专利名称：侧向挫屈束制钢骨梁结构的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种钢骨梁结构，尤其指一种可抑制侧向挫屈的钢骨梁结构。
背景技术：
钢结构因为具有高强度与高韧性，因此适合高层建筑使用。又钢结构具有预制性、 且材料可回收使用，已然成为世界各国推动绿色建筑的主流。由于钢结构所使用的断面形 式较有效率，细长肢材却容易产生挫屈，故一般而言构件需配合侧向支撑或使用加劲版，以 增加其稳定性同时确保构件强度与韧性的发挥。钢结构以梁柱耐震抗弯系统或搭配斜撑所形成的二元系统为主要构造系统，其中 大梁被设定为大地震时产生塑铰消能的构件，而标准设计规范亦针对其侧向支撑有所规定。公知技术的侧向支撑如图1所示，必须将梁翼板1支撑于相邻的构件如小梁2或 楼板，因此侧向支撑不仅需配合隔间位置施作，也影响了建筑使用高度。另一种公知作法是改变断面型态，例如图2的箱型断面梁3、或增加额外型钢4 (如 图3)，但上述作法仍存在一潜在问题由于所增加的肢材与原始钢骨梁均以电焊或者密集 的螺栓锁固而结合成一体者，最终的梁结构其断面形成工程上所谓的复合断面。此型态断 面有一特点，亦即受弯矩时只具有一个挠曲应力为零的中性轴，各肢材依据与中性轴距离 分配所需承担的挠曲应力。此类断面的梁柱接头常有韧性不佳而影响结构耐震韧性的情 形。综上所述，有必要针对目前钢骨梁结构的挫屈问题提出一解决的技术。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种侧向挫屈束制钢骨梁结构，以克服公知技术中存 在的缺陷。为实现上述目的，本实用新型提供的钢骨梁结构，其包括一骨架，包括一腹板、及一翼板，该腹板垂直并固定于该翼板；以及一侧向挫屈束制构件，包覆并密接于该翼板的二相对侧面，该侧向挫屈束制构件 包括有一侧向挫屈束制区段，该侧向挫屈束制区段的断面与对应的该骨架的断面为非复合 断面。所述的钢骨梁结构，其中该侧向挫屈束制构件包括一底面包覆部、自该底面包覆 部两侧垂直延伸的一对侧面包覆部、及一受承部，该底面包覆部覆盖该翼板的底面，该对侧 面包覆部分别覆盖该翼板的二相对侧面，该受承部夹设于该对侧面包覆部至少其中之一与 该腹板之间、并为该翼板所支承。所述的钢骨梁结构，其中该受承部为一钢板。所述的钢骨梁结构，其中该受承部为一螺栓构件。所述的钢骨梁结构，其中该侧向挫屈束制构件的断面为U型。
3[0015]所述的钢骨梁结构，其中该侧向挫屈束制构件的断面为H型。由本实用新型提供的上述结构，可同时兼顾大梁强度与韧性，有效承受地震灾害， 并提升建筑使用空间。
图1是公知侧向支撑型梁柱结构示意图。图2是公知钢骨梁断面图。图3是另一公知钢骨梁断面图。图4是本实用新型第一较佳实施例的钢骨梁结构分解图。图5是本实用新型第一较佳实施例的钢骨梁结构断面图。图6是本实用新型第二较佳实施例的梁柱结构示意图。图7是本实用新型第三较佳实施例的钢骨梁结构断面图。图8是本实用新型第四较佳实施例的钢骨梁结构断面图。图9是本实用新型第五较佳实施例的钢骨梁结构断面图。附图中主要组件符号说明翼板1 ；箱型断面梁3 ；骨架10、23 ；腹板侧面111、112 ；底面121 ；侧面123、124 ；侧 向挫屈束制构件14、15、24 ；侧面包覆部142a、142b、172、173 ；柱21、22 ；小梁2 ；额外型钢4 ； 腹板11 ；下翼板12 ；顶面122 ；上翼板13 ；底面包覆部141、171 ；受承部143、16、18。
具体实施方式
本实用新型的钢骨梁结构包括一骨架、以及一侧向挫屈束制构件。上述骨架如为I 或H型钢时，包括一腹板、及一翼板，腹板垂直并焊接固定于翼板。侧向挫屈束制构件包覆 并密接于翼板的二相对侧面，侧向挫屈束制构件并包括有一侧向挫屈束制区段，侧向挫屈 束制区段的断面与对应的骨架的断面为非复合断面。由上述结构，可同时兼顾大梁强度与韧性，有效承受地震灾害，并提升建筑使用空 间。上述侧向挫屈束制构件可包括一底面包覆部、自底面包覆部两侧垂直延伸的一对 侧面包覆部、及一受承部。底面包覆部覆盖翼板的底面，侧面包覆部分别覆盖翼板的二相对 侧面，受承部夹设于侧面包覆部至少其中之一与腹板之间、并为翼板所支承。侧向挫屈束制构件的断面可为U型、H型、或口型等。上述受承部可为钢骨型钢、 钢骨组合断面、钢骨钢筋混凝土结构、或钢筋混凝土结构。
以下结合附图对本实用新型作详细描述。请参阅图4与图5，为钢骨梁结构第一实施例的分解图与断面图。本实施例是将本 实用新型的钢骨梁结构应用于一 I型断面梁，钢骨梁结构包括一 I型骨架10、及二侧向挫屈 束制构件14、15。I型骨架10是由一腹板11、一下翼板12、一上翼板13所构成，上翼板13 与下翼板12分别固定在腹板11上、下端。二侧向挫屈束制构件14、15具有相同构造，分别是组装于下翼板12与上翼板13。 以侧向挫屈束制构件14为例说明，其包括一底面包覆部141、一对侧面包覆部142a、142b、 及复数受承部143，其中二侧面包覆部142a、142b自底面包覆部141两侧向上垂直延伸而共
4同构成π型断面，复数受承部143自二侧面包覆部142a、142b向内侧向延伸而出。本实施 例中，受承部143为钢板型态。当侧向挫屈束制构件14组装于下翼板12时，底面包覆部141覆盖下翼板12的底 面121，二侧面包覆部142a、142b分别覆盖下翼板12的二相对侧面123、124，每一侧面包覆 部上的复数受承部143为间隔配置。受承部143夹设于侧面包覆部142a(142b)与腹板侧 面111(112)之间，并受承载于下翼板12的顶面122。受承部143与腹板11、翼板12之间可以是密接触、或以螺栓配合槽孔接合。受承 部143与侧面包覆部142a、142b之间则可以通过焊接固定或螺栓接合。由上述可知，因侧向挫屈束制构件相当于在骨架外所加的独立构件，二构件断面 之间主要不传递水平剪力而不构成复合断面，故侧向挫屈束制构件是依据相对于骨架断面 劲度比值参与弯矩分配，而因骨架的弯矩劲度相对较高而承担大部分的弯矩，而钢梁侧向 束制构件则主要作为骨架侧向挫屈防止的用，可有效兼顾结构强度、韧性与建筑使用空间、 如使用钢骨钢筋混凝土或钢筋混凝土作为钢梁侧向束制构件时并可提供梁骨架被包覆部 分的防火被覆使用。第一实施例中，侧向挫屈束制构件14的受承部143为下翼板12所支承，未特别与 下翼板12相互接合，故侧向挫屈束制14整体皆属侧向挫屈束制区段。当然，亦可通过局部 区段焊接或螺接等方式将侧向挫屈束制构件14接合定位于骨架10，其它区段呈独立构件， 侧向挫屈束制构件14在接合区以外的区段与下翼板12仍构成非复合断面，相当于侧向挫 屈束制区段，并额外具有避免整个侧向挫屈束制构件轴向移动的优点。在侧向挫屈束制构 件不包括自二侧面包覆部向内侧向延伸的受承部的场合中，例如当图4的侧向挫屈束制构 件14只具有由二侧面包覆部142a、142b与底面包覆部141所构成的π型构件时，即可利用 前述局部区段焊接或螺接的方式固定于翼板或腹板。请参考图6，为本实用新型的钢骨梁结构第二实施例的一梁柱结构示意图。图中示 出二柱21、22之间固定有一本实用新型第二实施例的钢骨梁结构，钢骨梁结构包括一 I型 骨架23、以及安装于骨架下翼板的单一侧向挫屈束制24。需特别说明的是，侧向挫屈束制 构件的安装可以是与大梁一同于钢构场组装完成后，再运至工地依照一般大梁安装方式施 行，也可以是侧向挫屈束制构件于楼板浇置完成后再定位至梁骨架上。在前者场合中，侧向 挫屈束制构件会依其劲度分担楼板自重弯矩，后者则可免除自重弯矩的承担。侧向挫屈束制构件的设置主要视翼板是否需侧撑而定，例如当上翼板与RC楼板 接合，则上翼板是不必安装侧向挫屈束制构件的。侧向挫屈束制构件断面形式及其尺寸与 梁长、梁断面尺寸、接合条件、弯矩强度与韧性需求等有关。 请参考图7与图8，分别为本实用新型钢骨梁结构第三与第四实施例的断面图。第 三实施例构造上与第二实施例大致相同，亦即仅有一组侧向挫屈束制构件安装于骨架下翼 板，其差异处在于受承部16为口型断面。第四实施例构造上同样与第二实施例大致相同， 其差异处在于二侧面包覆部172、173与底面包覆部171构成I型断面。请参考图9，其为第五实施例断面图。本实施例主要表现出受承部18为一螺栓构 件，同样具有与前几例相同的功能。上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本实用新型所主张的权利范围自应以 申请的权利要求范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求一种钢骨梁结构，其特征在于，包括一骨架，包括一腹板、及一翼板，该腹板垂直并固定于该翼板；以及一侧向挫屈束制构件，包覆并密接于该翼板的二相对侧面，该侧向挫屈束制构件包括有一侧向挫屈束制区段，该侧向挫屈束制区段的断面与对应的该骨架的断面为非复合断面。
2.如权利要求1所述的钢骨梁结构，其特征在于，其中该侧向挫屈束制构件包括一底 面包覆部、自该底面包覆部两侧垂直延伸的一对侧面包覆部、及一受承部，该底面包覆部覆 盖该翼板的底面，该对侧面包覆部分别覆盖该翼板的二相对侧面，该受承部夹设于该对侧 面包覆部至少其中之一与该腹板之间、并为该翼板所支承。
3.如权利要求2所述的钢骨梁结构，其特征在于，其中该受承部为一钢板。
4.如权利要求2所述的钢骨梁结构，其特征在于，其中该受承部为一螺栓构件。
5.如权利要求1所述的钢骨梁结构，其特征在于，其中该侧向挫屈束制构件的断面为U型。
6.如权利要求1所述的钢骨梁结构，其特征在于，其中该侧向挫屈束制构件的断面为H型。
专利摘要本实用新型是有关于一种钢骨梁结构，包括一骨架、与一侧向挫屈束制构件。骨架如为I或H形断面时，包括相互垂直固定的一腹板、及一翼板，侧向挫屈束制构件包覆并密接于翼板的二相对侧面。侧向挫屈束制构件包括有一侧向挫屈束制区段，侧向挫屈束制区段的断面与对应的骨架的断面为非复合断面。由此，梁结构同时兼具适当强度与耐震韧性。
文档编号E04C3/06GK201738495SQ20102025944
公开日2011年2月9日 申请日期2010年7月12日 优先权日2010年7月12日
发明者张敬昌 申请人:永峻工程顾问股份有限公司