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TWI621760B - 鉸接挫屈束制斜撐及其應用之安裝方法 - Google Patents

鉸接挫屈束制斜撐及其應用之安裝方法 Download PDF

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TWI621760B
TWI621760B TW106116944A TW106116944A TWI621760B TW I621760 B TWI621760 B TW I621760B TW 106116944 A TW106116944 A TW 106116944A TW 106116944 A TW106116944 A TW 106116944A TW I621760 B TWI621760 B TW I621760B
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賴裕光
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賴裕光
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Abstract

一種鉸接挫屈束制斜撐,由挫屈束制斜撐,與軸孔板所組成,挫屈束制斜撐為單鉸接孔之桿件,一軸向端部設有一已固定軸孔,另一軸向端部具有由垂直肢與水平肢相互垂直接合所構成之斷面,2組垂直肢之間保持軸孔板厚度之間隔形成一嵌槽,軸孔板設有軸孔,軸孔板與挫屈束制斜撐之軸向端部以互嵌方式連結,且軸孔板嵌入2組垂直肢之間之嵌槽中,使軸孔板能預先暫時固定於挫屈束制斜撐上而具有軸向伸縮調整長度之功能,待軸孔板定位後焊接固定,完成具有雙鉸接孔之鉸接挫屈束制斜撐之組裝。

Description

鉸接挫屈束制斜撐及其應用之安裝方法
本發明係一種鉸接挫屈束制斜撐;特別關於一種一般建築物構造之鉸接挫屈束制斜撐,該構造係藉由具有軸孔之軸孔板與挫屈束制斜撐以互嵌方式連結,使軸孔板能預先暫時固定於挫屈束制斜撐上而具有軸向伸縮調整長度之功能,待定位後再進行焊接固定完成組裝,可解決安裝鉸接挫屈束制斜撐連結於結構物上固定長度之兩點位時,發生鉸接之軸孔無法對齊,軸桿無法插入軸孔之問題。
鋼結構建築物之結構框架組裝精度問題來自於桿件製作誤差,組裝定位誤差,焊接變形,與桿件受載重變形等等,所以縱使所有桿件依設計圖面完美製作無精度誤差,送到工地現場組裝時,若是施工不精確,或定位有誤差,仍然會發生結構桿件要面臨無法組裝的窘境,如果是螺栓鎖固方式,會有螺栓無法插入螺栓孔的情形,若是焊接固定方式,如果是對接方式,間隙過大時焊接會非常困難,如果是搭接方式,因為有重疊貼近的距 離可以調整,是比較容易克服組裝長度誤差的問題,而最困難的是兩端鉸接的桿件,因為軸桿與軸孔的精度搭配比螺栓與螺栓孔的精度搭配還要高,螺栓一般標準還有±1.5mm的預留量可以調整,但是鉸接用的軸桿與軸孔為了避免產生晃動幾乎是緊密配合的精度,若是長度稍有誤差,軸桿就無法插入軸孔內完成安裝。
如第1圖所示為台灣M453702新型專利之銷接式挫屈束制支撐裝置,其兩端銷接孔在工廠內就已經先加工完成,一般是在板材階段就已經先鑽孔加工完成,再進行組裝成為成品,當然也是可以組裝成為成品後,看是要在工廠內對成品再進行端部的鑽孔加工,還是要在工地現場進行鑽孔加工。
若想於工地現場安裝於結構物上之階段配合現場結構物上之孔間距實際量測後才要來加工製作銷接孔,工地現場加工容易會有尺寸精度不佳與工地現場加工機械難以配合的問題,因為工地現場幾乎不可能設置大型加工機械,只能用輕型之鑽孔設備來加工,不像工廠內有加工平台與輔助定位的夾治具,且挫屈束制支撐還需擺放適當有適當空間有適當角度來安裝輕型鑽孔設備,工地有吊車,但是無廠房內的天車,吊裝移動不若工廠內方便安全,在戶外用輕型移動式鑽孔設備,除了容易受天氣影響延遲作業外,鑽孔速度也是不及工廠室內可使用大型鑽孔設備的,還有切削潤滑液與金屬切削碎屑污染工地現場的問題要克服,加上挫屈束制斜撐製造廠與營造廠常為不同廠商,有些營造廠對於工地現場之管理環境極差,要挫屈束制斜撐製造廠在極差 的環境中進行鑽孔加工的作業,容易導致發生加工的精度與品質不佳的問題。
鉸接的挫屈束制斜撐要安裝於建築結構物的時候,若是採用兩端軸孔間距已經先為固定距離的方式時,結構框架的斜線對角兩端的軸孔中心間距必須每處都去精確量測,設計圖面的資料只能作為參考依據,但在超高層大樓的超高位置上,戶外可能面臨強風大雨的情況下進行量測,危險性極高,且非常費時。而且會造成相同型式的每根斜撐桿件的兩端軸孔間距卻是不同的,因此在物料管控上會更複雜,在型式相同外觀相同的情況下,若沒仔細核對編號,容易發生工人鑽錯桿件的問題,或是現場吊錯桿件的問題。
在建築結構物建造的工地現場加工是非常麻煩的工作,因為現場鑽孔機械的架設與事後的切削潤滑液與切削鐵屑的清理也都很費工時,營造廠較不願意大量採用這種現場加工方式,只有在遇到真的無法組裝,無計可施時,才會重點式的採用這種現場加工方式,國內鋼結構的施工是以現場進行焊接或是螺栓鎖固工作為原則,鋼板鑽孔這種工作應該是在鋼構廠內就要完成,避免現場還要準備機械設備進行鑽孔加工,與加工後的善後清潔工作。
另外還有國內營造廠下包廠商施工人員素質的問題,在孔位無法對齊的情況下,有可能為了趕快完工領錢,在未通報現場品質管理工程師的情況下,或是自以為只要軸桿能插入 軸孔就算完成組裝的無知情況下,就自行用手持電動工具研磨方式,或是火焰切割方式在現場直接擴孔,安裝後外觀可能無法察覺,但卻會造成結構桿件日後發生因間隙而產生晃動的情形,並挫屈束制斜撐的功能不如設計預估值。
如第2圖所示為鉸接的挫屈束制斜撐要安裝於建築結構物框架斜對角兩端軸孔間距已經先為固定距離的方式,兩端軸孔根據設計圖面尺寸在工廠內加工完成,但工地現場安裝時孔間距之長度誤差較大時,會造成一端之軸孔無法對齊固定用之孔位,軸桿將無法順利插入軸孔中完成安裝,若是現場來加工研磨擴孔,雖能完成安裝,但會使得軸孔與軸桿之間之間隙過大,無法穩固無晃動下傳遞軸向反覆之拉壓作用力,會使得挫屈束制斜撐之消能功效打折扣。
若是配合工地現場安裝位置來量測實際軸孔間距長度,再於工廠內進行軸孔之鑽孔加工,恐影響工廠內的製作流程,且工廠需等量測長度確認後再進行鑽孔製造,製造時程受到軸孔間距確認的影響,恐無法即時提供成品給工地現場安裝,而拖延到整個工程的進行。
若工廠先行製作完成挫屈束制斜撐,包含圍束件皆已組裝完成的成品要進行端部軸孔之加工較不容易,因為軸孔之加工是在鋼板為板材時鋪平下加工較為容易,若已經成為組合件之成品要加工,其成品外觀形狀定位時要夾持固定都比單一平面鋼板要費工時,而且成品體積都較單一板材龐大,加工機械的作 業空間是否能配合也是問題,另外成品堆置多為等待出貨而已,若是加上等待工地現場量測孔距資料所需的時間,恐需要更大的堆置空間才能不阻擋到後續其他成品組裝的流程。
本發明鉸接挫屈束制斜撐為一軸向端部採用一已固定軸孔,另一端部採用可調整軸向位置之軸孔板方式來達到雙鉸接之功能,並使鉸接挫屈束制斜撐具有軸向伸縮長度之功能,即單鉸接孔之挫屈束制斜撐搭配軸孔板之方式成為具有軸向長度調整功能與雙鉸接孔之挫屈束制斜撐,可解決安裝鉸接挫屈束制斜撐連結於結構物上固定長度之兩點位時,發生鉸接之軸孔無法對齊,軸桿無法插入軸孔之問題。
本發明鉸接挫屈束制斜撐之特徵在於軸孔板之厚度與尺寸不會受到限制,不需配合挫屈束制斜撐之材料厚度,也不會因為軸孔板之尺寸造成挫屈束制斜撐之材料切割時有餘料過多之浪費問題,軸孔板可考慮軸孔處開孔後之影響設計出所需要之厚度與尺寸,因此設計時不受限制,製造時節省材料,組裝時可以互嵌方式快速定位組裝,且軸向之相對位置可以調整,也就是桿件軸向長度可以調整,可容許較大之組裝誤差,對於組裝精度要求較低,可於工廠調整後焊接固定,或是在現場安裝時,調整後再焊接固定。
本發明鉸接挫屈束制斜撐之軸孔板能預先暫時固定 於挫屈束制斜撐上而具有軸向伸縮調整長度之功能,待軸孔板之軸孔對齊定位後,再於軸孔板與挫屈束制斜撐之貼近處之接觸邊緣焊接固定,完成鉸接挫屈束制斜撐之組裝,對於現場組裝長度誤差過大,軸孔不易對齊時,仍可配合現場調整長度來完成組裝。
10‧‧‧鉸接挫屈束制斜撐
20‧‧‧挫屈束制斜撐
21‧‧‧垂直肢
22‧‧‧水平肢
23‧‧‧已固定軸孔(挫屈束制斜撐)
30‧‧‧軸孔板
31‧‧‧軸孔(軸孔板)
32‧‧‧魚眼孔
40‧‧‧嵌槽(軸孔板)
41‧‧‧嵌槽(挫屈束制斜撐)
50‧‧‧連接板
51‧‧‧軸桿
70‧‧‧長條孔或擴大孔
71‧‧‧臨時固定用螺栓
80‧‧‧結構物梁柱桿件
100‧‧‧M453702銷接式挫屈束制支撐裝置
110‧‧‧習知之鉸接挫屈束制斜撐
第1圖. 習知之M453702之銷接式挫屈束制支撐裝置
第2圖. 習知之鉸接挫屈束制斜撐之軸孔無法對齊之說明圖
第3圖. 鉸接挫屈束制斜撐之較佳型式1-1
第4圖. 鉸接挫屈束制斜撐之較佳型式1-2
第5圖. 鉸接挫屈束制斜撐之較佳型式2-1
第6圖. 鉸接挫屈束制斜撐之較佳型式2-2
第7圖. 鉸接挫屈束制斜撐之較佳型式3-1
第8圖. 鉸接挫屈束制斜撐之較佳型式3-2
第9圖. 鉸接挫屈束制斜撐之較佳應用實施例1
第10圖. 鉸接挫屈束制斜撐之較佳應用實施例2
第11圖. 軸孔板之魚眼孔之較佳型式
如第3圖與第4圖所示為鉸接挫屈束制斜撐(10)之較佳型式,挫屈束制斜撐(20)為結構建築用之軸力型消能桿件,為受拉力或壓力時會產生軸向拉伸或壓縮變形來達到消能之功效,挫屈束制斜撐(20)為單鉸接孔之桿件,挫屈束制斜撐(20)之軸向核心為板材所構成,挫屈束制斜撐(20)之一軸向端部設有一已固定軸孔(23),其斷面形狀為十字形,軸孔(23)可為挫屈束制斜撐(20)上之板材直接加工而成,或是另外焊接一具有軸孔之板材而成,挫屈束制斜撐(20)之另一軸向端部為具有由垂直肢(21)與水平肢(22)相互垂直接合所構成之斷面,2組垂直肢(21)分別設置於水平肢(22)之上下平面位置,2組垂直肢(21)之間保持軸孔板(30)厚度之間隔。
軸孔板(30)為平板構造,軸孔板(30)設有軸孔(31),軸 孔板(30)設有配合挫屈束制斜撐(20)之水平肢(22)厚度之嵌槽(40)來與水平肢(22)嵌接連結。軸孔板(30)與挫屈束制斜撐(20)之水平肢(22)以互嵌方式連結,且軸孔板(30)嵌入2組垂直肢(21)之間之間隔中,軸孔板(30)之表面可貼近於挫屈束制斜撐(20)之垂直肢(21)之表面,軸孔板(30)同時可與挫屈束制斜撐(20)之垂直肢(21)與水平肢(22)產生貼近接觸,使軸孔板(30)能預先暫時固定於挫屈束制斜撐(20)上而具有軸向伸縮調整長度之功能,待軸孔板(30)定位後,於軸孔板(30)與挫屈束制斜撐(20)之垂直肢(21)與水平肢(22)之貼近處之接觸邊緣焊接固定,完成具有雙鉸接孔之鉸接挫屈束制斜撐(10)之組裝。
挫屈束制斜撐(20)之垂直肢(21),或軸孔板(30)上設有長條孔或擴大孔(70)可供螺栓(71)穿接後鎖固於板材上,或與螺帽鎖固,給予挫屈束制斜撐(20)與軸孔板(30)臨時固定,鬆開螺栓(71)可使鉸接挫屈束制斜撐(10)具有軸向伸縮調整長度之功能,定位後再鎖固進行軸孔板(30)之焊接固定。
如第5圖與第6圖所示為鉸接挫屈束制斜撐(10)之另一較佳型式,為挫屈束制斜撐(20)之水平肢(22)設有配合軸孔板(30)厚度之嵌槽(41)與軸孔板(30)以互嵌方式連結,且軸孔板(30)嵌入2組垂直肢(21)之間之間隔中,軸孔板(30)相對於挫屈束制斜撐(20)在垂直位移方向與垂直旋轉方向沒有受到限制,所以挫屈束制斜撐(20)可用斜插方式嵌入軸孔板(30)中。
如第7圖與第8圖所示為鉸接挫屈束制斜撐(10)之另 一較佳型式,挫屈束制斜撐(20)之水平肢(22)之一軸向端部設有一寬度為2組垂直肢(21)與1組軸孔板(30)之3塊板材厚度總合之軸向開口。2組垂直肢(21)間隔的對齊保持平行與水平肢(22)以交錯接觸之方式組合後焊接固定,2組垂直肢(21)之間間隔形成一軸向由兩垂直立面構成具有軸孔板(30)之厚度之嵌槽(41)可供軸孔板(30)插入,於軸孔板(30)與挫屈束制斜撐(20)之垂直肢(21)之貼近處之接觸邊緣焊接固定,完成具有雙鉸接孔之鉸接挫屈束制斜撐(10)之組裝。
如第9圖所示為鉸接挫屈束制斜撐(10)之較佳應用實施例,鉸接挫屈束制斜撐(10)置入設有軸孔之兩片連接板(50)之間,以軸桿(51)插入連接板(50)與鉸接挫屈束制斜撐(10)之軸孔後固定,完成鉸接挫屈束制斜撐(10)與結構物梁柱桿件(80)之連結組裝。
鉸接挫屈束制斜撐(10)軸向兩端可分別以鉸接方式連結於結構物之兩不同桿件(80)上,於結構物之兩不同桿件(80)間產生相對位移時,可僅承受軸力之載重作用,就是僅能承受拉壓之二力桿,因為端部鉸接之關係不會承受端部轉角變形之彎矩力作用。
如第10圖所示為鉸接挫屈束制斜撐(10)之另一較佳應用實施例,其安裝方式有所不同,鉸接挫屈束制斜撐安裝於結構物時,採用先將挫屈束制斜撐(20)之已固定軸孔(23)安裝於結構物桿件之一端連結板上,而軸孔板(30)之軸孔先安裝於結構物桿件之另一端連結板上,軸孔板(30)可使用臨時固定裝置暫時固定如臨 時固定用螺栓(71)而不產生轉動,再將軸孔板(30)與挫屈束制斜撐(20)以互嵌方式連結,如圖示將挫屈束制斜撐(20)往上旋轉推移斜插入軸孔板(30)後焊接固定,完成鉸接挫屈束制斜撐(10)之組裝,解除臨時固定裝置,完成鉸接挫屈束制斜撐(10)之安裝。
如第11圖所示,軸孔板(30)之軸孔為可360度旋轉之魚眼孔(32)構造,可於結構物桿件產生水平橫向相對變形時,鉸接挫屈束制斜撐於橫向也具有鉸接旋轉作動之功能,可避免挫屈束制斜撐受到橫向之彎矩作用力而影響到原先預估之消能功效。

Claims (6)

  1. 一種鉸接挫屈束制斜撐,包含:挫屈束制斜撐,與軸孔板;挫屈束制斜撐為結構建築用之軸力型消能桿件,挫屈束制斜撐為單鉸接孔之桿件,挫屈束制斜撐之軸向核心為板材所構成,挫屈束制斜撐之兩軸向端部之其中一軸向端部設有一已固定軸孔,挫屈束制斜撐之另一軸向端部由2組垂直肢與1組水平肢所構成,2組垂直肢分別設置於水平肢之上下平面位置,且2組垂直肢之間保持軸孔板厚度之間隔;軸孔板為平板構造,軸孔板設有軸孔;其中:軸孔板與挫屈束制斜撐之軸向端部以互嵌方式連結,且軸孔板嵌入2組垂直肢之間之間隔中,軸孔板之表面可貼近於挫屈束制斜撐端部之垂直肢之表面,於軸孔板與挫屈束制斜撐端部之貼近處之接觸邊緣焊接固定,完成具有雙鉸接孔之鉸接挫屈束制斜撐之組裝。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之鉸接挫屈束制斜撐,其中軸孔板設有配合挫屈束制斜撐之水平肢厚度之嵌槽來與水平肢以互嵌方式連結。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之鉸接挫屈束制斜撐,其中挫屈束制斜撐之水平肢設有配合軸孔板厚度之嵌槽與軸孔板以互嵌方式連結。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之鉸接挫屈束制斜撐,其中挫屈束制斜撐之垂直肢,或軸孔板上另設有長條孔或擴大孔可供螺栓穿接後鎖固於板材上,或與螺帽鎖固,給予挫屈束制斜撐與軸孔板臨時固定,使鉸接挫屈束制斜撐具有軸向伸縮調整長度之功能。
  5. 一種鉸接挫屈束制斜撐之安裝方法,如申請專利範圍第1項所述之鉸接挫屈束制斜撐,其中鉸接挫屈束制斜撐安裝於結構物 時,軸孔板未先與挫屈束制斜撐連結固定,採用先將挫屈束制斜撐之已固定軸孔安裝於結構物桿件之一端連結板,軸孔板之軸孔先安裝於結構物桿件之另一端連結板,再將軸孔板與挫屈束制斜撐以互嵌方式連結固定,完成鉸接挫屈束制斜撐之安裝。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之鉸接挫屈束制斜撐,其中軸孔板之軸孔,或挫屈束制斜撐之已固定軸孔為可360度旋轉之魚眼孔構造。
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Citations (3)

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JP2002256728A (ja) * 2001-02-28 2002-09-11 Nippon Steel Corp 座屈拘束用制振部材
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