TWI439597B - Method of manufacturing thin - type buckling system - Google Patents

Description

薄型挫屈束制支撐裝置的製造方法

本發明是有關於一種挫屈束制支撐裝置的製造方法，特別是指一種薄型的挫屈束制支撐裝置的製造方法。

目前在一建築物的鋼骨結構上，經常裝設一挫屈束制支撐裝置(Buckling Restrained Braces，簡稱BRB)，而其功用在於，當發生外在擾動(尤其為地震力擾動)時，挫屈束制支撐裝置會代替鋼骨結構先承受樓層之剪力，避免鋼骨結構受損，達成消能的效果。

參閱圖1，為一種習知的挫屈束制支撐裝置1，挫屈束制支撐裝置1裝設在一鋼骨結構13的二接合板14之間，其包含一軸力構件11以及一包覆於軸力構件11外的圍束構件12，並且在裝設挫屈束制支撐裝置11時，藉由軸力構件11外露於圍束構件12的兩端分別搭接於接合板14而連接於鋼骨結構13。

然而，此類的挫屈束制支撐裝置1的結構，不論是體積或重量均相當可觀而較笨重，導致在使用上的不便。並且，習知的挫屈束制支撐裝置1的截面形狀為正方形或圓形，也就是說，挫屈束制支撐裝置1不論以哪一側面對應鋼骨結構13裝設，其所需的空間是固定的，以致於減少了鋼骨結構13所構成的室內空間。

有鑑於此，對於習知的挫屈束制支撐裝置1還有進一步改良設計的空間，以減少挫屈束制支撐裝置1所需的空間且又能保持消能的效果。

因此，本發明之目的，在於提供一種薄型挫屈束制支撐裝置的製造方法。

於是，本發明薄型挫屈束制支撐裝置的製造方法，包含下列步驟：步驟A：選取一適當尺寸的中空套管。步驟B：選取一呈板狀的軸力本體，並於軸力本體的兩端緣頂面與底面分別設置二第一板段及二第二板段，以做為一軸力構件，並且使第一板段與第二板段的外露端相互配合形成複數接合凹槽。步驟C：將軸力構件置入中空套管內，並使接合凹槽外露於中空套管。步驟D：填充可凝固為剛性結構的可硬固材料於中空套管內。

本發明之另一目的，在於提供另一種薄型挫屈束制支撐裝置的製造方法。

於是，本發明另一的薄型挫屈束制支撐裝置的製造方法，包含下列步驟：步驟A：選取一適當尺寸的中空套管。

步驟B：提供一中間板以及尺寸長於中空套管與中間板的一第一板體及一第二板體，第一板體與第二板體的兩端緣設有一接合凹槽，並將第一板體與第二板體垂直地設於中間板的兩側以形成一軸力構件。步驟C：將軸力構件置入中空套管內，並且使第一板體與第二板體的兩端緣外露於中空套管。步驟D：填充可凝固為剛性結構的可硬固材料於中空套管內。

本發明之另一目的，在於提供又另一種薄型挫屈束制支撐裝置的製造方法。

於是，本發明又另一的薄型挫屈束制支撐裝置的製造方法，包含下列步驟：步驟A：選取一適當尺寸的中空套管。步驟B：選取尺寸長於中空套管的一第一板體及一第二板體，並於第一板體與第二板體的兩端緣分別形成一接合凹槽。步驟C：將第一板體與第二板體間隔地置於中空套管內，並使接合凹槽外露於中空套管。步驟D：填充可凝固為剛性結構的可硬固材料於中空套管內。

本發明之另一目的，在於提供一種薄型挫屈束制支撐裝置的軸力構件。

於是，本發明的軸力構件，是應用於一薄型挫屈束制支撐裝置，該挫屈束制支撐裝置用以連接於一鋼材結構的二接合板之間且包含一圍束構件，本發明軸力構件包含一軸力本體、二第一板件及二第二板件。軸力本體受該圍束構件包覆。兩第一板件分別連接該軸力本體兩端且外露於該圍束構件，該等一板件是與該等接合板呈垂直，並且形成一供該接合板置入的接合凹槽。兩第二板件分別與該等第一板件相間隔地連接該軸力本體兩端且外露於該圍束構件，該等二板件是與該等接合板呈垂直，並且形成另一供該接合板置入的接合凹槽。因此，該挫屈束制支撐裝置可藉由軸力構件的該等接合凹槽連接於鋼材結構的兩接合板之間。

本發明之功效在於，薄型挫屈束制支撐裝置的製造方法是簡單省材的製造方法。再者，藉由軸力構件的結構設計，薄型挫屈束制支撐裝置能以設於兩端緣的接合凹槽接合於兩接合板之間，而達到消能的功用，並且整體為薄型結構可減少所佔據的空間。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之三個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2，為本發明薄型挫屈束制支撐裝置的軸力構件4之第一較佳實施例，挫屈束制支撐裝置201適於連接一鋼材結構的二接合板9之間而用以消能，挫屈束制支撐裝置201包含一圍束構件3及一軸力構件4，其中，軸力構件4設置於圍束構件3內並其兩端外露與兩接合板9相連接，詳細敘述如下。

參閱圖2~圖5，圍束構件3包括一剛性結構且供軸力構件4置入的中空套管31及一設置於中空套管31與軸力構件4之間的可硬固材料32，需說明的是，中空套管31的截面形狀呈長方形。

參閱圖2~圖5，軸力構件4包括一呈板狀且受圍束構件3包覆的軸力本體41、二分別連接軸力本體41兩端緣且外露於圍束構件3的第一板件42及二分別與第一板件42相間隔地連接軸力本體41兩端緣且外露於圍束構件3的第二板件43。軸力本體41的兩端緣凸出於圍束構件3並具有一頂面411及一底面412，而每一第一板件42與每一第二板件43具有一直立地設置於軸力本體41端緣之頂面411的第一板段441及一直立地設置於軸力本體41端緣之底面412的第二板段442。值得注意的是，第一板段441與第二板段442的一端與軸力本體41相連接且受圍束構件3的包覆，而第一板段441與第二板段442的另一端凸出於圍束構件3與軸力本體41，使得相對應的第一板段441與第二板段442的外露端相配合形成一用以供接合板9置入的接合凹槽443。

當挫屈束制支撐裝置201以接合凹槽443與兩接合板9相連接時，軸力本體41凸出圍束構件3的兩端緣分別與接合板9相向，並且，板狀的軸力本體41與接合板9呈水平狀態，而第一板件42與第二板件43的第一板段441與第二板段442分別與接合板9呈垂直狀態，再者，第一板段441與第二板段442連接於軸力本體41的一端頂抵中空套管31的內壁面。值得一提的是，中空套管31外型為長方型，使得整體的挫屈束制支撐裝置201為長方型體，也就是其長寬比大於1，故其體積薄於習知截面呈正方形或圓形的挫屈束制支撐裝置，如此一來，可減少挫屈束制支撐裝置201應用於鋼材結構時所佔據的空間。並且，藉由軸力構件4的結構設計，於挫屈束制支撐裝置201的兩端形成有成對的接合凹槽443，使得挫屈束制支撐裝置201能裝設於兩接合板9之間，而達到消能的目的。

此外，軸力本體41分別於中空套管31的端緣處向內呈頸縮狀，如圖2所示；第一板段441與第二板段442連接於軸力本體41的一端呈角形，如圖3所示，藉此，增加挫屈束制支撐裝置201之結構在兩端的勁度(Stiffness)與強度(Strength)，以避免挫屈發生於與接合板9連接處，而使整體能均衡受力。

參閱圖6，本發明挫屈束制支撐裝置201之製造方法的較佳實施例，包含以下步驟：

步驟901：選取一適當尺寸的中空套管31，如圖7所示。在本實施例中，選取的中空套管31的材質為鋼材且呈長方型。

步驟902：選取一呈板狀的軸力本體41，並於軸力本體41的兩端緣頂面411與底面412分別設置二第一板段441及二第二板段442，以形成一軸力構件，並且使第一板段441與第二板段442的外露端相互配合形成複數接合凹槽443，如圖8所示。在本實施例中，藉由焊接將第一板段441與第二板段442直立地設置於軸力本體41的端緣，而軸力本體41、第一板段441與二第二板段442的材質亦為鋼材。

步驟903：將軸力構件置入中空套管31內，並使接合凹槽443外露於中空套管31，如圖9所示。需說明的是，當軸力構件41置於中空套管31時，第一板段441與第二板段442相連於軸力本體41的一端頂抵於中空套管31的內壁面與軸力本體41之間，藉此達到穩固與強化結構性的目的。

步驟904：填充可凝固為剛性結構的可硬固材料32於中空套管31內。在本實施例中，可硬固材料32為結構混凝土或是環氧樹脂。

因此，經由上述的步驟901~步驟904即可完成挫屈束制支撐裝置201，如圖9所示。而相較於習知的挫屈束制模組的製造方法，挫屈束制支撐裝置201的製造方法簡單省材且可使挫屈束制支撐裝置201達到薄型化的目的。

參閱圖10，為本發明薄型挫屈束制支撐裝置的軸力構件6之第二較佳實施例，挫屈束制支撐裝置202適於連接一鋼材結構的二接合板9之間而用以消能，挫屈束制支撐裝置202包含一圍束構件5及一軸力構件6，其中，軸力構件6設置於圍束構件5內並其兩端外露與兩接合板9相連接。圍束構件5包括一剛性結構且供軸力構件6置入的中空套管51及一設置於中空套管51與軸力構件6之間的可硬固材料52。而第二較佳實施例與第一較佳實施例的差異在於軸力構件，詳細敘述如下。

參閱圖10~圖13，軸力構件6包括一軸力本體61、二分別連接軸力本體61兩端緣且外露於圍束構件5的第一板件62及二分別與第一板件62相間隔地連接軸力本體61兩端緣且外露於圍束構件5的第二板件63。軸力本體61具有一受圍束構件5包覆的中間板611以及分別設於中間板611兩側且受圍束構件5包覆的一第一側板612及一第二側板613。中間板611的兩端緣凸出圍束構件5，而第一側板612與第二側板613分別與中間板611相垂直地連接，使得三者 的截面是呈倒H形，如圖13所示。並且，第一側板612一體成形地連接兩第一板件62，第二側板613一體成形地連接兩第二板件63，也就是說，第一側板612與兩第一板件62為一板體，而第二側板613與兩第二板件63為另一板體。第一板件62與第二板件63的外露端形成一供接合板9置入的接合凹槽642，並且，第一側板612與第二側板613於中空套管51的端緣是頂抵於中空套管51的內壁面。

須說明的是，於軸力構件6的結構上，第一板件62垂直軸力本體61長度方向的最大寬度大於第一側板612垂直軸力本體61長度方向的最大寬度，並且第一板件62與第一側板611相接處呈頸縮狀；第二板件63垂直軸力本體61長度方向的最大寬度大於第二側板613垂直軸力本體61長度方向的最大寬度，並且第二板件63與第二側板613相接處呈頸縮狀，藉此，增加挫屈束制支撐裝置202的結構在兩端的勁度與強度。較佳地，可藉由在軸力本體61的中間板611沿其長度方向形成有一貫孔641，以弱化軸力本體61的強度來達到整體能均衡受力的目的。

參閱圖14，本發明挫屈束制支撐裝置202之製造方法的較佳實施例，包含以下步驟：

步驟905：選取一適當尺寸的中空套管51，如圖15所示。在本實施例中，選取的中空套管51的材質為鋼材且呈長方型。

步驟906：提供一中間板611以及尺寸長於中空套管51與中間板611的一第一板體68及一第二板體69，第一板體 68與第二板體69的兩端緣設有一接合凹槽642，並將第一板體68與第二板體69垂直地設於中間板611的兩側以形成一軸力構件，如圖16所示。在本實施例中，中間板611、第一板體68與第二板體69的材質為鋼材且三者是藉焊接相連接，而第一板體68與第二板體69兩端緣的接合凹槽642是預先鑄造完成的。較佳地，透過預先鑄造於中間板611的中央處形成一沿中間板611長度方向的貫孔641。

步驟907：將軸力構件置入中空套管51內，並且使第一板體68與第二板體69的兩端緣外露於中空套管51。進一步設計，使第一板體68與第二板體69鄰近中空套管51的兩端緣能頂抵於中空套管51的內壁面。

步驟908：填充可凝固為剛性結構的可硬固材料52於中空套管51內。如同第一較佳實施例的步驟904所述。

因此，經由上述的步驟905~步驟908即可完成挫屈束制支撐裝置202，如圖17所示。並且，挫屈束制支撐裝置202的製造方法如第一較佳實施例之製造方法是簡單省材的。

參閱圖18，為本發明薄型挫屈束制支撐裝置的軸力構件8之第三較佳實施例，挫屈束制支撐裝置203適於連接一鋼材結構的二接合板9之間而用以消能，挫屈束制支撐裝置203包含一圍束構件7及一軸力構件8，其中，軸力構件8設置於圍束構件7內並其兩端外露與兩接合板9相連接。圍束構件7包括一剛性結構且供軸力構件8置入的中空套管71及一設置於中空套管71與軸力構件8之間的可 硬固材料72。第三較佳實施例與第二較佳實施例的差異在於軸力構件，詳細敘述如下。

參閱圖18~圖21，軸力構件8包括二分別連接軸力本體81兩端緣且外露於圍束構件7的第一板件82及二分別與第一板件82相間隔地連接軸力本體81兩端緣且外露於圍束構件7的第二板件83。軸力本體81具有一受圍束構件7包覆的第一側板811及一受圍束構件7包覆且與第一側板811相間隔的第二側板812。第一側板811一體成形地連接兩第一板件82，第二側板812一體成形地連接兩第二板件83，也就是說，第一側板811與兩第一板件82為一板體，而第二側板812與兩第二板件83為另一板體，並且兩者與接合板9呈垂直。第一板件82與第二板件83的外露端形成一供接合板9置入的接合凹槽841，並且，第一側板811與第二側板812於中空套管71的端緣是頂抵於中空套管71的內壁面。

由上述可知，第三較佳實施例之軸力構件8與第二較佳實施例之軸力構件6的差異在於，軸力本體81僅包含第一側板811與第二側板812，其餘敘述與功效如同第二較佳實施例，故不再贅述。此外，值得一提的是，由於軸力本體81僅包含第一側板811與第二側板812，使得挫屈束制支撐裝置203整體能更加薄型化。

參閱圖22，本發明挫屈束制支撐裝置203之製造方法的較佳實施例，包含以下步驟：

步驟909：選取一適當尺寸的中空套管71，如圖23所示。在本實施例中，選取的中空套管51的材質為鋼材且呈長方型。

步驟910：選取尺寸長於中空套管71的一第一板體88及一第二板體89，並於第一板體88與第二板體89的兩端緣分別形成一接合凹槽841，如圖24所示。在本實施例中，第一板體88與第二板體89為鋼材，並且兩端的接合凹槽841預先鑄造完成的。

步驟911：將第一板體88與第二板體89間隔地置於中空套管71內，並使接合凹槽841外露於中空套管71。進一步設計，使第一板體88與該第二板體89鄰近中空套管71的兩端緣能頂抵於中空套管71的內壁面。

步驟912：填充可凝固為剛性結構的可硬固材料72於中空套管71內。如同第一較佳實施例的步驟904所述。

因此，經由上述的步驟909~步驟912即可完成挫屈束制支撐裝置203，如圖25所示。並且，挫屈束制支撐裝置203的製造方法達到如第一較佳實施例之製造方法的功效。

綜上所述，藉由本發明軸力構件4、6、8的結構設計，薄型挫屈束制支撐裝置201、202、203能以設於兩端緣的接合凹槽443、642、841接合於兩接合板9之間，而達到消能的功用，並且整體為薄型結構可減少所佔據的空間。再者，本發明薄型挫屈束制支撐裝置201、202、203的製造方法簡單省材，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

201‧‧‧挫屈束制支撐裝置

202‧‧‧挫屈束制支撐裝置

203‧‧‧挫屈束制支撐裝置

3‧‧‧圍束構件

31‧‧‧中空套管

32‧‧‧可硬固材料

4‧‧‧軸力構件

41‧‧‧軸力本體

411‧‧‧頂面

412‧‧‧底面

42‧‧‧第一板件

43‧‧‧第二板件

441‧‧‧第一板段

442‧‧‧第二板段

443‧‧‧接合凹槽

5‧‧‧圍束構件

51‧‧‧中空套管

52‧‧‧可硬固材料

6‧‧‧軸力構件

61‧‧‧軸力本體

611‧‧‧中間板

612‧‧‧第一側板

613‧‧‧第二側板

62‧‧‧第一板件

63‧‧‧第二板件

641‧‧‧貫孔

642‧‧‧接合凹槽

68‧‧‧第一板體

69‧‧‧第二板體

7‧‧‧圍束構件

71‧‧‧中空套管

72‧‧‧可硬固材料

8‧‧‧軸力構件

81‧‧‧軸力本體

811‧‧‧第一側板

812‧‧‧第二側板

82‧‧‧第一板件

83‧‧‧第二板件

841‧‧‧接合凹槽

88‧‧‧第一板體

89‧‧‧第二板體

9‧‧‧接合板

901~912‧‧‧步驟

圖1是一示意圖，說明習知的挫屈束制支撐裝置；

圖2是一側面示意圖，說明本發明薄型挫屈束制支撐裝置的軸力構件之第一較佳實施例；

圖3是一另一角度的側面示意圖，以另一角度說明該挫屈束制支撐裝置；

圖4是一圖2中91-91剖面的示意圖；

圖5是一圖2中92-92剖面的示意圖；

圖6是一流程圖，說明本發明薄型挫屈束制支撐裝置之第一較佳實施例的製造方法；

圖7是一立體圖，說明該製造方法中的中空套管；

圖8是一立體分解圖，說明該製造方法中的軸力構件；

圖9是一立體圖，說明製造完成的該挫屈束制支撐裝置；

圖10是一側面示意圖，說明說明本發明薄型挫屈束制支撐裝置的軸力構件之第二較佳實施例；

圖11是一另一角度的側面示意圖，以另一角度說明該挫屈束制支撐裝置；

圖12是一圖10中93-93剖面的示意圖；

圖13是一圖10中94-94剖面的示意圖；

圖14是一流程圖，說明本發明薄型挫屈束制支撐裝置之第二較佳實施例的製造方法；圖15是一立體圖，說明該製造方法中的中空套管；圖16是一立體分解圖，說明該製造方法中的軸力構件；圖17是一立體圖，說明製造完成的該挫屈束制支撐裝置；圖18是一側面示意圖，說明說明本發明薄型挫屈束制支撐裝置的軸力構件之第三較佳實施例；圖19是一另一角度的側面示意圖，以另一角度說明該挫屈束制支撐裝置；圖20是一圖18中95-95剖面的示意圖；圖21是一圖18中96-96剖面的示意圖；圖22是一流程圖，說明本發明薄型挫屈束制支撐裝置之第三較佳實施例的製造方法；圖23是一立體圖，說明該製造方法中的中空套管；圖24是一立體分解圖，說明該製造方法中的軸力構件；及圖25是一立體圖，說明製造完成的該挫屈束制支撐裝置。

901~904‧‧‧步驟

Claims (11)

1. 一種薄型挫屈束制支撐裝置的製造方法，包含以下步驟：步驟A：選取一適當尺寸的中空套管；步驟B：選取一呈板狀的軸力本體，並於該軸力本體的兩端緣頂面與底面分別設置二第一板段及二第二板段，以做為一軸力構件，並且使該等第一板段與該等第二板段的外露端相互配合形成複數接合凹槽；及步驟C：將該軸力構件置入該中空套管內，並使該等接合凹槽外露於該中空套管。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之薄型挫屈束制支撐裝置的製造方法，其中，於該步驟C中，使該等第一板段與該等第二板段相連於該軸力本體的一端頂抵於該中空套管的內壁面與該軸力本體之間。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之薄型挫屈束制支撐裝置的製造方法，其中，於該步驟C中，使該等第一板段與該等第二板段直立地設置於該軸力本體的端緣。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之薄型挫屈束制支撐裝置的製造方法，其中，於該步驟C之後，還包含一步驟D：填充可凝固為剛性結構的可硬固材料於該中空套管內。
5. 一種薄型挫屈束制支撐裝置的製造方法，包含以下步驟：步驟A：選取一適當尺寸的中空套管； 步驟B：提供一中間板以及尺寸長於該中空套管與該中間板的一第一板體及一第二板體，該第一板體與該第二板體的兩端緣設有一接合凹槽，並將該第一板體與該第二板體垂直地設於該中間板的兩側以形成一軸力構件；及步驟C：將該軸力構件置入該中空套管內，並且使該第一板體與該第二板體的兩端緣外露於該中空套管。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之薄型挫屈束制支撐裝置的製造方法，其中，於該步驟B中，於該中間板的中央處形成一貫孔。
7. 依據申請專利範圍第5項所述之薄型挫屈束制支撐裝置的製造方法，其中，於該步驟C中，使該第一板體與該第二板體鄰近該中空套管的兩端緣能頂抵於該中空套管的內壁面。
8. 依據申請專利範圍第5項所述之薄型挫屈束制支撐裝置的製造方法，其中，於該步驟C之後，還包含一步驟D：填充可凝固為剛性結構的可硬固材料於該中空套管內。
9. 一種薄型挫屈束制支撐裝置的製造方法，包含以下步驟：步驟A：選取一適當尺寸的中空套管；步驟B：選取尺寸長於該中空套管的一第一板體及一第二板體，並於該第一板體與該第二板體的兩端緣分別形成一接合凹槽；及 步驟C：將該第一板體與該第二板體間隔地置於該中空套管內，並使該等接合凹槽外露於該中空套管。
10. 依據申請專利範圍第9項所述之薄型挫屈束制支撐裝置的製造方法，其中，於該步驟C中，使該第一板體與該第二板體鄰近該中空套管的兩端緣能頂抵於該中空套管的內壁面。
11. 依據申請專利範圍第9項所述之薄型挫屈束制支撐裝置的製造方法，其中，於該步驟C之後，還包含一步驟D：填充可凝固為剛性結構的可硬固材料於該中空套管內。