本发明专利技术的长方形金属平板的加强构造具备：长方形金属平板，对主要承受面内剪切且根据需要来支承压缩载荷；带状矩形截面部件，与所述平板的长度方向的两侧边平行地添接，对所述平板进行加强；多个方形管状部件，在所述平板的宽度方向上隔着一定间隔排列配置，被添接到所述平板的单侧面上或者以夹着所述平板重叠的方式被添接到所述平板的表背两面上，提高所述长方形金属平板的扭转刚性和扭转强度，确保屈服剪切载荷的同时，随着屈服后的剪切变形的推移也能够稳定地维持剪切耐力。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种承受面内剪切并根据需要来支承压缩载荷的长方形金属平板的加强构造，其构成金属类建筑物的壁面构成面板、以制振或耐震为目的的间柱型面板、构造壁的整体或一部分。平板的剪切力和剪切变形角与平板的扭转刚性直接相关，所以将附加扭转刚性、即剪切刚性为加强的重点，谋求大幅提高承受面内剪切的长方形金属平板的力学性能。本申请主张2010年3月16日在日本提出的特愿2010-58838号专利申请的优先权，在此引用其内容。
技术介绍
对于承受剪切力的金属平板，即使使剪切压曲载荷高于剪切屈服载荷，在剪切屈服后的进行剪切变形的过程中，难以维持剪切耐力且对正负交替反复的剪切载荷显现出稳定的履历性状，因此需要减小承受剪切力的平板的宽厚比，其结果，至今为止代表性的方法是，将大量的加固材料(StifTener)配置成格子状，将平板的整个区域细分化来进行加强。为了确保金属平板的屈服剪切载荷并维持屈服后的剪切耐力，有如下方法相对于设计上要求的剪切强度，使用屈服点应力度较低的材料，从而增大金属平板的板厚，避免过早的剪切压曲，提高屈服后的塑性变形能力。除此之外，还提出有如下的方案等以制振或耐震为目的，将剪切面板形成为波板 折板，或者在壁板中添加粘弹性材料，或者在壁板与建筑物部位的接合方法上采取措施。在先技术文献专利文献专利文献I :日本特开平10-246026专利文献2 日本特开2005-042423专利文献3 日本特开2006-037586专利文献4 :日本特开2009-161984 专利文献5 日本特开2009-293254非专利文献非专利文献I :木原硕美/鸟井信吾著《使用极低屈服点钢板壁的制震构造的设计》建筑技术1998年11月非专利文献2 :铃木敏郎著《以扭转刚性主体的剪切刚性和平板的剪切压曲》日本建筑学会2008年9月
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题本专利技术所要解決的课题在于，对于承受面内剪切且根据需要来支承压缩载荷的长方形金属平板，大幅提高平板的剪切刚性，确保长方形金属平板的屈服剪切载荷，进而提高平板的塑性剪切载荷，从而即使在屈服后的剪切大变形区域，剪切耐力也不会下降，而能够被稳定地维持，实现长方形金属平板的塑性变形能力的大幅提高。对于承受面内剪切且根据需要来支承压缩载荷的长方形金属平板，由于剪切力和剪切变形角与圣维南扭转刚性相关，所以通过将封闭型截面的方形管状部件添接到所述平板上，来提高扭转刚性、即剪切刚性，确保长方形金属平板的剪切屈服载荷，并稳定地维持屈服后的剪切耐力。本专利技术的长方形金属平板的加强构造的第一方式，具备长方形金属平板，对主要承受面内剪切且根据需要来支承压缩载荷；带状矩形截面部件，与所述平板的长度方向的两侧边平行地被添接，对所述平板进行加强；以及多个方形管状部件，在所述平板的宽度方向上隔着一定间隔排列配置，被添接到所述平板的单侧面上或者以夹着所述平板重叠的方式被添接到所述平板的表背两面上，提高所述长方形金属平板的扭转刚性和扭转强度，确 保屈服剪切载荷的同时，随着屈服后的剪切变形的推移也能够稳定地维持剪切耐力。本专利技术的长方形金属平板的加强构造的第二方式，具备长方形金属平板，对主要承受面内剪切且根据需要来支承压缩载荷；带状矩形截面部件，与所述平板的长度方向的两侧边平行地被添接，对所述平板进行加强；多个C形截面部件、半圆形管部件等，被配置在所述平板短边方向上，在所述平板的单侧面上或者在表背两面上，在所述平板上设置管状空洞部，被以具有与方形管状部件大致相同的力学性能的方式添接，提高所述长方形金属平板的扭转刚性和扭转强度，确保屈服剪切载荷的同时，随着屈服后的剪切变形的推移也能够稳定地维持剪切耐力。本专利技术的长方形金属平板的加强构造的第三方式，具备长方形金属平板，对主要承受面内剪切且根据需要来支承压缩载荷；方形管状部件，与所述平板的长度方向的两侧边平行地被添接到该平板的表背两面上，对所述平板进行加强；以及多个方形管状部件，在所述平板的宽度方向的所述部件之间隔着一定间隔排列配置，被添接到所述平板的单侧面上或者以夹着所述平板重叠的方式被添接到所述平板的表背两面上，提高所述长方形金属平板的扭转刚性和扭转强度，确保屈服剪切载荷的同时，随着屈服后的剪切变形的推移也能够稳定地维持剪切耐力。在本专利技术的长方形金属平板的加强构造中，在承受面内剪切且根据需要来支承压缩载荷的长方形金属平板上，沿着所述平板的长度方向排列配置方形管状部件，从而在添接有部件的部位和未添接部件的部位上产生实质性板厚差，剪切屈服区域在屈服初始时刻被限定在板厚薄的条状区域，所以对于所述条状区域的宽度方向的宽厚比，采用钢材的情况下为60以下，采用轻金属材料的情况下为40以下，在平板面内保留层状且还处于弹性的区域，对弹性 塑性的刚性变化也能够显现稳定的力学性状。在本专利技术的长方形金属平板的加强构造中，在主要承受面内剪切且根据需要来支承压缩载荷的长方形金属平板上，将用于对所述平板的长度方向两材端部施加剪切力的加强零件和被添接到平板上的方形管状部件隔着微小的缝隙设置而未被一体化，在不阻碍所述平板进行剪切变形的状态下推移，从而即使在所述长方形金属平板的剪切屈服后的剪切变形的成长的情况下，也能够防止耐力过度上升而超过屈服剪切耐力，能够稳定地维持屈服后的剪切耐力。在本专利技术的长方形金属平板的加强构造中，在主要承受面内剪切且根据需要来支承压缩载荷的长方形金属平板上，在所述平板的上下两端部附近的载荷施加部位上，抑制向平板面外的旋转变形，且承受面内剪切，不会约束由基本的力学平衡产生的所述平板的扭转变形，允许长度方向两侧边部向平板面外变形，从而增大添接在所述平板的长度方向两侧边部上的带状矩形截面部件及方形管状部件的截面，将所述平板的扭转变形抑制得较低，实现力学性稳定。专利技术效果图2 Ca)是将方形管状部件扭转时的立体图，(b)图表示扭转力和方管截面内的剪切应力流向、以及作为比较的扭转力和矩形截面内的剪切应力流向。在封闭型截面上，即使构成板构件较薄，在平板内流过的剪切应力和与扭转中心的距离的乘积对应于扭转力，所以方管的扭转强度由截面的外轮廓尺寸决定，与板厚的中央线为扭转中心的平板的扭转强度不同，成为非常大的值。数学式(I)是正方形方形管状部件的塑性扭转载荷，用于比较的数学式(2)是构 成所述截面的I张板构件的塑性扭转载荷。方形管状部件与4张构成板构件的塑性扭转载荷比为数学式(3)，正方形方管截面的塑性扭转载荷从板构件宽厚比的数值来看为约2倍。数学式(4)是将从上述图2 Ca)和(b)的对比导出的方形管状部件的截面换算成矩形截面时的板厚。数学式IQy = 2 (B-t) 2t T y (I)if=|| (B^t)Xy(2) Qy 2(B —t)t、 = = —^《3) 4<i'. T= |2(B ~ t)~(4) i tT y :屈服剪切应力度Qy :方型钢管部件的塑性扭转载荷qy :构成板构件的塑性扭转载荷图3表不,从建设用钢材列表选择外形尺寸150mm以下的方管,横轴表不截面板构件的宽厚比B/t，纵轴表示方管与板构件的塑性扭转载荷的比QY/qy。以斜直线状分布的 符号表示正方形截面的情况，选择最小从与长度方向正交的正方形截面的一边的尺寸为50mm、部件的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：铃木敏郎，
申请(专利权)人：株式会社构造材料研究会，新日铁工程技术株式会社，
类型：发明
国别省市：
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