专利名称：销接式屈曲约束支撑装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种屈曲约束支撑装置，特别是涉及一种销接式屈曲约束支撑装置。
背景技术：
地震是一种难以避免的天然灾害，每当强度剧烈的地震发生时，常造成房屋、桥梁等建筑物倒塌，使人民承受巨大的经济财产损失甚至危及生命安全。而位处于地震发生频繁的环太平洋板块边缘的地区，更是饱受地震的高度威胁。为了降低地震造成建筑倒塌的机率，在现有建筑结构中常会利用屈曲约束支撑装置对结构进行辅助的支撑，将长条型的屈曲约束支撑装置斜向地以两端固定于建筑结构，利用斜撑方式传递地震发生时造成的剪力，有效地吸收能量以保护建筑的主体结构。参阅图1，为一种现有的销接式屈曲约束支撑装置1，包含四条延伸呈长条型的承板11 (图中仅显示其中之一)、一沿该承板11的延伸方向延伸而包围所述承板11的围束单元12、及一个销接单元13。销接单元13包括两个分别套设于围束单元12的两相反端部的销接件131。每一销接件131由围束单元12的端部向外延伸，并形成一贯穿销接件131的销接孔132，用以供一插销穿设而与建筑结构相互连接固定。在地震发生时，驱使建筑结构变形的力通过所述销接件131传递至承板11与围束单元12，利用承板11产生的应变有效地吸收地震的能量，并通过包覆该承板11的围束单元12进一步防止承板11因承受轴向应力而发生挫屈，达到保护建筑主体结构以防止建筑崩塌的效果。然而，现有的销接式屈曲约束支撑装置I在支撑时，应力的传递是由其中一端的销接件131通过承板11与围束单元12后再转换到另一端的销接件131，这种反复通过多个不同元件的应力传递方式将使销接件131与承板11及围束单元12的相接处产生较大的应力集中，导致销接式屈曲约束支撑装置I容易在各元件连接处发生损坏。此外，因为销接式屈曲约束支撑装置I是通过与销接单元13非一体连接的承板11共同承受应力，使销接式屈曲约束支撑装置I能提供的支撑力较为有限，为了使整体的支撑力能达到所需的要求，销接式屈曲约束支撑装置I需要具备较大的宽度与体积，故难以配合建筑结构薄型化的需求。因此，现有的销接式屈曲约束支撑装置I确实仍有待改善的空间。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种高支撑强度的销接式屈曲约束支撑装置。本实用新型的另一目的在于提供一种降低整体的体积的销接式屈曲约束支撑装置。本实用新型销接式屈曲约束支撑装置包含至少一轴力单元及一围束单元。轴力单元整体沿一第一方向延伸，并包括两个沿该第一方向间隔排列的销接机构、及一个以两相反端连接所述销接机构的连接板。每一销接机构呈平行该连接板的平板状，且于垂直该第一方向的横截面面积大于该连接板于垂直该第一方向的横截面面积，并具有一贯穿该销接机构的第一销接孔。围束单元沿该第一方向延伸，并包覆该连接板与所述销接机构的大部分区域而使所述第一销接孔外露于该围束单元外。较佳地，每一个销接机构的截面面积大于该连接板的截面面积。较佳地，所述销接机构邻近该连接板的一端在垂直该第一方向的横截面面积向该连接板的方向逐渐束缩。较佳地，每一个销接机构具有一个平行该连接板而用以形成该第一销接孔的主板部、及一个垂直穿设于该连接板与该主板部的连接处的横向板部。较佳地，该主板部与该连接板一体成型。较佳地，所述销接式屈曲约束支撑装置还包含至少一个设于该连接板的承板；该承板沿该第一方向延伸并以两相反端分别连接两横向板部。较佳地，该承板垂直穿设于该连接板并与该横向板部一体成型。较佳地，每一个销接机构还具有两个沿一个垂直该第一方向的第三方向间隔并排于该主板部两相反侧的强化板部；所述强化板部垂直固定于该横向板部，并分别形成一个位置对应于该第一销接孔的第二销接孔。较佳地，所述销接式屈曲约束支撑装置还包含两个沿一个垂直该第一方向的第二方向彼此间隔并排的承板；所述承板通过该连接板相互连接。较佳地，所述销接式屈曲约束支撑装置包含两个所述轴力单元，并还包含至少一个沿该第一方向延伸的承板；所述轴力单元沿一个垂直该第一方向的第三方向彼此间隔并排地设于该承板，并与该承板相互垂直。较佳地，每一个轴力单元的连接板设于该承板的其中一个板面；每一个轴力单元分别具有一个供该承板穿设固定的焊接槽，每一个焊接槽各形成一个缺口 ；每一个轴力单元的缺口与连接板分别位于该承板的相反两板面。较佳地，所述销接式屈曲约束支撑装置包含两个沿一个垂直该第一方向的第三方向彼此间隔并排的所述轴力单元，并还包含两个分别设于各轴力单元相反于另一个轴力单元的一侧且沿该第一方向延伸的承板。本实用新型的有益效果在于:通过销接机构直接设置于连接板的设计，使销接式屈曲约束支撑装置在支撑时，应力不须在各元件间传递而不易于各元件的连接处发生应力集中而导致损坏。此外，呈平板状的销接机构平行连接于连接板的两端，使销接式屈曲约束支撑装置的宽度降低而能配合建筑结构薄型化的需求。另外，通过销接机构具有一体地连接于连接板的主板部与垂直主板部的横向板部，达到提升整体稳定性与支撑力的效果。
图1是一部分剖视图，说明一种现有的销接式屈曲约束支撑装置。图2是一部分剖视图，说明本实用新型销接式屈曲约束支撑装置的第一较佳实施例。图3是一俯视透视图，说明该第一较佳实施例的一连接板。图4是一侧视透视图，说明该第一较佳实施例的内部结构。图5是一部分剖视图，说明本实用新型销接式屈曲约束支撑装置的第二较佳实施例。图6是一俯视透视图，说明该第二较佳实施例的一横向板部。图7是一侧视透视图，说明该第二较佳实施例的内部结构。图8是一部分剖视图，说明本实用新型销接式屈曲约束支撑装置的第三较佳实施例。图9是一俯视透视图，说明该第三较佳实施例的一承板。图10是一部分剖视图，说明该第三较佳实施例的一横切面。图11是一分剖视图，说明一种承板平行于连接板的变化态样。图12是一部分剖视图，说明本实用新型销接式屈曲约束支撑装置的第四较佳实施例。图13是一俯视透视图，说明该第四较佳实施例的内部结构。图14是一侧视透视图，说明一种设置两承板的变化态样。图15是一主视图，说明一种设置两承板的变化态样。图16是一部分剖视图，说明本实用新型销接式屈曲约束支撑装置的第五较佳实施例。图17是一俯视透视图，说明该第五较佳实施例的内部结构。图18是一部分剖视图，说明一种该第五较佳实施例设置三轴力单元的变化态样。图19是一视透视图，说明一种该第五较佳实施例设置三轴力单元的变化态样。图20是一俯视透视图，说明本实用新型销接式屈曲约束支撑装置的第六较佳实施例。图21是一主视图，说明该第六较佳实施例的两轴力单元。图22是一主视图，说明该第六较佳实施例的一种变化态样。图23是一部分剖视图，说明本实用新型销接式屈曲约束支撑装置的第七较佳实施例。图24是一侧视图，说明该第七较佳实施例的一轴力单元结构。图25是一俯视图，说明该第七较佳实施例的内部结构。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明。在本实用新型被详细描述前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表不。参阅图2至图4，为本实用新型销接式屈曲约束支撑装置的第一较佳实施例，包含一轴力单元3及一围束单元4。轴力单元3整体沿一第一方向Xl延伸，并包括两个沿该第一方向Xl间隔排列的销接机构31、及一个以两相反端连接所述销接机构31的连接板32。每一销接机构31具有一平行该连接板32的主板部311。主板部311呈平行连接板32的平板状。每一销接机构31于主板部311上形成有一个贯穿该主板部311的第一销接孔312。围束单元4沿第一方向Xl延伸，并包覆连接板32与销接机构31的大部分区域而让所述第一销接孔312外露于围束单元4外。通过围束单元4的包覆，使连接板32与销接机构31获得一辅助的固定支撑,而不易在受力时于垂直该第一方向Xl的一第二方向X2与一第三方向X3发生挫屈变形，让销接式屈曲约束支撑装置的整体结构与支撑力得到进一步的强化。本实用新型销接式屈曲约束支撑装置在使用时，位于连接板32两端的销接机构31通过第一销接孔312分别供一插销(图未示)穿设固定，借此插销的固定使销接式屈曲约束支撑装置与建筑结构相互连接；此种销接的连接方式使屈曲约束支撑装置与建筑结构在相连接处可以相对枢转，能避免建筑结构发生形变时不必要的弯矩传递至轴力单元3，不会让轴力单元3因承受不必要的剪应力而降低保护建筑结构的效果。在地震发生使建筑结构受到产生形变的应力时，部分应力通过销接机构31的主板部311传递至轴力单元3而被吸收。其中，本实用新型通过销接机构31在第二方向X2与第三方向X3的宽度变化，使位于轴力单元3中央的连接板32横截面面积小于位于两端的销接机构31，因此在轴力单元3承受轴向负担时，受到围束单元4包覆强化的连接板32处所受的应力会比销接机构31先超过材料线性弹性形变的降伏应力，而开始发生非线性的塑性形变以大量吸收地震所引致的能量，借此达到良好的消能效果来保护建筑结构；而轴力单元3两端的销接机构31承受的应力则因还保持在线性的弹性形变应力范围内，所以能确保销接式屈曲约束支撑装置与建筑结构连接处仍保持稳固的连接。在本实施例中，由于销接机构31直接设置于连接板32两端，因此在销接式屈曲约束支撑装置支撑时，应力不须在多个元件间传递，不会于各元件连接处产生应力集中而不易损坏。此外，通过轴力单元3的销接机构31直接平行连接于连接板32的两端的设计，大幅缩减了围束单元4所需包围轴力单元3的宽度，能达到缩减体积以配合建筑结构薄型化设计的功效。参阅图5至图7，为本实用新型销接式屈曲约束支撑装置的第二较佳实施例。与第一较佳实施例大致相同，惟在第二较佳实施例中，每一销接机构31还具有一垂直穿设于该连接板32与该主板部311连接处的横向板部313 ;且主板部311与连接板32 —体成型。本实施例通过垂直设于主板部311的横向板部313设计，增加了轴力单元3两端部的稳定性，防止轴力单兀3外露于围束单兀4的部分在受力时于垂直于该第一方向Xl的第三方向X3上发生挫屈；并能依使用需求采用于第三方向X3的宽度不同的横向板部313，以达到减小围束单元4宽度的薄型化需求。参阅图8至图10，为本实用新型销接式屈曲约束支撑装置的第三较佳实施例。与第二较佳实施例大致相同，惟在第三较佳实施例中，销接式屈曲约束支撑装置还包含一垂直穿设于该连接板32的承板2。该承板2沿第一方向Xl延伸并以两相反端分别一体成型地连接两横向板部313。本实施例利用增加了一设于该连接板32的承板2，使销接式屈曲约束支撑装置除了提供主要轴向支撑力的连接板32外，还多了辅助支撑的承板2而提升了整体的轴力支撑强度。其中承板2 —体成型于横向板部313的配置，不但使销接式屈曲约束支撑装置的元件连接较稳固且制作简易。需特别强调地，承板2的配置不以本实施例中以一块承板2垂直穿设于连接板32为限，如图11所示，也可改用两块承板2平行固定于连接板32两侧面，以使整体结构更为薄型化，仅需使承板2达到辅助连接板32轴向支撑的效果即可。参阅图12与图13，为本实用新型销接式屈曲约束支撑装置的第四较佳实施例。与第三较佳实施例大致相同，惟在第四较佳实施例中，每一销接机构31还具有两个沿第三方向X3间隔并排于主板部311两相反侧的强化板部314。所述强化板部314垂直固定于横向板部313，并分别形成一位置对应于第一销接孔312的第二销接孔315，而用以配合第一销接孔312共同供一插销穿设使销接式屈曲约束支撑装置连接于建筑结构。销接机构31因强化板部314的设置增加了与建筑结构相互连接的构造，使销接式屈曲约束支撑装置与建筑结构的连结更为稳固，也增加了轴力单元3端部的横截面面积而使其强度提升，在吸收地震能量时更不易于连结建筑结构的销接机构31处发生非线性的塑性变形。此外，承板2的数量也可依使用需求设置为一块以上。如图14与图15所示，是一种包含两承板2的实施态样，两承板2沿第二方向X2彼此间隔并排，且以连接板32相互连接，使整体的轴向支撑力与稳定性更佳，同时也能较单一承板2的设计使每一承板2以更小的第三方向X3宽度达到相同的强化支撑效果，让围束单元4所需包覆的体积得以缩减。参阅图16与图17，为本实用新型销接式屈曲约束支撑装置的第五较佳实施例。相似于第三较佳实施例，第五较佳实施例包含两个轴力单元3、一围束单元4、及一沿第一方向Xl延伸的承板2。所述轴力单元3沿第三方向X3彼此间隔并排地设于该承板2，并与承板2相互垂直。本实施例因多个轴力单元3的设计，增加了提供轴向支撑力的结构而使整体具备更佳的支撑及提高轴力承载能力；且由于每一端部连接于建筑结构的销接机构31数量增加而能更稳固地与建筑结构连结。易于理解地，轴力单元3的数量并不以本实施例中的两个为限，如图18与图19所示，即为一承板2上并排了三个轴力单元3的设计态样。当然，也可依使用者需求设置四个、五个或五个以上的轴力单元3，使轴向支撑力与固定性更进一步提闻。参阅图20与图21，为本实用新型销接式屈曲约束支撑装置的第六较佳实施例。近似于第五较佳实施例，第六较佳实施例包含两个沿第三方向X3彼此间隔并排的轴力单元
3、一围束单元4、及两个分别设于两轴力单元3相反于另一轴力单元3的一侧面的承板2。各承板2且沿第一方向Xl延伸而垂直于轴力单元3。第六较佳实施例与第五较佳实施例的主要差异为:两承板2是分别设置于两轴力单元3的外侧，使两轴力单元3相互间隔而不以承板2相连接，故承板2沿第三方向X3的宽度不须配合两轴力单元3的间隔距离制造。而连接每一轴力单元3的承板2数量也可设为两个(如图22所示)、三个或三个以上，以进一步强化销接式屈曲约束支撑装置的轴向支撑力。参阅图23至图25，为本实用新型销接式屈曲约束支撑装置的第七较佳实施例。类似于第五较佳实施例，惟在第七较佳实施例中承板2沿第三方向X3穿过两轴力单元3 ;且须强调地，每一轴力单元3的连接板32仅设于该承板2的其中一板面，而并非如第五较佳实施例的连接板32同时位于承板2的两个相反板面，借此让每一轴力单元3形成一个用以供承板2穿设固定的焊接槽33 ;而每一焊接槽33各形成一与连接板32分别位于承板2的相反两板面的缺口 331。此种连接板32仅位于承板2 —侧面使焊接槽33形成缺口 331的设计，除了让轴力单元3的连接板32不须在承板2两侧面皆与承板2紧密配合而更易于组装外，同时也具有降低轴力单元3的焊接槽33处的制作精度需求与难度的效果。综上所述，本实用新型通过轴力单元3中销接机构31直接一体地设于连接板32，使销接式屈曲约束支撑装置在支撑时应力不须在各元件间转换传递，因此不会如现有的销接式屈曲约束支撑装置般在各元件连接处产生应力集中，故较不易发生损坏而具备更佳的强度及稳定性。此外，位于轴力单元3两端的销接机构31与位于中央的连接板32呈平行，能使围束单元4所需包覆的宽度缩小，达到缩减整体体积以配合斜撑薄型化设计的效果。另外，由于本实用新型可采用多个轴力单元3或多个承板2的设计，所以在制造时可依支撑强度需求与体积需求，设置不同数量及宽度的轴力单元3或承板2，让销接式屈曲约束支撑装置的支撑强度、整体稳定性、及体积都能良好地配合使用需求进行不同变化的设计，故确实能达成本实用新型的目的。以上所述仅为本实用新型较佳实施例，然其并非用以限定本实用新型的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本实用新型的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。
权利要求1.一种销接式屈曲约束支撑装置，包含: 至少一个轴力单元，整体沿一个第一方向延伸，并包括两个沿该第一方向间隔排列的销接机构，每一个销接机构具有一个贯穿该销接机构的第一销接孔；及 一个围束单元，沿该第一方向延伸，并包覆该轴力单元的部分区域而使所述第一销接孔外露于该围束单元外； 其特征在于，该轴力单元还包括一个以两相反端连接所述销接机构的连接板；每一个销接机构呈平行该连接板的平板状，且于垂直该第一方向的横截面面积大于该连接板于垂直该第一方向的横截面面积；该围束单元包覆该连接板与所述销接机构的大部分区域。
2.根据权利要求1所述的销接式屈曲约束支撑装置，其特征在于，每一个销接机构的截面面积大于该连接板的截面面积。
3.根据权利要求2所述的销接式屈曲约束支撑装置，其特征在于，所述销接机构邻近该连接板的一端在垂直该第一方向的横截面面积向该连接板的方向逐渐束缩。
4.根据权利要求1所述的销接式屈曲约束支撑装置，其特征在于，每一个销接机构具有一个平行该连接板而用以形成该第一销接孔的主板部、及一个垂直穿设于该连接板与该主板部的连接处的横向板部。
5.根据权利要求4所述的销接式屈曲约束支撑装置，其特征在于，该主板部与该连接板一体成型。
6.根据权利要求5所述的销接式屈曲约束支撑装置，其特征在于，还包含至少一个设于该连接板的承板；该承板沿该第一方向延伸并以两相反端分别连接两横向板部。
7.根据权利要求6所述的销接式屈曲约束支撑装置，其特征在于，该承板垂直穿设于该连接板并与该横向板部一体成型。
8.根据权利要求7所述的销接式屈曲约束支撑装置，其特征在于，每一个销接机构还具有两个沿一个垂直该第一方向的第三方向间隔并排于该主板部两相反侧的强化板部；所述强化板部垂直固定于该横向板部，并分别形成一个位置对应于该第一销接孔的第二销接孔。
9.根据权利要求1所述的销接式屈曲约束支撑装置，其特征在于，还包含两个沿一个垂直该第一方向的第二方向彼此间隔并排的承板；所述承板通过该连接板相互连接。
10.根据权利要求1所述的销接式屈曲约束支撑装置，其特征在于，包含两个所述轴力单元，并还包含至少一个沿该第一方向延伸的承板；所述轴力单元沿一个垂直该第一方向的第三方向彼此间隔并排地设于该承板，并与该承板相互垂直。
11.根据权利要求10所述的销接式屈曲约束支撑装置，其特征在于，每一个轴力单元的连接板设于该承板的其中一个板面；每一个轴力单元分别具有一个供该承板穿设固定的焊接槽，每一个焊接槽各形成一个缺口 ；每一个轴力单元的缺口与连接板分别位于该承板的相反两板面。
12.根据权利要求1所述的销接式屈曲约束支撑装置，其特征在于，包含两个沿一个垂直该第一方向的第三方向彼此间隔并排的所述轴力单元，并还包含两个分别设于各轴力单元相反于另一个轴力单元的一侧且沿该第一方向延伸的承板。
专利摘要一种销接式屈曲约束支撑装置，包含至少一轴力单元及一围束单元。轴力单元沿一第一方向延伸，并包括两个沿第一方向间隔排列的销接机构、及一连接两销接机构的连接板。每一销接机构呈平行连接板的平板状且横截面面积大于连接板的横截面面积，并具有一贯穿销接机构的第一销接孔。围束单元包覆连接板与销接机构的大部分区域而使等第一销接孔外露。通过销接机构直接设置于连接板的设计，使支撑时应力不须在各元件间传递而不易导致损坏；并利用销接机构平行连接板的配置，使整体能配合建筑结构薄型化的需求。
文档编号E01D19/00GK203034634SQ20132002271
公开日2013年7月3日 申请日期2013年1月16日 优先权日2013年1月16日
发明者蔡克铨, 吴安杰, 林保均 申请人:财团法人国家实验研究院