消能接合组件及使用其的耐震结构体.pdf

本发明涉及一种消能接合组件及使用其的耐震结构体。该消能接合组件包括：一接合板，具有二接合区段及一消能区段，该二接合区段用以接合一结构本体，该消能区段位于该二接合区段之间，且该消能区段具有多个槽孔，各所述槽孔具有一长度及一宽度；及多个螺栓，消能区的钢板并设置槽孔，槽孔并装置螺栓，利用所述螺栓以束制钢板产生面外变形，而各所述槽孔内的螺栓可在钢板平面滑动。该消能区段的两端区域则与该结构本体牢固接合。各所述螺栓具有一头部，各所述头部的外径小于各所述槽孔的长度，但大于各所述槽孔的宽度。本发明可将作用于该结构本体的外力转换为于消能区较均匀的拉力及压力，以避免产生应力集中而破坏该结构本体。

1.   一种消能接合组件，包括：
一接合板，具有二接合区段及一消能区段，该二接合区段用以接合一结构本体，该消能区段位于该二接合区段之间，且该消能区段具有多个槽孔，各所述槽孔具有一长度；和
多个螺栓，分别设置于该消能区段的各所述槽孔，以将该消能区段接合于该结构本体，各所述螺栓具有一头部，各所述头部的外径小于各所述槽孔的长度。

2.   如权利要求1所述的消能接合组件，
其中该结构本体选自如下的其中一种：钢梁、钢柱、建筑、桥梁、桥柱及前述至少二者的组合。

3.   如权利要求1所述的消能接合组件，
其中该接合板的该二接合区段以焊接接合于该结构本体。

4.   如权利要求1所述的消能接合组件，
还包括多个接合螺栓，各所述接合区段具有多个接合圆孔，所述接合螺栓分别设置于各所述接合圆孔，以将各所述接合区段接合于该结构本体。

5.   如权利要求4所述的消能接合组件，
其中各所述接合区段的接合螺栓设置数量相同。

6.   如权利要求4所述的消能接合组件，
其中各所述槽孔的长度大于各所述接合圆孔的直径。

7.   如权利要求4所述的消能接合组件，
其中各所述槽孔具有一宽度，各所述槽孔的宽度不小于各所述接合圆孔的直径。

8.   如权利要求4所述的消能接合组件，
其中各所述槽孔的间距大于各所述接合圆孔的间距。

9.   如权利要求4所述的消能接合组件，
其中各所述槽孔的尺寸大于各所述接合圆孔的尺寸。

10.   如权利要求1所述的消能接合组件，
其中各所述槽孔的尺寸相同。

11.   如权利要求1所述的消能接合组件，
其中所述槽孔呈规则排列。

12.   如权利要求1所述的消能接合组件，
其中各所述槽孔的长度不小于各所述头部的两倍外径。

13.   如权利要求12所述的消能接合组件，
其中各所述槽孔可设置多个螺栓。

14.   如权利要求1所述的消能接合组件，
其中该消能区段的面积大于各所述接合区段的面积。

15.   一种耐震结构体，包括：
一结构本体，具有一选定消能区域；及
一消能接合组件，包括：
       一接合板，具有二接合区段及一消能区段，该二接合区段接合于该结构本体的选定消能区域，该消能区段位于该二接合区段之间，且该消能区段具有多个槽孔，各所述槽孔具有一长度；和
       多个螺栓，分别设置于该消能区段的各所述槽孔，以将该消能区段接合于该选定消能区域，各所述螺栓具有一头部，各所述头部的外径小于各所述槽孔的长度。

16.   如权利要求15所述的耐震结构体，
其中该结构本体选自如下的其中一种：钢梁、钢柱、建筑、桥梁、桥柱及前述至少二者的组合。

17.   如权利要求16所述的耐震结构体，
其中该选定消能区域是梁柱接头区。

18.   如权利要求15所述的耐震结构体，
还包括多个接合螺栓，各所述接合区段具有多个接合圆孔，所述接合螺栓分别设置于各所述接合圆孔，以将各所述接合区段接合于该选定消能区域。

19.   如权利要求18所述的耐震结构体，
其中各所述槽孔的长度大于各所述接合圆孔的直径。

20.   如权利要求18所述的耐震结构体，
其中各所述槽孔的间距大于各所述接合圆孔的间距。

21.   如权利要求15所述的耐震结构体，
其中各所述槽孔的长度不小于各所述头部的两倍外径。

22.   如权利要求21所述的耐震结构体，
其中各所述槽孔可设置多个螺栓。

23.   如权利要求15所述的耐震结构体，
其中该消能区段的面积大于各所述接合区段的面积。

消能接合组件及使用其的耐震结构体
技术领域
本发明涉及一种消能耐震结构，特别涉及一种消能接合组件及使用其的耐震结构体。 
背景技术
已公知的建筑钢结构体或钢桥柱(梁)结构体常受地震或台风侵袭而受损或倒塌，且修复上非常困难。 
图1显示已公知的钢桥柱(梁)结构体受地震水平力作用的示意图。图2显示已公知的钢桥柱(梁)结构体受地震水平力作用的弯矩图。配合参阅图1及图2，已公知的钢桥柱(梁)结构体60受地震水平力作用时，会在钢桥柱61的底部产生最大作用弯矩，进而造成钢桥柱61产生挠曲变形及发生局部挫屈，以致钢桥柱61产生断裂，且钢桥柱61的锚碇处深埋于地面下，故地震后亦难以检测其受损情况。此外，钢桥柱61在理想状态下仅能产生一力学上的传统塑性铰，故耐震能力亦受限。 
另外，已公知的建筑钢结构体的受损原因则常在于地震作用力会集中在梁柱接头区，以致结构体断裂或倒塌。 
由于上述结构体的损坏皆可能造成严重灾害及庞大的财物损失，因此，有必要提供一创新且具进步性的消能接合组件及耐震结构体，以解决上述问题。 
发明内容
本发明提供一种消能接合组件，包括：一接合板，具有二接合区段及一消能区段，该二接合区段用以接合一结构本体，该消能区段位于该二接合区段之间，且该消能区段具有多个槽孔，各所述槽孔具有一长度；及多个螺栓，分别设置于该消能区段的各所述槽孔，以将该消能区段接合于该结构本体，各所述螺栓具有一头部，各所述头部的外径小于各所述槽孔的长度。 
本发明还提供一种耐震结构体，包括：一结构本体及一消能接合组件。该结构本体具有一选定消能区域。该消能接合组件包括：一接合板，具有二接合区段及一消能区段，该二接合区段接合于该结构本体的选定消能区域，该消能区段位于该二接合区段之间，且该消能区段具有多个槽孔，各所述槽孔具有一长度；及多个螺栓，分别设置于该消能区段的各所述槽孔，以将该消能区段接合于该选定消能区域，各所述螺栓具有一头部，各所述头部的外径小于各所述槽孔的长度。 
本发明的消能接合组件可将作用于该结构本体的外力（如地震或台风作用力）转换为较均匀的拉力及压力，以避免产生应力集中而破坏该结构本体。此外，通过所述螺栓于该接合板的消能区段的束制作用，亦可抑制该结构本体的面外变形。 
为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明所述目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。 
附图说明
图1显示已公知的钢桥柱(梁)结构体受地震水平力作用的示意图； 
图2显示已公知的钢桥柱(梁)结构体受地震水平力作用的弯矩图；
图3显示本发明第一实施例的消能接合组件的立体组合图；
图4显示本发明第一实施例的接合板的结构俯视图；
图5显示本发明第一实施例的消能接合组件接合于一结构本体的示意图；
图6显示本发明第二实施例的消能接合组件的立体组合图；
图7显示本发明第三实施例的消能接合组件的立体组合图；
图8显示本发明第四实施例的消能接合组件的立体组合图；
图9显示本发明第一实施例的耐震结构体的结构示意图；
图10显示本发明第一实施例的耐震结构体所提供的弯矩强度分布图；
图11显示本发明第二实施例的耐震结构体的结构示意图；和
图12显示本发明第三实施例的耐震结构体的结构示意图。
具体实施方式
图3显示本发明第一实施例的消能接合组件的立体组合图。图4显示本发明第一实施例的接合板的结构俯视图。图5显示本发明第一实施例的消能接合组件接合于一结构本体的示意图。配合参阅图3、图4及图5，本发明第一实施例的消能接合组件10包括一接合板12、多个接合螺栓14及多个螺栓16。 
该接合板12具有二接合区段122及一消能区段124。该二接合区段122用以接合一结构本体50，该结构本体50可选自如下的其中一种：钢梁、钢柱、建筑、桥梁、桥柱及前述至少二者的组合。在本实施例中，该接合板12是钢板，且各所述接合区段122具有多个接合圆孔122H。 
该消能区段124位于该二接合区段122之间，该消能区段124的面积大于各所述接合区段122的面积，且该消能区段124具有多个槽孔124H。或者，在另一实施例中，该消能区段124的面积可小于各所述接合区段122的面积。 
在本实施例中，所述槽孔124H呈规则排列，且各所述槽孔124H的尺寸相同。此外，各所述槽孔124H的尺寸大于各所述接合圆孔122H的尺寸，且较佳地，各所述槽孔124H的间距G2大于各所述接合圆孔122H的间距G1。 
在本实施例中，各所述槽孔124H是长槽孔，因此，各所述槽孔124H具有一长度L及一宽度W。较佳地，各所述槽孔124H的长度L大于各所述接合圆孔122H的直径D，且各所述槽孔124H的宽度W亦不小于各所述接合圆孔122H的直径D。 
所述接合螺栓14分别设置于各所述接合区段122的各所述接合圆孔122H，以将各所述接合区段122接合于该结构本体50。在本实施例中，各所述接合区段122的接合螺栓14设置数量相同。 
所述螺栓16分别设置于该消能区段124的各所述槽孔124H，以将该消能区段124接合于该结构本体50。在本实施例中，各所述螺栓16具有一头部162，各所述头部162的外径d小于各所述槽孔124H的长度L，但大于各所述槽孔124H的宽度W。通过所述螺栓16于该接合板12的消能区段124的束制作用，可抑制该结构本体50的面外变形。此外，各所述螺栓16的头部162可为螺帽。 
本发明的消能接合组件10可将作用于该结构本体50的外力（如地震或台风作用力）转换为较均匀的拉力及压力，以避免产生应力集中而破坏该结构本体50。 
图6显示本发明第二实施例的消能接合组件的立体组合图。配合参阅图3及图6，本发明第二实施例的消能接合组件的结构特征基本上与第一实施例相同，其差异处仅在于各所述槽孔124H的长度L不小于各所述螺栓16的各所述头部162的两倍外径2d，以使各所述槽孔124H可设置多个螺栓16。 
图7显示本发明第三实施例的消能接合组件的立体组合图。配合参阅图3、图4及图7，本发明第三实施例的消能接合组件的结构特征基本上与第一实施例相同，其差异处仅在于该二接合区段122省略制作所述接合圆孔122H及省略所述接合螺栓14，而该二接合区段122改以焊接接合于该结构本体50。 
图8显示本发明第四实施例的消能接合组件的立体组合图。配合参阅图7及图8，本发明第四实施例的消能接合组件的结构特征基本上与第三实施例相同，其差异处仅在于各所述槽孔124H的长度L不小于各所述螺栓16的各所述头部162的两倍外径2d，以使各所述槽孔124H可设置多个螺栓16。 
参阅图9，其显示本发明第一实施例的耐震结构体的结构示意图。本发明第一实施例的耐震结构体20包括一结构本体22及一消能接合组件24。 
在本实施例中，该结构本体22是桥柱，且该结构本体22具有一选定消能区域22A。该选定消能区域22A的大小依耐震需求决定，且该选定消能区域22A的强度设计为略低于地震产生的作用力。 
该消能接合组件24包括一接合板25、多个接合螺栓26及多个螺栓27。 
该接合板25具有二接合区段252及一消能区段254。该二接合区段252接合于该结构本体22的选定消能区域22A。在本实施例中，各所述接合区段252的面积相同，且各所述接合区段252具有多个接合圆孔252H，较佳地，各所述接合区段252的接合圆孔252H的数量相同，且各所述接合圆孔252H的间距G1亦相同。该消能区段254位于该二接合区段252之间，该消能区段254的面积大于各所述接合区段252的面积，且该消能区段254具有多个槽孔254H。 
在本实施例中，所述槽孔254H呈规则排列，且各所述槽孔254H的尺寸相同。此外，各所述槽孔254H的尺寸大于各所述接合圆孔252H的尺寸，且较佳地，各所述槽孔254H的间距G2大于各所述接合圆孔252H的间距G1。另外，在本实施例中，各所述槽孔254H是长槽孔，因此，各所述槽孔254H具有一长度L及一宽度W。较佳地，各所述槽孔254H的长度L大于各所述接合圆孔252H的直径D，且各所述槽孔254H的宽度W亦不小于各所述接合圆孔252H的直径D。 
所述接合螺栓26分别设置于各所述接合区段252的各所述接合圆孔252H，以将各所述接合区段252接合于该选定消能区域22A。或者，在另一实施例中，各所述接合区段252可以焊接接合于该选定消能区域22A。 
所述螺栓27分别设置于该消能区段254的各所述槽孔254H，以将该消能区段254接合于该选定消能区域22A。在本实施例中，各所述螺栓27具有一头部272，各所述头部272的外径d小于各所述槽孔254H的长度L。通过所述螺栓27于该接合板25的消能区段254的束制作用，可抑制该选定消能区域22A的面外变形。 
参阅图10，其显示本发明第一实施例的耐震结构体所提供的弯矩强度分布图。图10的结果证明，地震水平力对该耐震结构体20造成的弯矩可有效透过该接合板25均匀传递，并通过该接合板25的消能区段254消散大部分的地震能量。 
参阅图11，其显示本发明第二实施例的耐震结构体的结构示意图。本发明第二实施例的耐震结构体的结构特征基本上与第一实施例相同，其差异处仅在于该结构本体22是钢梁22S与箱型钢柱22B的组合，而该选定消能区域22A是梁柱接头区，该消能接合组件24则装设于该梁柱接头区。 
参阅图12，其显示本发明第三实施例的耐震结构体的结构示意图。本发明第三实施例的耐震结构体的结构特征基本上与第二实施例相同，其差异处仅在于该结构本体22是钢梁22S与H型钢柱22H的组合。 
上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，并非限制本发明，因此所属领域的技术人员对上述实施例进行修改及变化仍不脱本发明的精神。本发明的权利范围应如后述的权利要求书所列。 
附图标记列表 
10         消能接合组件
12         接合板
122       接合区段
122H     接合圆孔
124       消能区段
124H     槽孔
14         接合螺栓
16         螺栓
162       头部
20         耐震结构体
22         结构本体
22A       选定消能区域
22B       箱型钢柱
22H       H型钢柱
22S       钢梁
24         消能接合组件
25         接合板
252       接合区段
252H     接合圆孔
254       消能区段
254H     槽孔
26         接合螺栓
27         螺栓
272       头部
50         结构本体
60         钢桥柱(梁)结构体
61         钢桥柱
d           头部的外径
D          各所述接合圆孔的直径
G1        各所述接合圆孔的间距
G2        各所述槽孔的间距
L          各所述槽孔的长度
W        各所述槽孔的宽度。