专利名称：钢筋续接装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钢筋续接的装置，尤其是涉及一种本具可挠动韧性的钢筋续接元件的减震结构。
背景技术：
习知隔震消能系统现今广泛应用作为地震反应控制的设计策略。既有消能减振设计典型的作法，透过增加阻尼延长结构振动周期，或增加结构劲度提升耐震能力，这些方法均属被动控制，结构必须先产生变形，其后消能减振系统才会因应结构变形而产生作用。对于大多数工程师而言，最佳的地震反应控制设计必须具备高安全性同时低成本，既有消能减振系统明显无法满足此一需求。其原因在于低成本主要来自结构构材断面的缩减，要达到此一目标，必须在地震力尚未作用于结构之前，先行衰减其能量。但大多数减振消能系统均作用于结构变形后，构材本身必须先行承担决大部分的地震力，因故无法缩减其断面，此举无疑造成消能结构兴建成本普遍高于一般传统耐震结构。隔震系统系将地震反应予以隔离于下部结构，隔震系统所产生的横向变形可于地震力尚未作用于结构体之前，先行衰减大部分的能量，隔震系统上部结构构材断面因而得以缩减。然则，由于隔震系统一般位于结构体下方，必须承担上部结构产生的垂直轴力与剪力作用，致使隔震组件内部的钢板层与橡胶层厚度增加，组件本体尺寸也随之增大，劲度亦相对增加，因而减底了隔震组件横向变形的能力。如此种种，均使得隔震系统仅能于大地震时发挥作用，中小地震时其作用相对减低。由于隔震消能系统于地震反应控制上仍存有上述诸多的问题点，研发更有效安全与低成本的系统作为替代，在地震日趋剧烈损坏日趋严重的今时今日，实为当务之急。有鉴于此，本实用新型发明人乃积极开发研究，并为改进上述产品的不足，经过长久努力研究与实验，终于开发设计出本实用新型的钢筋续接装置。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种钢筋续接装置，能够解决现有技术中钢筋制成的隔震系统成本高、安全性差问题。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种钢筋续接装置，其于两段钢筋间接有一变形元件，此变形元件具有极佳的应变功用，变形元件主要为内部的记忆合金所构成，在变形元件的两端分别有一续接元件，续接元件具有一插槽，以该插槽固定夹住钢筋的一端。较佳的是，其中在续间元件与变形元件间接有一套接元件。较佳的是，其中变形元件适用于柱形，为于其中心设有记忆合金构成的一芯体，芯体由中间处往两侧分别以一硬质环板与一软质环板间隔设置，使两外端分别为硬质环板， 又于各环板的周边套有一软质变形套，组成的变形体元件两端分别以一盖板借数埋头螺丝由续接元件穿过锁固至盖板内的端面处硬质环板。[0009]较佳的是，其中变形元件适用于梁形，为于为以记忆合金构成一环体，环体套于一中心螺栓的中间无芽部处，环体外套有一外套体，中心螺栓于环体的端面套有一环档板与一软质环圈与一端面环盖板，借中心螺栓两端锁接至续接元件，且端面环盖板与外套体相接。由于采用了上述技术方案，本实用新型所述的钢筋续接装置，运用分路多点之均分方式，将应变分散实施，让一跟长长的钢筋有数段的缓冲接点，于是便如草般随震而摇动，便能提高应变的能力，使钢筋能承受更大的震动，进而提高整个建筑的抗震能力。
图1为本实用新型最简单实施的剖视图。图2为本实用新型柱状实施的剖视图。(使用第一种变形元件)图3为本实用新型的第一种变形元件的剖视图。图4为本实用新型的图3的顶视图。图5为本实用新型的图2的整体实施剖视图。图6为本实用新型梁状实施的剖视图。(使用第二种变形元件)图7为本实用新型的第二种变形元件的剖视图。图8为本实用新型的图6的整体实施剖视图。图9为本实用新型的多质点运动的示意图。主要元件符号说明3钢筋1变形元件11 芯体121、122、123、124、125 硬质环板126、127、128、129 软质环板120软质变形套 13盖板14埋头螺15环体16中心螺栓17外套体180环档板18软质环圈19端面环盖板 190环垫套2续接元件20插槽4套接元件40接合螺栓
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例，进一步说明本实用新型，但不是用来限制本实用新型的保护范围。如图1至图9所示，为本实用新型一种钢筋续接装置，其于两段钢筋3间接有一变形元件1，此变形元件1具有极佳的应变功用，变形元件1主要为内部的记忆合金所构成，在变形元件1的两端分别有一续接元件2，续接元件2具有一插槽20，以该插槽20固定夹住钢筋3的一端；变形元件1 (使用第二种变形元件)适用于柱形(图1至图5，其中图1极简实施，即不设置一套接元件4于变形元件1与续接元件2之间，两种变形元件均适用；在套接元件2为一端分别有一内螺纹端，续接元件2也设有一内螺纹端，在两内螺纹端间接有一接合螺栓40)，为于其中心设有记忆合金构成的一芯体11，芯体11由中间处往两侧分别以一硬质环板121、122、123、124、125 (钢板、图4)与一软质环板126、127、128、129 (高阻尼橡胶、第四图)间隔设置，使两外端分别为硬质环板124、125，又于各环板121 129的周边套有一软质变形套120 (橡胶)，组成的变形元件两端分别以一盖板13借数埋头螺丝14 (参阅图4、图5，可有四根埋头螺丝、且可多可少)由续接元件2 (或套接元件4)穿过锁固至盖板 13内的端面处硬质环板124、125处，便完成组接；其实施如图5中所示。变形元件1 (使用第二种变形元件)适用于梁形(图6至图8所示)，为设有以记忆合金构成的一环体15，环体15套于一中心螺栓16的中间无芽部处，环体15外套有一外套体17(钢质)，中心螺栓16 于环体15的端面借一环档板180 (钢质)套有一软质环圈18 (高张力橡胶与密封填充物)， 软质环圈18外以一端面环盖板19 (钢制)借一环垫套190 (或小螺帽)让中心螺栓16两端分别锁接至续接元件2 (的内螺纹端比照图1或套接元件4的内螺纹端(如图6))，且端面环盖板19与外套体17相接；其实施如图8所示。环体15为铅钛合金制成，且以填充方式完成。第二种变形元件其直接以中心螺栓16达成锁接的功用。设有套接元件4，让变形元件与续接元件都是于工厂中组装完成，现场利用套接元件便能很容易组合。此种架构远比习知的绑钢筋方式柔轫很多。结构损坏主因由于本身的自然振动周期与地震周期相等而发生共振现象，造成结构振幅增大进而崩塌。一般多质点结构的消能减振，以消能减振元件衰减各质点因外力量产生的振动与振幅，避免共振的发生，同时提供结构本身的变形衰减地震能量。由根本观之，结构系统本身的安全性与可靠度，由其赘余度所决定，赘余度愈高，其安全及可靠度愈佳。然则一般结构在分析时，不管结构本体由任何材料所构成，一律将之视为由单一材料强度与特性所构成的均质结构，同时将多层结构模拟成多质点系统。每层结构以一质点作为代表，并将结构梁、柱构材施加消能减振元件的效果视为楼层的效果，此种方法无疑减少了结构赘余度。对于某些特殊构造而言，像是钢筋混凝土构造，本身由钢筋绑扎混凝土浇置所构筑而成，实际上是由两种材料所构成的非均质结构，如果将之放大来看，它实际上可视为是由数根单支钢筋相互续接而成，因此，如果将之视为一多质点结构的集合，如图9所示。 则其赘余度相较于将之视为单一多质点系统时，也增加许多。事实上，我们仅需小型消能元件来抵抗小振幅，同时使得系统透过自振恢复平衡状态。这意味着我们必须利用结构系统赘余度使振幅缩小，换句话说就是将整个多质点系统的振动，分散到各单一质点上。这就是可挠动韧性钢筋续接元件装置的基本概念，因为它们本身具备较小的劲度与柔度，结构本体因地震而起的振动将分散发生于其上，促使各质点本身产生小幅振动借以衰减地震能量，在振动逐步消减的同时，结构系统透过本身所产生的自振来恢复平衡。可挠动韧性钢筋续接元件装置区分为两种型态，装置于柱构材质点上的「高阻尼韧性续接器」(The High Tenacity Mechanical Couplers)，与装置于梁构材质点上的「高塑性续接器」(The High Plastic Mechanical Couplers)。「高阻尼韧性续接器」由一个小型的抗摩擦消能元件与传统的钢筋续接器所组成。抗摩擦消能元件系可由内部的记忆金属材料或非金属高分子类抗摩擦复合材料与钢构元件所构成，可提供元件侧向变形与垂直承载能力。元件本体中并加入记忆合金增加消能同时减小本体的位移。[0037]「高塑性续接器」则由一个小型的记忆合金元件与传统钢筋续接器所组成。记忆合金元件内部安装有依结构行为与规格所订制的特殊合金材料，该材料具备高度的塑性，当装置受力变形时，材料本身将产生大规模塑性变形以消散作用力。同时，因合金材料本身不会产生应变硬化与金属疲劳，该装置本身具备高度的工作性与耐久性。两种装置所使用的钢筋续接器主要用来续接构材内部的钢筋，由于钢筋本身不需因车牙而减少断面积，可保持钢筋材料本身原有的钢性与有效劲度。钢筋续接点本身因而具有强韧性，高强度及高精准性，优于传统结构。学理说明高阻尼韧性续接器高阻尼韧性续接器的工作性包含垂直劲度与水平劲度。高阻尼韧性续接器的垂直劲度，分别可由内部的记忆金属材料或非金属高分子类抗摩擦复合材料、钢构组件及记忆合金材料所承载，水平劲度则分别由非金属复合材料与记忆合金材料所承载。式1-1所示为高阻尼韧性续接器的垂直劲度计算学理。
权利要求1.一种钢筋续接装置，其特征在于，其于两段钢筋间接有一变形元件，此变形元件具有极佳的应变功用，变形元件主要为内部的记忆合金所构成，在变形元件的两端分别有一续接元件，续接元件具有一插槽，以该插槽固定夹住钢筋的一端。
2.根据权利要求1所述的钢筋续接装置，其特征在于其中在续间元件与变形元件间接有一套接元件。
3.根据权利要求1所述的钢筋续接装置，其特征在于其中变形元件适用于柱形，为于其中心设有记忆合金构成的一芯体，芯体由中间处往两侧分别以一硬质环板与一软质环板间隔设置，使两外端分别为硬质环板，又于各环板的周边套有一软质变形套，组成的变形体元件两端分别以一盖板借数埋头螺丝由续接元件穿过锁固至盖板内的端面处硬质环板。
4.根据权利要求1所述的钢筋续接装置，其特征在于其中变形元件适用于梁形，为于为以记忆合金构成一环体，环体套于一中心螺栓的中间无芽部处，环体外套有一外套体，中心螺栓于环体的端面套有一环档板与一软质环圈与一端面环盖板，借中心螺栓两端锁接至续接元件，且端面环盖板与外套体相接。
专利摘要本实用新型公开了一种钢筋续接装置，其于两段钢筋间接有一变形元件，此变形元件具有极佳的应变功用，变形元件主要为内部的记忆合金所构成，在变形元件的两端分别有一续接元件，续接元件具有一插槽，以该插槽固定夹住钢筋的一端。使钢筋能承受更大的震动，进而提高整个建筑的抗震能力，本实用新型可用于各种需要钢筋续接装置的场合。
文档编号E04C5/16GK202055415SQ20112003666
公开日2011年11月30日 申请日期2011年2月12日 优先权日2011年2月12日
发明者任谅恭, 卢冈良 申请人:任大卫, 任洁, 任谅恭