[发明专利]双核心预力拉伸自复位消能支撑装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种消能支撑装置，特别是涉及一种增加伸展量的双核心预力拉伸自复位消能支撑装置。

背景技术

现阶段的耐震设计，除了需要有足够的容许强度外，更希望有好的韧性，以达到更经济且更安全的目的。就以降伏来消能的结构系统而言，通常会在大变形后造成残余永久变形，使得建筑物有残余的应力，造成潜在的危险，需要日后维修来解决此问题。目前常见的支撑系统，以结构杆件降伏或是挫屈消能为主，但是在反复载重下，降伏或是挫屈所造成的变形，会影响建筑物结构上的安全及在救援上的困难度。以挫屈束制降伏行为和摩擦行为为主的消能支撑研究及应用，在许多方面已有具体的成果，但是这两种消能行为杆件都没有自复位的功能，也就无法解决残余变形的问题。因此目前可自复位的系统是主要的发展方向，自复位的方法可靠弹簧或是预力的方式来实施。

美国公告的第5819414号专利中揭露了一种以束制的方式施加压力的装置，使装置整体行为类似于弹簧而拥有自复位的功能，并且以中间物件的接触摩擦来产生消能作用。

请参阅图1至图7所示，美国公开的第2008/0016794号专利揭露了一种以拉预力的方式提供自复位功能的装置。为说明方便，图1至图7重新赋予元件标号。图1为此装置的侧面剖面图，图2为断面A-A的剖面图。装置包括一方型钢组成的内核心构件11、一固定于该内核心构件11的第一端的内层底板12、一套覆于内核心构件11外且同样由方型钢组成的的外层构件13、固定于该外层构件13两端的外层底板15和16，及锚锭装置21与预力杆件22。内核心构件11还具有一用以与建筑构架中的梁及柱连结的延伸段111；外层构件13则具有二个用以与建筑构架中的梁及柱连结的延伸段131。内核心构件11中的消能板112、外层构件13的摩擦消能板132，以及角钢133用螺栓14组合，并针对内核心构件11与外层构件13的相对位移利用摩擦来消能。

在力学反应方面，请先参阅图3至图5所示。当装置不受外力，力学行为如图3所示。当装置受压，内核心构件11、内层底板12及外层构件13为装置中的受压构件，外力如图4所示，由外层构件13的两端延伸段131传到对侧的外层底板15，再经由外层底板15与锚锭装置21将力传至预力杆件22，使预力杆件22受拉，并将力量传至另一端底板16上，再由内核心构件11与延伸段111将力传出。由图5可知在外力F施载下，外层构件13与内核心构件11有相对位移δ，可利用消能板112、消能板132、角钢133及螺栓14消能。

再请参阅图6及图7所示。当装置受拉，预力构件22、锚锭装置21和两片外层底板15与16为受拉构件，外力如图6所示，由外层构件13的两端延伸段131，经由外层构件13传至外层底板16上，再经由外层底板16与锚锭装置21将力量传至预力杆件22，使其受拉，并将力量传至另一端外层底板15上，再传至内核心构件11的延伸段111。由图7可知在外力F施载下，外层构件13与内核心构件11有相对位移δ，可利用消能板112、消能板132、角钢133及螺栓14消能。

该装置在地震下，利用预力的回复力将残余变形消除。但是受限于受拉杆件的材料性质，该装置轴向变形量仅限于δ。

由此可见，上述现有的自复位消能支撑装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的双核心预力拉伸自复位消能支撑装置，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的自复位消能支撑装置存在的缺陷，而提供一种新型结构的双核心预力拉伸自复位消能支撑装置，所要解决的技术问题是使其藉由不同的构件组成来改变力学行为而提高伸展量，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种双核心预力拉伸自复位消能支撑装置，安装于建筑物，其包含一第一核心构件、一第二核心构件、一外层构件、一第一内层底板与一第二内层底板、一第一外层底板与一第二外层底板、至少一第一预力拉伸构件、至少一第二预力拉伸构件，及一消能单元。

第一核心构件具有一本体，及至少一固设于该本体且与该建筑物相连接的延伸段。第二核心构件与该第一核心构件平行设置。外层构件具有一套覆于该第一核心构件及第二核心构件外的外层钢管，及至少一固设于该外层钢管的端部且与建筑物连结的钢板。