TWM516071U - 減震消能組件 - Google Patents

Description

減震消能組件

本案係關於一種減震消能組件，特別是一種在三維度方向皆能良好執行減震的減震消能組件。

台灣位處地殼交界之處而成為地震頻繁的所在，由於地震釋放能量使地殼往不可預期的方向移動，若建築物的避震強度不足，建築物結構即會受到破壞，進而有龜裂或倒塌的危險性存在。

地震時各建築結構之間會發生有些許的相對運動，故在對建築物的各結構考量執行減震的動作時，必需考量各建築結構之間可能的受力方向及其相對運動。像是建物受震而搖晃時，建物的樑柱會有橫向移動的剪力產生，另一種情況是，建物的樑柱會同時有前後及上下移動的扭力產生。然而，目前市面上所見之減震裝置皆只著重於單一特定線性方向的減震(比如只針對剪力有較佳效果)，而無法達到對於三維方向同時達到良好減震消能效果。

本案之目的在於提供一種減震消能組件，特別能夠設置在兩建築結構之間，承受三維方向不預期的因地震產生的外力，而皆能執行良好減震的減震消能組件，並且具有製作簡易、成本低廉、安裝方便的優點。

本案之一較佳實施概念，在於提供一種減震消能組件，用以組接於欲實施減震之兩建築結構體，該減震消能組件包括：一彈性緩衝元件，係為一體成型結構，且該彈性緩衝元件具有兩連接部；以及兩組接板， 每一該組接板具有相對之一第一連接面以及一第二連接面；該彈性緩衝元件之兩連接部連接於該兩組接板之該第一連接面，且該兩組接板之該第二連接面與該外界之兩建築結構體固定抵接。

於一較佳實施例中，該彈性緩衝元件係為一可承受扭力之彈性緩衝元件，適可承受一外力而產生三維方向之形變，且同時產生一反作用力以牽制該兩建築結構體之相對運動。

於一較佳實施例中，各該組接板具有至少一組接孔，相應之多個定位栓穿設於各該至少一組接孔，以將該兩組接板組接固定於該兩建築結構體上。

於一較佳實施例中，該彈性緩衝元件係為一線彈簧，該線彈簧之該兩連接部連接於該兩組接板之該第一連接面；其中，該線彈簧係由一鋼材所製成。

於一較佳實施例中，該彈性緩衝元件係為一扇形柱體，且該扇形柱體之該兩連接部為兩側緣截面，該兩側緣截面抵接於該兩組接板之該第一連接面；其中，該扇形柱體係由一彈性材料所製成。

於一較佳實施例中，自該扇形柱體之該兩側緣截面分別向旁延伸有一翼部；其中，該翼部具有與該組接板之該組接孔相對應之一穿孔，且該定位栓穿設於該翼部之該穿孔以及該組接板之該組接孔。

於一較佳實施例中，該減震消能組件更包括一樞軸，該兩組接板藉由該樞軸相互樞接。

於一較佳實施例中，該兩組接板實質上呈九十度夾角，藉以個別組接於該兩建築結構體呈九十度夾角相交之兩牆面上。

於一較佳實施例中，該兩組接板係由鋼材所製成。

本案之另一較佳實施概念，在於提供一種減震消能組件，用以組接於欲實施減震之兩建築結構體，該減震消能組件包括：一可承受扭力之彈性緩衝元件，且該可承受扭力之彈性緩衝元件具有兩連接部；以及兩組接板，每一該組接板具有相對之一第一連接面以及一第二連接面；該彈性緩衝元件之兩連接部連接於該兩組接板之該第一連接面，且該兩組接板之該第二連接面與該外界之兩建築結構體固定抵接。

於一較佳實施例中，該可承受扭力之彈性緩衝元件係為一體成型結構，適可承受一外力而產生三維方向之形變，且同時產生一反作用力以牽制該兩建築結構體之相對運動。

於一較佳實施例中，各該組接板具有至少一組接孔，相應之多個定位栓穿設於各該至少一組接孔，以將該兩組接板組接固定於該兩建築結構體上。

於一較佳實施例中，該可承受扭力之彈性緩衝元件係為一線彈簧，該線彈簧之該兩連接部連接於該兩組接板之該第一連接面；其中，該線彈簧係由一鋼材所製成。

於一較佳實施例中，該可承受扭力之彈性緩衝元件係為一扇形柱體，且該扇形柱體之該兩連接部為兩側緣截面，該兩側緣截面抵接於該兩組接板之該第一連接面；其中，該扇形柱體係由一彈性材料所製成。

於一較佳實施例中，自該扇形柱體之該兩側緣截面分別向旁延伸有一翼部；其中，該翼部具有與該組接板之該組接孔相對應之一穿孔，且該定位栓穿設於該翼部之該穿孔以及該組接板之該組接孔。

於一較佳實施例中，該減震消能組件更包括一樞軸，該兩組接板藉由該樞軸相互樞接。

於一較佳實施例中，該兩組接板實質上呈九十度夾角，藉以個別組接於該兩建築結構體呈九十度夾角相交之兩牆面上。

於一較佳實施例中，該兩組接板係由鋼材所製成。

1‧‧‧減震消能組件

10‧‧‧彈性緩衝元件

101‧‧‧連接部

102‧‧‧連接部

11‧‧‧組接板

115‧‧‧組接孔

11a‧‧‧第一連接面

11b‧‧‧第二連接面

2‧‧‧減震消能組件

20‧‧‧彈性緩衝元件

201‧‧‧連接部

202‧‧‧連接部

203‧‧‧翼部

204‧‧‧穿孔

21‧‧‧組接板

210‧‧‧軸孔

213‧‧‧螺母

214‧‧‧鋼材墊片

215‧‧‧組接孔

216‧‧‧定位栓

21a‧‧‧第一連接面

22‧‧‧樞軸

8‧‧‧建築結構體

圖1係為本案第一實施例之減震消能組件之立體示意圖。

圖2係為本案第一實施例之減震消能組件設置於兩建築結構體之俯面示意圖。

圖3係為本案第二實施例之減震消能組件之立體示意圖。

圖4係為本案第二實施例之減震消能組件設置於兩建築結構體之俯面示意圖。

以下之實施例係用以舉例說明本案內容，並非用以限制本案。需說明者，以下實施例及圖式中，與本案無關之元件已省略而未繪示；且為求容易了解起見，部份元件間之尺寸比例與實際實施元件的尺寸比例或有所差異，於此先行敘明。以下說明將依序列舉出本案所提出的兩種較佳實施例。並且，由於建物中的樑柱負責最主要的支撐功能，一旦樑柱受破壞就會使建物的支撐出問題，而本案所提出的減震消能組件，其較佳設置位置就是在樑柱相交之轉角處。

請合併參閱本案圖1以及圖2，圖1係為本案第一實施例之減震消能組件之立體示意圖；圖2係為本案第一實施例之減震消能組件設置於兩建築結構體之俯面示意圖。本案減震消能組件1包括一彈性緩衝元件10以及兩組接板11，彈性緩衝元件10連接設置於兩組接板11之間，以將兩組接板11連接在一起。彈性緩衝元件10具有兩連接部101、102，兩連接部101、102個別連接於相對應之兩組接板11。連接的方式於此並不作限制，可以一般常見的固接方式，像是：銲接、鉚接或其它連接強度高的方式，來強化兩連接部101、102接合於兩組接板11的固接強度。

進一步而言，本案每一組接板11具有相對之一第一連接面11a以及一第二連接面11b。兩連接部101、102個別連接於兩組接板11之第一連接面11a，以連接結合形成本案之減震消能組件1。再者，為了能夠將減震消能組件1固定至建築結構體8(其可為兩樑柱、兩鋼結構體、或是兩RC構造體等)上，組接板11上可設置有至少一組接孔115以供定位栓116(例如：鉚釘，請參圖2插入後再繼續穿入至建築結構體8，藉使組接板11能夠緊密地固接於建築結構體8，同時組接板11之第二連接面11b會抵接於建築結構體8。形成於組接板11之組接孔115可以是預先設置形成；或者是在將減震消能組件1固定於建築結構體8時，利用釘槍或相似類型之工具使定位栓116插入組接板11時而因應形成，上述兩種形成方式皆為可行之設置。

除此之外，彈性緩衝元件10本身及兩組接板11本身因具有一定的材料強度在，故彈性緩衝元件10與兩組接板11穩固連接後將成為一 個具有一定強度的減震消能組件1。因此，若將減震消能組件1固定在兩建築結構體8上，萬一兩建築結構體8有相對運動發生時，固定於兩建築結構體8上的減震消能組件1即會隨著其所連結的兩建築結構體8相對運動而受力產生形變，且同時間產生一反抗該相對運動的力至兩建築結構體8上，而達到減震消能效果。

本案第一實施例中的彈性緩衝元件10係為一線彈簧，線彈簧的材料是採用剛性材料(例如：鋼材)所製成之，其具有高剛性係數。而採用高剛性係數的彈簧的好處是，相較於低剛性係數的彈簧，高剛性係數的彈簧受到外力作用時，抵抗變形的能力及反抗該兩建築結構體8相對運動的力較好。故藉由高剛性的線彈簧，將能減低兩建築結構體8的相對運動幅度，進而消除地震所釋放出的能量，達到良好減震效果。

另一方面，由於建築上相鄰的兩建築結構體8的牆面(或柱面)之間通常為以九十度角正交連接，為因應於此種情形，本案減震消能組件1的兩組接板11亦製作成呈正交的角度，以便施工者將各組接板11固定於兩建築結構體8呈垂直正交的牆面上。此外，為增強減震消能組件1整體的結構強度，兩組接板11較佳亦由鋼材所製成，但並不僅限於此。

於一較佳實施態樣中，由於兩組接板11呈正交，因此將線彈簧設計成其線圈的軸向係平行於兩組裝板11，而線彈簧的線材兩端部(即兩連接部101、102)則垂直地連接於兩組裝板11。藉此垂直結構設計，將能使減震消能組件1更敏銳地感知建築結構體8的相對運動，而反應在減震消能的成效上。

接者說明本案第二實施例的減震消能組件2，請合併參閱圖3及圖4，圖3係為本案第二實施例之減震消能組件之立體示意圖，圖4係為本案第二實施例之減震消能組件設置於兩建築結構體之俯面示意圖。

相似於第一實施例，第二實施例之減震消能組件2包括一彈性緩衝元件20以及兩組接板21，彈性緩衝元件20以其兩連接部201、202連接設置於兩組接板21。異於第一實施例者在於，第二實施例之彈性緩衝元件係由彈性材料所一體成型製成，為方便本案說明起見，接下來將以彈性緩衝元件係為一扇形柱體作說明列舉。

於第二實施例中，為了能夠方便將扇形柱體固定至組接板21，除了以第一實施例所述的使用銲接、鉚接或其它強力連接固定方式，於第二實施中更發展出另一種連接方式，就是自扇形柱體之兩連接部201、202(即兩側緣截面)分別更向旁延伸有一翼部203，設置翼部203之目的是為了向外凸出一部份結構，以與組接板21作結合。結合的方式是，翼部203具有與組接板21之組接孔215相對應之一穿孔204(請參圖4)，並藉由定位栓216穿設於穿孔204以及組接孔215的同時一併將減震消能組件固定於建築結構體8上。於此同時，扇形柱體之兩側緣截面抵接於兩組接板21之第一連接面21a，如此一來，減震消能組件將可固定於建築結構體8上。

為了減少定位栓216對翼部203造成應力集中之損傷，本案使用螺母213鎖固定位栓216時，螺母213與翼部203之間會設置一鋼材墊片214，即以鋼材墊片214與組接板21夾掣翼部203，以避免翼部203被定位栓216穿設處過於脆弱而容易破裂。

當然亦有可能是扇形柱體以其兩側緣截面黏附至組接板21上，而相對應之組接孔215及穿孔204僅作為供定位栓216固定至建築結構體8之用，此亦為熟知本技術者可變更設計之設置。

相似於第一實施例，第二實施例的減震消能組件2的兩組接板21亦作成呈正交的角度，以方便施工者將各組接板21固定於建築結構體8的牆面上。並且，於第二實施例中為增強整體減震消能組件2的結構強度，除了組接板21較佳由鋼材所製成之外，兩組接板21的銜端之處設有軸孔210，其中，減震消能組件2更包括一樞軸22，樞軸22用來穿入軸孔210以樞接連結兩組接板21，使兩組接板21可改變角度。藉此設置，兩建築結構體8在相對移動時，因兩組接板21的樞接連結的關係，使兩組接板21只會作相對的轉動，而不會有相對的位移產生，如此設計的好處是可牽制減低兩建築結構體8的上下位移量，避免減震消能組件2因被拉開太大距離而損壞，以提高減震消能的效果。於此需特別說明者是，第一實施例中的兩組接板11亦可以改成如第二實施例中的兩組接板21，以樞接的方式連接，亦為可行之方式。

除此之外，本案減震消能組件之兩組接板21更可額外增設 電性智慧元件(圖未示)，用以偵測及記錄兩組接板21之間的角度變化，以供作為研究地震的參考資料。電性智慧元件亦可被設置連接於一警報器，於角度變化超過一特定幅度後，警報器即會作響提供人們地震過大，建議進行緊急逃難。

於此需特別說明者為，本案兩個實施例中的彈性緩衝元件(剛性材料製成的線彈簧、彈性材料製成的扇形柱體)，其係為一體成型結構。由於發生地震時人們並無法預測震動的型態及方向，故使用一體成型的彈性緩衝元件可藉由其本身材料特性，良好地吸收緩衝三維方向(而不僅限於單一軸向)的震動而消除能量。再者，使用一體成型結構的彈性緩衝元件更可以吸收兩建築結構體8發生扭轉時的扭力，在發生三維方向之形變的同時，彈性緩衝元件會產生一反作用力以牽制兩建築結構體8之相對運動，藉以達到減震消能的輔助效果。此外，由於彈性緩衝元件為單純的一體成型結構，其製作過程簡單快速、可大量生產，成本更是可以大幅降低。

綜上所述，本案所揭露之減震消能組件，其利用一體成型的彈性緩衝元件連接於兩組接板上，再將兩組接板固定至兩建築結構體，藉以減緩地震時兩建築結構體的相對移動，以減少地震對於整棟建築物的破壞。除此之外，由於地震時常有各種非單一形式的力，使用一體成型的彈性緩衝元件將能有效地對抗剪力，更能對抗扭力，因此提供了良好的減震消能輔助效果。

惟以上所述僅為本案之較佳實施例，非意欲侷限本案的專利保護範圍，故舉凡運用本案說明書及圖式內容所為的等效變化，均同理皆包括於本案的權利保護範圍內，合予陳明。

2‧‧‧減震消能組件

20‧‧‧彈性緩衝元件

201‧‧‧連接部

202‧‧‧連接部

203‧‧‧翼部

204‧‧‧穿孔

21‧‧‧組接板

210‧‧‧軸孔

213‧‧‧螺母

214‧‧‧鋼材墊片

215‧‧‧組接孔

216‧‧‧定位栓

21a‧‧‧第一連接面

22‧‧‧樞軸

8‧‧‧建築結構體

Claims (18)

1. 一種減震消能組件，用以組接於欲實施減震之兩建築結構體，該減震消能組件包括：一彈性緩衝元件，係為一體成型結構，且該彈性緩衝元件具有兩連接部；以及兩組接板，每一該組接板具有相對之一第一連接面以及一第二連接面；該彈性緩衝元件之兩連接部連接於該兩組接板之該第一連接面，且該兩組接板之該第二連接面與該外界之兩建築結構體固定抵接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之減震消能組件，其中該彈性緩衝元件係為一可承受扭力之彈性緩衝元件，適可承受一外力而產生三維方向之形變，且同時產生一反作用力以牽制該兩建築結構體之相對運動。
3. 如申請專利範圍第2項所述之減震消能組件，其中各該組接板具有至少一組接孔，相應之多個定位栓穿設於各該至少一組接孔，以將該兩組接板組接固定於該兩建築結構體上。
4. 如申請專利範圍第3項所述之減震消能組件，其中該彈性緩衝元件係為一線彈簧，該線彈簧之該兩連接部連接於該兩組接板之該第一連接面；其中，該線彈簧係由一鋼材所製成。
5. 如申請專利範圍第3項所述之減震消能組件，其中該彈性緩衝元件係為一扇形柱體，且該扇形柱體之該兩連接部為兩側緣截面，該兩側緣截面抵接於該兩組接板之該第一連接面；其中，該扇形柱體係由一彈性材料所製成。
6. 如申請專利範圍第5項所述之減震消能組件，其中自該扇形柱體之該兩側緣截面分別向旁延伸有一翼部；其中，該翼部具有與該組接板之該組接孔相對應之一穿孔，且該定位栓穿設於該翼部之該穿孔以及該組接板之該 組接孔。
7. 如申請專利範圍第1、4或6項所述之減震消能組件，更包括一樞軸，該兩組接板藉由該樞軸相互樞接。
8. 如申請專利範圍第7項所述之減震消能組件，其中該兩組接板實質上呈九十度夾角，藉以個別組接於該兩建築結構體呈九十度夾角相交之兩牆面上。
9. 如申請專利範圍第1項所述之減震消能組件，其中該兩組接板係由鋼材所製成。
10. 一種減震消能組件，用以組接於欲實施減震之兩建築結構體，該減震消能組件包括：一可承受扭力之彈性緩衝元件，且該可承受扭力之彈性緩衝元件具有兩連接部；以及兩組接板，每一該組接板具有相對之一第一連接面以及一第二連接面；該彈性緩衝元件之兩連接部連接於該兩組接板之該第一連接面，且該兩組接板之該第二連接面與該外界之兩建築結構體固定抵接。
11. 如申請專利範圍第10項所述之減震消能組件，其中該可承受扭力之彈性緩衝元件係為一體成型結構，適可承受一外力而產生三維方向之形變，且同時產生一反作用力以牽制該兩建築結構體之相對運動。
12. 如申請專利範圍第11項所述之減震消能組件，其中各該組接板具有至少一組接孔，相應之多個定位栓穿設於各該至少一組接孔，以將該兩組接板組接固定於該兩建築結構體上。
13. 如申請專利範圍第12項所述之減震消能組件，其中該可承受扭力之彈性緩衝元件係為一線彈簧，該線彈簧之該兩連接部連接於該兩組接板之該 第一連接面；其中，該線彈簧係由一鋼材所製成。
14. 如申請專利範圍第12項所述之減震消能組件，其中該可承受扭力之彈性緩衝元件係為一扇形柱體，且該扇形柱體之該兩連接部為兩側緣截面，該兩側緣截面抵接於該兩組接板之該第一連接面；其中，該扇形柱體係由一彈性材料所製成。
15. 如申請專利範圍第14項所述之減震消能組件，其中自該扇形柱體之該兩側緣截面分別向旁延伸有一翼部；其中，該翼部具有與該組接板之該組接孔相對應之一穿孔，且該定位栓穿設於該翼部之該穿孔以及該組接板之該組接孔。
16. 如申請專利範圍第10、13或15項所述之減震消能組件，更包括一樞軸，該兩組接板藉由該樞軸相互樞接。
17. 如申請專利範圍第16項所述之減震消能組件，其中該兩組接板實質上呈九十度夾角，藉以個別組接於該兩建築結構體呈九十度夾角相交之兩牆面上。
18. 如申請專利範圍第10項所述之減震消能組件，其中該兩組接板係由鋼材所製成。