TWI718196B - 用於抗震牆構造的抗震插入件及建構其之方法 - Google Patents

Abstract

本發明說明一種抗震牆構造。該抗震牆構造包括：一第一滑槽；一第二滑槽；以及至少一抗震插入件，用以和該第一滑槽或是該第二滑槽進行交流。該抗震插入件被連接至一構造板並且包括至少一狹長狹縫，其中，該抗震插入件透過至少一第一固定部件來保持和該第一滑槽或是第二滑槽交流，該至少一第一固定部件會通過該第一狹長狹縫。

Description

用於抗震牆構造的抗震插入件及建構其之方法

本發明和抗震構造元件有關；明確地說，本發明和一種包括一抗震插入件的抗震牆構造有關，該抗震插入件允許一構造板(construction board)於一滑槽(runner)裡面移動。

在地震期間，建築物能夠耐受基底移動非常重要，以便保護居民避免受傷並且將對建築物的結構性和淺表破壞(structural and superficial damage)降至最小。雖然已經不斷地提高建築物的承重組件在地震期間的完整性；但是，卻很少將焦點放在建築物的非承重組件上。建築物的此些非承重組件雖然對該建築物的整體穩定性來說比較不重要；但是，它們在一地震事件期間和之後的完整性卻仍然係重要的考量。

在地震期間，建築物的非承重組件(例如，隔間牆以及天花板)的結構完整性係重大問題，因為對此些組件之任何破壞所造成的碎片皆可能會掉落並且傷及該建築物的居住者。除此之外，此些組件的恢復性(resilience)同樣為主要問題，因為即使該建築物的結構保持穩定，任何大規模的破壞都可能造成建築物於一段時間週期中變為不穩定，減緩從地震事件回復的速度。因此，確保一建築物的非承重組件在一地震期間和之後的 恢復性係一重要的問題，目前並未對其提供任何令人滿意的解決方式。

為達參考的目的，本發明引用美國專利公開案第20060032157號，該案和一種天花板滑槽/上方滑槽有關，其經過特殊的設計用以允許該天花板相對於地板移動，而不會破壞牆壁。該牆壁系統包含：一天花板滑槽；一地板滑槽；以及多支短柱，該些短柱被安置在該天花板滑槽與該地板滑槽之間。該天花板滑槽利用緊固件被鬆散附接至該天花板，以及該地板滑槽利用緊固件被附接至該地板。該天花板滑槽定義多個狹縫。該些短柱被放置在該天花板滑槽中的狹縫之中並且沒有利用緊固件或是熔接物被牢牢地連接。該些短柱會在該些狹縫裡面移動，從而適應於該天花板相對該地板的水平移動。該水平天花板移動會導致該些緊固件在該天花板滑槽的薄板條中的該些狹縫裡面滑動。

然而，此先前技術引用案並沒有揭示用以幫助該構造板水平移動的任何機制。因此，本技術領域需要一種用以在地震狀況期間幫助該構造板水平移動而卻不會破壞該構造板的裝置或系統，其並不會改變既有的上方滑槽與下方滑槽。

於本揭示內容的其中一項觀點中揭示一種抗震牆構造。該抗震牆構造包括：一第一滑槽；一第二滑槽；以及至少一抗震插入件，用以和該第一滑槽或是該第二滑槽進行交流並且被連接至至少一構造板。該抗震插入件進一步包括至少一狹長狹縫。該抗震插入件透過至少一第一固定部件來保持和該第一滑槽或是第二滑槽交流，該至少一第一固定部件會通過該狹長狹縫。該抗震插入件於該抗震插入件的任一側利用至少一第二固 定部件被連接至該構造板。

於本揭示內容的另一項觀點中揭示一種抗震插入件，其包括一第一腳部、一第二腳部、以及一基底。該抗震插入件的第一腳部與第二腳部垂直延伸自該基底。該基底進一步包括至少一狹長狹縫，用以容納至少一第一固定部件。

於本揭示內容的又一項觀點中揭示一種建構抗震牆的方法。該方法包括下面步驟：提供一第一滑槽與一第二滑槽；利用至少一第三固定部件將該第一滑槽與第二滑槽固定至一相鄰表面；藉由將短柱的其中一端放置於該第一滑槽之中並且將該短柱的另一端放置於該第二滑槽之中而將一或更多個短柱滑動至該些滑槽；將一抗震插入件放置在該第一滑槽及/或該第二滑槽之中的該些短柱之間；經由該第一固定部件將該抗震插入件固定至該第一滑槽與第二滑槽；以及透過至少一第二固定部件將一構造板附接在該抗震插入件的任一側。

從下面說明以及隨附的圖式中將會明白本揭示內容的其它特點與觀點。

1:滑槽

2:插入件

3:第一固定部件

4:相鄰表面

5:狹長狹縫

6:構造板

7:第二固定部件

8:第三固定部件

9:第一滑槽

10:地板表面

11:第二滑槽

12:天花板表面

13:短柱

14:抗震部件

15:凹部

100:抗震的非承重牆

200:方法

210:步驟

220:步驟

230:步驟

240:步驟

250:步驟

260:步驟

本發明的實施例將透過範例來解釋並且沒有限制於下面的隨附圖式。

圖1所示的係根據本揭示內容一實施例的抗震插入件的概略圖，該抗震插入件被連接至一滑槽之中的一構造板；圖2所示的係根據本揭示內容一實施例的抗震插入件的概略圖，該抗震插入件被放置於一滑槽之中； 圖3所示的係根據本揭示內容一實施例用以將複數個抗震插入件連接至一構造板的概略圖；圖4所示的係根據本揭示內容一實施例的抗震非承重牆；圖5A所示的係根據本揭示內容一實施例的一具有多個抗震部件的狹長狹縫，其被容納於該抗震插入件之中；圖5B所示的係根據本揭示內容另一實施例的一具有多個抗震部件的狹長狹縫，其被容納於該抗震插入件之中；圖5C所示的係根據本揭示內容另一實施例的一具有多個抗震部件的狹長狹縫，其被容納於該抗震插入件之中；圖5D所示的係根據本揭示內容另一實施例的一具有多個抗震部件的狹長狹縫，其被容納於該抗震插入件之中；圖5E所示的係根據本揭示內容另一實施例的一具有多個抗震部件的狹長狹縫，其被容納於該抗震插入件之中；圖6所示的係根據本揭示內容一實施例於該狹長狹縫之中有抗震部件以及沒有抗震部件的抗震插入件的模擬結果；圖7所示的係根據本揭示內容一實施例在被容納於該狹長狹縫之中的抗震部件的不同位置處有凹部的模擬結果；圖8所示的係根據本揭示內容一實施例用以建構一抗震牆的流程圖；圖9所示的係根據本揭示內容一實施例於一完全規模測試設備之中所產生的作用力相對於標準石膏板位移、具有抗震插入件的標準石膏板位移、以及哈比托板(Habito board)位移的關係圖；圖10所示的係根據本揭示內容一實施例於一實驗室規模測試設備之中 所產生的作用力相對於標準石膏板位移、具有抗震插入件的標準石膏板位移、以及具有抗震插入件的Habito板位移的關係圖；熟習技術的人士便會明白，圖中所示的元件係為達簡化與清楚的目的而未必依照比例繪製。舉例來說，該些圖中的某些元件的大小可能會相對於其它元件被放大，以便幫助瞭解本發明的實施例。

本發明揭示一種抗震牆構造，其包括被放置在滑槽之中的多個抗震插入件。此構造的優點在於其不需要安裝特殊的滑槽便能夠達成由抗震牆、天花板、以及其它建築物元件所組成的構造。該抗震插入件進一步包括一或更多個狹長狹縫。本發明的抗震插入件借助於該些狹長狹縫而相對於該些滑槽來移動，因而讓該些構造牆具有抗震能力。在該些滑槽以及該建築物的相鄰表面之間的連接並不需要為可移動並且可以使用傳統的滑槽或是通道。此項特點的優點在於可以降低該構造元件的安裝成本並且提高安裝簡易性。

除此之外，該抗震牆構造的移動受控於該抗震插入件相對於該些滑槽的移動可以非常有利，因為於此實施例中，該移動係由該狹長狹縫的長度以及介於該滑槽與該抗震插入件之間的摩擦來操控。於本發明的此實施例中，該抗震插入件以及該些滑槽係由使用者所選擇的材料建構而成，且所以，介於兩者之間的摩擦程度能夠被選擇為落在使用者定義的參數裡面。這並非係其它系統中的情況，於其它系統中，該抗震構造係相對於一事先安裝的組件(舉例來說，該建築物的混凝土結構)來移動或是在一事先安裝的組件上滑動。

於其它實施例中，該抗震牆沒有承重。本發明的此實施例可能較佳係因為其可以允許由內牆、天花板、以及其它空間分割構造元件來組成該構造。

可能的話，在所有圖式中會使用相同的元件符號來表示相同或是類似的部件。圖1顯示一示範性滑槽1以及一示範性抗震插入件2。於本發明的此實施例中，該抗震插入件2透過一第一固定部件3被定位於該滑槽1裡面。該第一固定部件3會進一步以相鄰表面4(最常見的係天花板或地板)為基準將該滑槽1錨定或是固持在正確位置。於本發明的此實施例中，該抗震插入件2為一U形部件，並且尺寸被設計成用以適配於該滑槽1裡面。該U形抗震插入件2可以於裡面一滑槽1妥適地移動，同時提供可以讓構造板輕易連接的表面。

被用來放置或是定位該抗震插入件2於該滑槽1裡面的第一固定部件3會被插入穿過該抗震插入件2之中的一狹長狹縫5。該狹長狹縫5實質上平行於該滑槽1的縱向長度。於該抗震插入件2之中使用一狹長狹縫5可以響應於和一地震事件相關聯的移動而讓該抗震插入件2沿著該滑槽1的該縱向長度移動。所以，一抗震插入件2可以沿著該滑槽1的縱向長度前進的程度可以受限於該狹長狹縫5的長度。於圖1中所示之本發明的實施例中，該狹長狹縫5的長度為60mm；不過，亦可以採用介於至少20mm與100mm之間的長度。

除此之外，圖1還描繪一構造板6(於此實施例中為一石膏板)透過一第二固定部件7固定或是附接至該抗震插入件2。於本發明的此實施例中，該第二固定部件7將該構造板6附接至該抗震插入件2，以該抗震插 入件2為基準將該構造板6固持在滑槽1外面的正確位置中。所以，於此實施例中，該構造板6並沒有被固持在相對於該滑槽1的固定位置中，取而代之的係，可以伴隨著該抗震插入件2的移動而沿著該滑槽1的長度縱向移動。本發明的此實施例的優點在於一第二固定部件7可以在該構造板6與該抗震插入件2之間提供一必要的穩固連接，以便防止在一地震事件期間對該抗震構造元件造成破壞。

於本發明的其中一實施例中，該抗震插入件2較佳的係可以實質上位於該滑槽1裡面。於另一實施例中，該抗震插入件2延伸在該滑槽1上方。此實施例可以為較佳在於該抗震插入件2可於該滑槽1裡面移動的能力可以實質上受控於該抗震插入件2與該滑槽1之間的摩擦。此材料參數可以在安裝該抗震牆構造時由使用者來控制或是選擇，且所以，可以客製化必要的地震事件強度，以便讓該抗震插入件2相對於該滑槽1來移動。此實施例同樣可能為較佳在於其可以防止會影響該抗震構造系統於特定區域之中的移動能力的任何相鄰表面的材料或是拋光有差異性。

於本發明的此實施例中，該第一固定部件3雖然為一螺絲；不過，亦可以採用螺栓以及使用其它固定方法。此處，該狹長狹縫5雖然寬於該第一固定部件3；但是，形成該第一固定部件3的螺絲的頭部則寬於該狹長狹縫5。依此方式，該抗震插入件2可以沿著滑槽1的長度於該狹長狹縫5的極限內縱向前進；但是，由形成和該滑槽1進行交流的第一固定部件3的螺絲的頭部來固持。

於其中一此實施例中，該第二固定部件7可以包括一螺絲。於另一實施例中，該第二固定部件7可以包括一螺栓。於另一實施例中， 該第二固定部件7可以包括一釕頭。於又一實施例中，該構造板6可以利用一黏著劑或是黏膠被連接至該抗震插入件2。

於本揭示內容的排列中，該構造板6可以可移動的方式被連接至該滑槽1，其可以提高該構板元件的恢復性，但是卻不會降低其隨著和一地震事件相關聯的地面移動來移動的能力。除此之外，使用和一天花板進行交流的該些抗震插入件2可以提供對該抗震構造系統之移動的控制性；此移動現在可以額外受到該狹長狹縫5之長度以及介於該抗震插入件與該天花板之間的摩擦程度的控制。

圖2更詳細圖解一抗震插入件2和一滑槽1的連接。圖2描繪圖1的滑槽1、抗震插入件2、第一固定部件3、相鄰表面4、以及該些狹長狹縫5，並且還描繪一第三固定部件8的用途。該第三固定部件8被用來以該相鄰表面4為基準將該滑槽1固定在正確位置中，和第一固定部件3不同的係，該第三固定部件8並沒有被插入穿過一抗震插入件2之中的一狹長狹縫5。因此，該第三固定部件8和該抗震插入件2或是該構造板6的移動沒有相關聯並且在該滑槽1與該相鄰表面4之間提供牢靠的固定作用。

於本發明的此實施例中，該第三固定部件8為螺絲；不過，於替代例中亦可以分開或是組合採用螺栓、錨定塊、以及其它固定手段。於其它實施例中，該第三固定部件8可以被放置靠近該些滑槽的末端。於另一實施例中，該第三固定部件8可以如圖4中所示般位於一第一滑槽9以及一第二滑槽11的末端處。此實施例可以為較佳在於該第三固定部件8在一地震事件期間可能會因提升而容易故障或者變成與該相鄰表面脫離。

於再一實施例中，該第三固定部件8可以沿著該第一滑槽9 以及該第二滑槽11的長度等距分隔。此實施例可以為較佳在於其可以確保該第一滑槽9以及該第二滑槽11實質上沿著一相鄰表面的長度被牢固地附接至該相鄰表面。

於其中一實施例中，該滑槽1係由能夠被描述為有紋理(textured)、有凹窩(dimpled)、或是有脊部(ridged)的材料建構而成。於其它實施例中，該滑槽1為一金屬通道。於其它實施例中，該滑槽1為一木質通道。於其它實施例中，該滑槽1為一塑膠通道。較佳的係，該些通道包括U形剖面。於又一實施例中，該些U形剖面為金屬。

於其中一實施例中，該抗震插入件2係由一金屬製成。於其中特定的實施例中，該抗震插入件2係由鋼製成，因為其係一可輕易運用的低成本材料。除此之外，鋼質的抗震插入件2還可以有平滑、低摩擦表面，其能夠輕易地在滑槽1裡面移動，從而使得該抗震構造系統可以在一地震事件期間抵抗破壞。

於另一實施例中，該抗震插入件2可以包括一有紋理的表面。該有紋理的表面可以提高該抗震插入件2的強度，用以讓該抗震牆構造具有高抗震性，用以在一地震事件期間抵抗破壞。該有紋理的表面還可以讓該抗震插入件2具備額外的剛性，俾使得該構造板6可以更容易利用該些第一固定部件3被附著至該抗震插入件2。

該有紋理的表面可以包括下面之中的任一者或是組合：肋條(rib)、凹槽(trough)、凹部(indent)、起伏部(undulation)、或是凹窩(dimple)。於其中一實施例中，該些紋理可以在形成該抗震插入件2期間被引進於該插入件的表面上。於另一實施例中，該些紋理可以在形成該抗震插入件2之 後被加工形成於該插入件的表面上。

於其中一實施例中，該狹長狹縫5實質上平行於滑槽1的縱向長度。於另一實施例中，該狹長狹縫5的寬度可以大於該第一固定部件3的直徑。於另一實施例中，該狹長狹縫5的寬度可以大於該第一固定部件3的直徑至少1mm。於替代實施例中，該狹長狹縫5的寬度可以大於該第一固定部件3的直徑至少3mm或是至少5mm。使用寬度大於該第一固定部件3的直徑的狹長狹縫5可以為較佳在於其可以在和一地震事件相關聯的地面移動期間降低阻礙該抗震插入件2以及附接的構造板6移動的任何阻力。

於另一實施例中，該狹長狹縫5的長度可以介於20mm與100mm之間。於另一實施例中，該狹長狹縫5的長度可以為60mm。於另一實施例中，該狹長狹縫5的長度可以介於40mm與80mm之間。使用此些長度可以為較佳在於它們允許該抗震牆構造有足夠的移動能力，俾使得其可以在和一地震事件相關聯的地面移動期間抵抗破壞。較佳的係，該狹長狹縫5的長度可以經過選擇用以對應於其中插入該抗震牆構造的建築物的許可層間位移。

於本發明的某些實施例中，該狹長狹縫5可以包括至少一抗震部件14(顯示在圖5A至5E之中)。於本發明的此實施例中，於該狹長狹縫5之中併入至少一抗震部件14可以對該抗震插入件2可以在任何特定地震事件期間相對於該滑槽1移動的範圍提供額外的控制水平。就此來說，該抗震牆構造可以被修飾成適合任何地震事件的嚴重性。於其中一實施例中，該抗震部件14可以被放置成實質上垂直於該狹長狹縫5的長軸。於另一實施例中，該抗震部件14可以包括一延伸跨越該狹長狹縫5的抗震材料 長條。於另一實施例中，該抗震部件14可以包括該狹長狹縫5的經塑形邊緣。於再一實施例中，該抗震部件14可以在該狹長狹縫5的長度中包括至少一凹部15。

圖3描繪一部分組裝的牆構造。在圖3中，一第一滑槽9被連接至一地板表面10以及一第二滑槽11被連接至一天花板表面12。多個抗震插入件2如圖2中所示般地位於第一滑槽9與第二滑槽11的每一者之中，並且每一個抗震插入件2會透過複數個第二固定部件7被連接至該構造板6。於本發明的此實施例中，該構造板6被牢牢地固持在兩個表面10與12之間；但是，可以響應於和一地震事件相關聯的移動而沿著該些第一滑槽9與第二滑槽11縱向移動。

於其中一實施例中，第一滑槽9與第二滑槽11實質上彼此反向。此實施例可以為較佳在於其可以輕易建構抗震牆和天花板。於另一實施例中，構造板6的邊緣實質上位於該第一滑槽9或是該第二滑槽11的外面。於此實施例中，該構造板6可以遮住該第一滑槽9以及該第二滑槽11，俾使得該構造板6可以鄰接相鄰表面。於此情況中，該抗震牆構造的美觀性可以獲得改良，並且可以輕易地達成將該抗震插入件2整合於一內部設計規劃內的目的。

於其中一實施例中，較佳的係，該抗震牆構造可以進一步包括至少一支柱13，其被連接至該構造板6。此實施例可以為較佳在於其可以利用由多個支柱13連接的抗震牆構造來建構較大的牆壁、天花板、或是其它建築物元件。

於本發明的某些實施例中，較佳的係，該支柱13的一端可 以實質上配合該第一滑槽9或是該第二滑槽11被放置。於本發明的此實施例中，該支柱13可以響應於一地震事件隨著該構造板6任意移動，其可能會減少對該抗震牆構造所造成的任何破壞。此實施例同樣可能有利係在於該支柱13的該末端與該第一滑槽9或第二滑槽11之間的摩擦可以透過選擇該支柱13以及該些滑槽9與11的材料而受到控制。於另一實施例中，該支柱13可以沒有任何固定連接至該滑槽。於又一實施例中，該支柱13為一壁柱(wall stud)。

於其中一實施例中，該構造板6可以為玻璃纖維和澱粉兩者的重量百分比很高的石膏板。於另一實施例中，該構造板6可以為一以水泥或是木材為基礎的構造板；不過，亦可以採用其它材料。水泥板包含，但是並不受限於包括下面的水泥板：石膏、波特蘭水泥(Portland cement)、鋁酸鈣、氧氯化鎂、磷酸鎂、以及它們的混合物。

亦可以設計成，該以石膏為基礎的構造板可以具有石膏板類型的構造並且可以面覆著紙材、玻璃纖維、或是其它內襯。除此之外，該些以石膏為基礎的構造板亦可以為石膏纖維構造或是雷同的構造。於另一實施例中，該構造板6可以包括纖維水泥。本發明的此實施例可以為較佳在於該些構造板很容易取得並且可以被形成許多形狀而以許多形式來提供牆壁、天花板、以及其它空間分割構造元件。

於另一實施例中，該構造板6可以被強化。本發明的此實施例可以為較佳在於該構造板的抗裂性可以獲得改良。於又一實施例中，該構造板6可以包括一聚合物黏結劑以及複數個纖維。此特點可以為較佳在於其可以強化該構造板。較佳的係，該複數個纖維可以包括分離或是組合 的玻璃纖維、合成聚合物纖維、或是天然纖維。

於另一實施例中，該聚合物黏結劑以及該複數個纖維之組合包括的重量百分比可以大於該構造板6的1%。本發明的此實施例可以為較佳在於其可以提高該構造板6的強度。較佳的係，該聚合物黏結劑包括的重量百分比可以大於該構造板6的1%。較佳的係，該些纖維包括的重量百分比可以大於該構造板6的1%。於其中一實施例中，該聚合物黏結劑可以包括澱粉。於另一實施例中，該聚合物黏結劑可以包括合成材料，但是並不受限於聚醋酸乙烯酯。於又一實施例中，該構造板6可以包括Habito板(已註冊商標)。

圖4概略圖解一抗震的非承重牆100。於本發明的此實施例中，該構造板6連接短柱13，該構造板6利用位於第一滑槽9和第二滑槽11裡面的抗震插入件2被固持在正確位置中。就此來說，形成圖4中所示之非承重牆100的構造板6可以響應於一地震事件而一起移動，該些構造板6會藉由該些短柱13而相對於彼此被固持在正確位置中。該些構造板6可以沿著該滑槽一起縱向移動，因為於本發明的此實施例中，該些構造板6透過利用抗震插入件2以及第一固定部件3而位於第一滑槽9以及第二滑槽11裡面。於本發明的此實施例中提供一種牆壁100，其兼具足夠的穩定性用以支撐諸如電視和電腦螢幕的物品以及足夠的移動性用以在地震期間抵抗破壞。

圖5A至5E概略圖解抗震插入件2的狹長狹縫5的各種實施例。於該狹長狹縫5的其中一實施例中，多個抗震部件14被放置成大體上垂直於該狹長狹縫5的長軸，如圖5A中所示。此些抗震部件14會阻止 或是阻礙該第一固定部件3於該狹長狹縫5裡面移動，使得該抗震插入件2僅會響應於周圍結構的大幅移動(例如，和一地震事件相關聯的移動)而相對於滑槽1來移動。

於圖5B中所示的本發明的另一實施例中，該些抗震部件14包含一中央凹部15，在該處附近的抗震部件14比較脆弱，因此，如果該抗震插入件2相對於該滑槽1的移動係由和一地震事件相關聯的地面移動所造成的話，該抗震部件14便可能會斷裂或是變形。

於圖5C中所示的本發明的另一實施例中，該些抗震部件14在朝向該第一固定部件3的方向中包含一中央凹部15，在該處附近的抗震部件14比較脆弱，因此，如果該抗震插入件2相對於該滑槽1的移動係由和一地震事件相關聯的地面移動所造成的話，該抗震部件14便可能會斷裂或是變形。

於圖5D中所示的本發明的另一實施例中，該些抗震部件14在和該第一固定部件3反向的方向中包含一中央凹部15，在該處附近的抗震部件14比較脆弱，因此，如果該抗震插入件2相對於該滑槽1的移動係由和一地震事件相關聯的地面移動所造成的話，該抗震部件14便可能會斷裂或是變形。

於圖5E中所示的本發明的另一實施例中，該些抗震部件14在朝向該些抗震部件14之邊緣的方向中包含一中央凹部15，在該處附近的抗震部件14比較脆弱，因此，如果該抗震插入件2相對於該滑槽1的移動係由和一地震事件相關聯的地面移動所造成的話，該抗震部件14便可能會斷裂或是變形。

一旦該抗震部件14斷裂或是變形，該第一固定部件3可能會移動超過該抗震部件14的位置，從而允許該抗震插入件2於該滑槽1裡面有更大的運動範圍。

於本發明的各種實施例中，該抗震部件14包括鋼。除此之外，於此些實施例中，該抗震部件14還會與該抗震插入件2形成一連續的單一工件部。

本發明已實施模擬和數值分析，以便瞭解該抗震插入件2的變形行為以及在螺栓移動下具有或不具有凹部15的抗震部件14的作用。該抗震插入件2已經由被提供在該抗震插入件2之中的第一固定部件3而被鉗止於一混凝土牆通道。一石膏板則藉由兩個第二固定部件7被附接至該抗震插入件2。在震動期間，該抗震插入件2藉由讓該第一固定部件於該抗震插入件2之中移動而讓該石膏板於一單向排列之中移動。

對該抗震插入件2所進行的有限元素分析係藉由該抗震插入件2的偏轉分析以及該抗震部件14對該抗震插入件2的塑膠變形行為的作用來定義。該抗震插入件2的偏轉分析係被實施用以評估在該狹長狹縫5之中提供抗震部件14是否會在扭旋期間減少該抗震插入件2的偏轉。經發現，安裝構造板6於該抗震插入件2上會導致該抗震插入件2的該些第一腳部與第二腳部彎折。所以，為減少彎折，抗震部件14會被引入該抗震插入件2的該狹長狹縫5之中。在圖6中描繪具有抗震部件14以及不具有抗震部件14的抗震插入件2的模擬結果。在有抗震部件14時會看見，該抗震插入件2的第一腳部和第二腳部的向內位移會縮減。

該些抗震部件14的功能如同一障礙物，用以阻礙該第一固 定部件3移動。本發明已經進行下面的模擬，以便瞭解讓抗震部件14在該抗震部件14的長度中的不同位置處具有凹部15的作用。

沒有凹部15的抗震部件14分析

在抗震部件14的角邊處(抗震插入件側)有凹部15的抗震部件14分析

在抗震部件14的中央處(抗震插入件側)有凹部15的抗震部件14分析

在抗震部件14的中央處(抗震部件反向側)有凹部15的抗震部件14分析

在抗震部件14的中央處(兩側)有凹部15的抗震部件14分析

在圖7中顯示於不同位置處有凹部15的抗震部件14的模擬結果。該些結果顯示出，相較於在所有其它位置處，在兩側具有中央凹部15的抗震部件14提供較佳的結果。在圖7中所圖解的關係圖顯示作用力相對於該凹部15之所有不同位置的位移的模擬結果。

參考圖8，圖中所示的係用以建構一抗震牆的方法200的流程圖。於一實施例中，圖3與圖4的抗震牆雖然可以藉由施行方法200的步驟210至260來形成；然而，亦可以配合其它合宜的工具來施行該方法200，其並不會脫離本揭示內容的範疇。

在步驟210處，第一滑槽9與第二滑槽11被提供相鄰於一表面。於其中一實施例中，該第一滑槽9與第二滑槽11被提供分別相鄰於一牆壁與一天花板表面。於另一實施例中，該第一滑槽9與第二滑槽11可以彼此反向被提供在一水平平面之中。

在步驟220處，該第一滑槽9與第二滑槽11利用一第三固定部件被固定至該相鄰表面。

在步驟230處，一或更多個短柱會藉由將該短柱的其中一端放置於該第一滑槽9之中並且將該短柱的另一端放置於該第二滑槽11之中而沿著該第一滑槽9與第二滑槽11的長度滑動。於其中一實施例中，短柱的數量會相依於該構造牆的長度。

在步驟240處，一抗震插入件會被放置在該第一滑槽9與該第二滑槽11之中的該些短柱之間。於其中一實施例中，抗震插入件2的數量相依於被放置在該些滑槽之中的短柱的數量。於另一實施例中，該些抗震插入件2會與該些滑槽之中的短柱交錯相間。

在步驟250處，該抗震插入件2會經由一第一固定部件3被固定至該第一滑槽9與第二滑槽11。

在步驟260處，一構造板6會透過至少一第二固定部件7被附接在該抗震插入件2的任一側。

於其中一實施例中，該些構造板6並沒有被固持在相對於該第一滑槽9與第二滑槽11的固定位置中。於另一實施例中，該些構造板6可以在一地震事件期間伴隨著該抗震插入件2的移動而沿著該第一滑槽9與第二滑槽11的長度縱向移動。

範例1

抗震牆的震感測試：完全規模測試設備

一抗震牆已經遵照本發明的方法被建構。該抗震牆包括被固定在該些滑槽之中的多個抗震插入件以及被固定至該些抗震插入件的多個 構造板。

被測試牆高約2.4m並且長約4.8m。此牆被安裝在體積為0.2m x 0.2m x 2.5m的混凝土反應樑上方。一承重樑(loading beam)/跨接樑(spreader beam)則被提供在該牆頂端，以便施加均勻的剪力。此跨接樑係由淨分隔距離為100mm的兩條ISMC 150通道[5]製成，在兩條通道之間固定著混凝土塊(concrete block)，以便模擬雷同於實際現場條件的條件。牆板的頂端軌道被附接至該跨接樑，而底部軌道則藉由8mmΦ的Hilti螺栓(Sleeve Anchor HLC 8x40/10)被附接至該反應樑。

為在頂端抑制該牆的橫向平面外移動，具有20mm厚平板的兩個T型支架已被插入該跨接樑之中的兩個ISMC之間的22mm間隙之中。該T型支架在該負重框架的頂端被連接至一ISMB 250[5]的薄板條，其接著會被連接至該反應框架的垂直部件的表面。為避免在該反應與跨接樑的樑翼上承載構造板邊緣並且允許該些構造板自由移動，在該負重框架的頂端與底部處的該構造板和該些樑柱之間會確保有10mm的間隙。該跨接樑會被連接至啟動器。面內剪力負重會利用可程式化的伺服液壓啟動器(MTS System Corporation)經由跨接樑被施加。該啟動器的負重攜載能力為350kN，位移範圍為+/-250mm。

本發明使用線性可變差動式變壓器(Linear Variable Differential Transformer，LVDT)來量測該些垂直位移與水平位移。所有LVDT皆被連接至一資料記錄器，以便以事先定義的速率來進行自動資料獲取。

所有的實驗皆僅在位移控制模式之中進行。該位移為一輸入，該負重則會利用該MTS資料獲取系統經由該些啟動器負重單元同步被 量測。為同步化該樣品之中的LVDT讀數和啟動器輸入位移與負重，一基準負重單元會被放置在該啟動器柱塞的頂端。

在此測試中遵循針對牆壁元件震感測試的ASTM標準(針對單調測試的ASTM E564[6]以及針對循環測試的ASTM E2126[7])。此標準涵蓋三種負重協定，用以在準靜態循環(反向)負重條件下評估橫向抗力系統的垂直元件的剪力勁度(shear stiffness)、剪力強度(shear strength)、以及延展性，其包含可套用的剪力連接以及壓緊連接。地震為隨機震動，沒有任何獨特的循環位移或是負重歷史能夠完美複製實際的負重。此些負重協定預期可以產生足以描述有彈性和無彈性循環特性的資料；並且產生足以描述在地震負重中所預期的典型失效模式的資料。

圖9提供該些震感測試結果的關係代表圖。圖中提供由單層標準石膏板、具有抗震插入件的單層標準石膏板、以及單層Habito板製成的牆壁的測試結果。該些結果表列在下面的表1之中。

圖9在該關係圖中於~6kN處進一步顯示一條水平線，用以表示該測試牆(2.4m x 4.8m，重量~250kg)要通過所有主要標準建築物規範要求的作用力要求的最小作用力能力。不同建築物規範之中的位移要求並不相同，也就是，在歐洲規範(Eurocode)中所要求的位移能力為24至36mm， 而在美國規範ASCE中的要求則為36至60mm。對一具有完整規範相容性的通用牆系統來說，牆的強度應該超過6kN並且位移能力應該超過60mm。

標準的石膏板牆雖然能夠通過所檢視的所有主要建築物規範的作用力要求；然而，其卻沒有達成完整位移要求的撓性。經發現，具有Habito板的牆雖然具有高於標準牆的作用力能力；但是，卻沒有明顯提高位移能力。具有抗震插入件的單層標準石膏板提供所需要的額外撓性並且能夠吸收80mm的位移(狹縫尺寸=60mm)。然而，該牆的負重能力卻會因為此抗震插入件的關係而下降；不過，其仍然在作用力要求之上。

於一替代實施例中會使用一具有抗震插入件的Habito板，其具有用以維持牆的負重能力的高強度以及必要的撓性。

具有抗震插入件的Habito板的效能已在該牆的實驗室設備上完成並且在一大學測試機器上進行過測試。此實驗室規模測試設備允許測試小區段牆系統(面積為0.25m x 0.25m，構造板被附接至內部的金屬框架)的面內剪力(其為在地震負重下決定分隔牆的效能的關鍵因子)並且已經證實可以產生雷同於真實牆系統的失效模式和其它效能。在家中使用上面的設備可以縮小規模並且實施牆系統的震感效能的參數研究。

表2提供上面測試程序的結果。圖10所示的係實驗室規模測試設備之中的作用力-位移測試結果。相較於一標準板，具有抗震插入件的Habito板系統耐受較高的位移(90mm vs. 64mm)以及有高強度(1900N vs. 1300N)，且因此，呈現具有最佳強度與撓性數值的「最佳解決方式」。

*由測試設備的限制的關係，在達成完全系統失效之前測試便已停止

應該注意的係，上面在一般性說明或是範例之中所說明的動作中並非全部為必要動作；一特定動作的一部分可能為不必要；除了上面所述的動作之外，亦可以實施一或更多項進一步動作。再進一步言之，上面所列的動作的順序亦未必為它們被實施的順序。

上面雖然已經針對特定實施例說明本發明的好處、其它優點、以及問題的解決方式；然而，該些好處、優點、問題的解決方式、以及可以造成任何好處、優點、或是解決方式或是可以讓好處、優點、或是解決方式變得更顯著的任何(一或更多項)特點未必被視為任何或全部申請專利範圍的關鍵、必要、或是基本特點。

本文中所述實施例的詳細說明與圖解預期提供該些不同實施例之結構的一般性理解。該些詳細說明與圖解並沒有預期要竭盡性與綜合性說明使用本文中所述結構或方法的設備與系統的所有元件以及特點。為清楚起見，在分開的實施例的背景之中所述的特定特點亦可以組合提供在單一實施例之中。相反地，為簡化起見，在單一實施例的背景之中所述的不同實施例亦可以分開提供或是以子組合來提供。進一步言之，以範圍 來敘述引用的數值包含落在該範圍裡面的每一個數值。熟習本技術的人士只要在閱讀本說明書之後便可以明白許多其它實施例。其它實施例可以亦可以被使用並且從本揭示內容之中推知，俾使得可以達成結構性替換、邏輯性替換、或是其它改變，而並不會脫離本揭示內容的範疇。據此，本揭示內容應被視為解釋性，而沒有限制性。

本發明結合圖式來提供說明用以幫助瞭解本文中所揭示的教示內容，用以幫助說明該些教示內容，並且不應該被詮釋為縣至該些教示內容的範疇或應用性。然而，其它教示內容當然亦能夠使用在本應用之中。

如本文中的用法，「包括」、「包含」、「具有」等語詞或是它們的任何其它變化語詞預期涵蓋非竭盡性包含的意義。舉例來說，包括一特徵元件清單的方法、物品、或是設備未必僅受限於此些特徵元件，相反地，亦可以包含沒有在此方法、物品、或是設備中明確列出或是並非此方法、物品、或是設備固有的其它特徵元件。進一步言之，除非明確敘述為相反意義；否則，「或」係表示包含性或的意義而並非竭盡性或的意義。舉例來說，下面之中的任一者皆符合一條件A或B：A為真(或存在)而B為偽(或不存在)；A為偽(或不存在)而B為真(或存在)；以及A與B兩者皆為真(或存在)。

同樣地，本發明還運用「一」來說明本文中所述的元件以及組件。這僅係為達方便的目的並且給予本發明的範疇一般性的意義。除非另外清楚其意義；否則，此說明應該被解讀為包含一個或是至少一個，並且單數亦包含複數，反之亦然。舉例來說，當本文中說明一單一項目時， 可以使用一個以上的項目來取代單一項目。同樣地，當本文中說明一個以上的項目時，亦可以使用單一項目來取代一個以上的項目。

除非另外定義；否則，本文中所使用的所有技術性與科學性語詞皆具有和熟習本發明所屬之技術的人士通常所理解者相同的意義。本文中的材料、方法、以及範例僅為解釋性而沒有限制性的意圖。在和特定材料及處理動作有關的特定細節沒有被說明的範圍內，此些細節可能包含習知的方式，該些習知方式可以在該些製造技術內的參考書以及其它資源中找到。

本發明雖然已經參考上面的實施例顯示與說明過本揭示內容的觀點；但是，熟習本技術的人士便會瞭解，藉由修正已揭的機器、系統、以及方法便可以設計出各種額外實施例，其並不會脫離所揭的精神與範疇。此些實施例應該被理解為落在基於申請專利範圍和其任何等效範圍所決定的本揭示內容的範疇裡面。

1:滑槽

2:插入件

3:第一固定部件

4:相鄰表面

5:狹長狹縫

6:構造板

7:第二固定部件

Claims (35)

1. 一種抗震牆構造，其包括：一第一滑槽；一第二滑槽；以及至少一抗震插入件，其被提供在該第一滑槽或是該第二滑槽裡面；其中，該抗震插入件包括至少一狹長狹縫並且透過至少一第一固定部件來保持和該第一滑槽或是第二滑槽交流，該至少一第一固定部件會通過該狹長狹縫；以及其中，該抗震插入件於該抗震插入件的任一側透過至少一第二固定部件被連接至一構造板，並且其中該構造板被建構以在地震發生期間沿著該第一滑槽和該第二滑槽的長度縱向地移動，並且伴隨著該抗震插入件的移動。
2. 根據申請專利範圍第1項的抗震牆構造，其中，該第一滑槽被提供在地板上以及該第二滑槽被提供在天花板上。
3. 根據申請專利範圍第1項的抗震牆構造，其中，該些第一滑槽與第二滑槽包括由下面其中一者所製成的通道：金屬、木材、或是塑膠。
4. 根據申請專利範圍第1項的抗震牆構造，其中，該狹長狹縫的長軸實質上平行於該第一滑槽或是該第二滑槽的縱向長度。
5. 根據申請專利範圍第1項的抗震牆構造，其中，該抗震插入件的形狀保形於該對應滑槽的形狀並且實質上位於該第一滑槽或是第二滑槽裡面。
6. 根據申請專利範圍第1項的抗震牆構造，其中，該抗震插入件延伸在該第一滑槽與第二滑槽上方。
7. 根據申請專利範圍第1項的抗震牆構造，其中，該狹長狹縫的寬度大於該第一固定部件的直徑。
8. 根據申請專利範圍第1項的抗震牆構造，其中，該狹長狹縫包括垂直於該滑槽之長度的至少一抗震部件。
9. 根據申請專利範圍第1項的抗震牆構造，其進一步包括被連接至該構造板的至少一支柱。
10. 根據申請專利範圍第9項的抗震牆構造，其中，該支柱的其中一端實質上位於該第一滑槽或是該第二滑槽裡面。
11. 根據申請專利範圍第9項的抗震牆構造，其中，該至少一支柱包括一壁柱。
12. 根據申請專利範圍第1項的抗震牆構造，其進一步包括至少一第三固定部件，其會將該第一滑槽或是該第二滑槽連接至一相鄰表面。
13. 根據申請專利範圍第1項的抗震牆構造，其中，該構造板包括石膏或是水泥或是纖維水泥。
14. 根據申請專利範圍第1項的抗震牆構造，其中，該構造板包括一聚合物黏結劑以及複數個纖維以用於強化該構造板。
15. 根據申請專利範圍第14項的抗震牆構造，其中，該聚合物黏結劑以及該複數個纖維之組合包括的重量百分比大於該構造板的1%。
16. 根據申請專利範圍第14項的抗震牆構造，其中，該聚合物黏結劑包括的重量百分比大於該構造板的1%。
17. 根據申請專利範圍第14項的抗震牆構造，其中，該複數個纖維包括的重量百分比大於該構造板的1%。
18. 根據申請專利範圍第14項的抗震牆構造，其中，該聚合物黏結劑包括澱粉或聚醋酸乙烯酯。
19. 根據申請專利範圍第1項的抗震牆構造，其中，該構造板的一邊緣實質上位於該第一滑槽或是該第二滑槽的外面。
20. 根據申請專利範圍第1項的抗震牆構造，其中，該第一滑槽與該第二滑槽能夠於一水平平面中隔開。
21. 一種抗震插入件，其用於包括第一滑槽和第二滑槽的抗震牆構造中，該抗震插入件包括：一第一腳部；一第二腳部；以及一基底，其中，該些第一腳部與第二腳部自該基底垂直延伸，其中，該基底進一步包括至少一狹長狹縫，用以容納至少一第一固定部件並且其中該第一腳部和該第二腳部被配置以使用至少一個第二固定部件而被連接到構造板的兩側上，該抗震插入件被配置以在地震條件下允許構造板的水平移動。
22. 根據申請專利範圍第21項的抗震插入件，其被配置成用以放置在一牆構造的一滑槽裡面。
23. 根據申請專利範圍第22項的抗震插入件，其中，該第一腳部與第二腳部的高度大於該滑槽的高度。
24. 根據申請專利範圍第22項的抗震插入件，其中，該狹長狹縫的長軸實質上平行於該滑槽的縱向長度。
25. 根據申請專利範圍第21項的抗震插入件，其中，該狹長狹縫的寬度大於該第一固定部件的直徑。
26. 根據申請專利範圍第21項的抗震插入件，其中，該狹長狹縫的長度介於20mm與100mm之間。
27. 根據申請專利範圍第22項的抗震插入件，其中，該狹長狹縫進一步包括垂直於該滑槽之長度的至少一抗震部件。
28. 根據申請專利範圍第27項的抗震插入件，其中，該抗震部件在其長度之中具有至少一凹部。
29. 根據申請專利範圍第28項的抗震插入件，其中，該凹部能夠被定位在該狹長狹縫的中央處或是朝向該狹長狹縫的其中一端。
30. 根據申請專利範圍第21項的抗震插入件，其包括一有紋理的表面。
31. 根據申請專利範圍第21項的抗震插入件，其為一剖面實質上為U形的部件。
32. 根據申請專利範圍第21項的抗震插入件，其包括金屬。
33. 一種建構抗震牆的方法，其包括：提供一第一滑槽與一第二滑槽；利用至少一第三固定部件將該第一滑槽與第二滑槽固定至一相鄰表面；藉由將短柱的其中一端放置於該第一滑槽之中並且將該短柱的另一端放置於該第二滑槽之中而將一或更多個短柱滑動至該些滑槽；將根據申請專利範圍第21項的抗震插入件放置在該第一滑槽及/或該第二滑槽之中的該些短柱之間； 經由該第一固定部件將根據申請專利範圍第21項的抗震插入件固定至該第一滑槽與第二滑槽；以及透過至少一第二固定部件將一構造板附接在根據申請專利範圍第21項的抗震插入件的任一側。
34. 根據申請專利範圍第33項的方法，其中，該些構造板沒有被固持在相對於該第一滑槽與第二滑槽的固定位置中。
35. 根據申請專利範圍第33項的方法，其中，該些構造板在一地震事件期間伴隨著該抗震插入件的移動而沿著該第一滑槽與第二滑槽的長度縱向移動。

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