空部，且具有至少一第一邊端與該第一延伸臂固接，以及至少一第二邊端與該第二延伸臂固接；該阻尼件設置於該剛性件周圍以及該中空部內。
  2. 如請求項1所述之複合式阻尼接頭，其中該第一結合座具有一第一端板，該至少一第一延伸臂垂直連結於該第一端板；該第二結合座具有一第二端板，該至少一第二延伸臂垂直連結於該第二端板。
  3. 如請求項1所述之複合式阻尼接頭，其中該剛性件的黏彈性儲存模數介於25~250GPa(帕)之間。
  4. 如請求項1所述之複合式阻尼接頭，其中該剛性件為片狀的軟鋼片、鋁材、鈦或鈦合金所構成。
  5. 如請求項1所述之複合式阻尼接頭，其中該阻尼器的剛性件數量為複數個，且彼此間隔排列設置；該阻尼器之阻尼件設置於該些剛性件之間。
  6. 如請求項1所述之複合式阻尼接頭，其中該阻尼器的剛性 件呈螺旋狀；該阻尼件為膠料灌注於該剛性件中。
  7. 如請求項5或6所述之複合式阻尼接頭，其中該阻尼件的黏彈性消散模數介於1MPa~10GPa(帕)之間。
  8. 如請求項5或6所述之複合式阻尼接頭，其中該阻尼件為橡膠、高分子材料或高阻尼金屬合金所構成。
  9. 如請求項2所述之複合式阻尼接頭，其中該第一延伸臂連結於該第一端板的中間部位；該至少一第二延伸臂之數量為兩個，且分別連結於該第二端板的兩端，第二延伸臂平行第一延伸臂；該至少一阻尼器之數量為兩個，且分別位於該第一延伸臂與一該第二延伸臂之間。
  10. 如請求項2所述之複合式阻尼接頭，其中該第一延伸臂與該第二延伸臂之數量為複數個，且分別連接於該第一端板及該第二端板的周緣，各第一延伸臂與各第二延伸臂係呈垂直設置。
TW101123525A 2012-06-29 2012-06-29 Composite damping connector TWI529284B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101123525A TWI529284B (zh) 2012-06-29 2012-06-29 Composite damping connector
US13/930,783 US8857111B2 (en) 2012-06-29 2013-06-28 Composite damper

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101123525A TWI529284B (zh) 2012-06-29 2012-06-29 Composite damping connector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201400678A TW201400678A (zh) 2014-01-01
TWI529284B true TWI529284B (zh) 2016-04-11

Family

ID=49776696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101123525A TWI529284B (zh) 2012-06-29 2012-06-29 Composite damping connector

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8857111B2 (zh)
TW (1) TWI529284B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI730566B (zh) * 2018-12-28 2021-06-11 大陸商上海微電子裝備（集團）股份有限公司 光柵尺的安裝裝置、安裝方法、光柵測量系統及光刻機

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8656685B2 (en) * 2005-03-08 2014-02-25 City University Of Hong Kong Structural members with improved ductility
ITTV20130038A1 (it) * 2013-03-21 2014-09-22 Gianfranco Gramola Dispositivo smorzatore di vibrazioni per capannoni prefabbricati ed edifici similari
JP2017125324A (ja) * 2016-01-13 2017-07-20 清水建設株式会社 免震構造物
JP6579026B2 (ja) * 2016-04-15 2019-09-25 オイレス工業株式会社 橋梁用の免震支承及びそれを用いた橋梁
WO2018150234A1 (en) * 2017-02-16 2018-08-23 Allen John Damian Force limiter and energy dissipater
KR102078985B1 (ko) * 2017-12-27 2020-02-19 한국전력공사 내진 보강용 댐퍼
JP7033019B2 (ja) * 2018-06-25 2022-03-09 株式会社竹中工務店 建物補強方法
WO2022120508A1 (es) * 2020-12-13 2022-06-16 Universidad Diego Portales Sistema y método de protección estructural para edificaciones de baja altura.
CN113789881B (zh) * 2021-09-18 2022-09-06 福州大学 适用于阶跃荷载的阻尼器及使用方法
CN113863530B (zh) * 2021-10-25 2023-03-24 中衡设计集团股份有限公司 一种可装配式耗能连接件及耗能支撑子结构

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2638799B1 (fr) * 1988-11-09 1991-01-25 Hutchinson Support elastique a raideurs anisotropes, notamment pour la suspension de carrosseries
TW295612B (zh) * 1995-07-21 1997-01-11 Minnesota Mining & Mfg
AU1401997A (en) * 1996-01-12 1997-08-01 Penguin Engineering Limited Energy absorber

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI730566B (zh) * 2018-12-28 2021-06-11 大陸商上海微電子裝備（集團）股份有限公司 光柵尺的安裝裝置、安裝方法、光柵測量系統及光刻機

Also Published As

Publication number Publication date
TW201400678A (zh) 2014-01-01
US20140000185A1 (en) 2014-01-02
US8857111B2 (en) 2014-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI529284B (zh) Composite damping connector
JP5123378B2 (ja) 耐震継手装置
JP5398980B2 (ja) モーメントフレーム連結
EP1948878B1 (en) Structure with increased damping by means of fork configuration dampers
JP2014507577A5 (zh)
JP5726590B2 (ja) 鉄筋コンクリート製の梁又は柱の接合構造
JP6432271B2 (ja) 免震支持装置
Kim et al. Experimental study of using cantilever type steel plates for passive energy dissipation
US11346121B2 (en) Member-to-member laminar fuse connection
JP3664611B2 (ja) 木造建築物の耐震構造
KR101051058B1 (ko) 건축물용 댐핑 시스템
JP5404679B2 (ja) せん断ダンパー
JP2012219553A (ja) 制振構造
JP6912102B2 (ja) エネルギー吸収機構及び木造建物
JP6934290B2 (ja) トラス架構
JP5984012B2 (ja) 積層ゴム支承
JP2020118004A (ja) トラス梁
JP6677480B2 (ja) 履歴型ダンパー及び建物の制振構造
JP4456514B2 (ja) 軽量鉄骨住宅の制震構造
JP2019100098A (ja) 複合ダンパー
JP6265422B2 (ja) 補強構造及び建物
JP4781058B2 (ja) 建物の制震構造
JP2017160652A (ja) 橋梁用座屈拘束型ダンパ
JP2020094478A (ja) 既存構造物の耐震改修方法
JP2014037858A (ja) ダンパー及びダンパー部材