主要風力抵抗系統在北風作用下之設計風力 主要風力抵抗系統在北風作用下之設計風力 主要風力抵抗系統在北風作用下之設計風力 主要風力抵抗系統在北風作用下之設計風力

5.4.4 5.4.4 5.4.4

5.4.4 建築物最高居室樓層側向加速度 建築物最高居室樓層側向加速度 建築物最高居室樓層側向加速度 建築物最高居室樓層側向加速度

獨立鐵塔不需計算建築物最高居室樓層側向加速度。

5.5 5.5 5.5

5.5 主要風力抵抗系統在北風作用下之設計風力 主要風力抵抗系統在北風作用下之設計風力 主要風力抵抗系統在北風作用下之設計風力 主要風力抵抗系統在北風作用下之設計風力

列出計算時所需的基本參數

垂直於風向之建築物水平尺寸 B ：與本文“5.3 節”所採用之值相 同，B=3.528m。

平行於風向之建築物水平尺寸 L ：與本文“5.3 節”所採用之值相 同，L=3.528m。

迎風面實體構材投影在垂直風向平面上之面積A （亦即受風面積）_f ： 如表 5.1 所示。

迎風面塔面之實體構材投影在垂直風向平面上之面積總和A_N,o（亦即

塔面實體面積）：根據表 5.1，A_N,o =

17.048m

²。

迎風面塔面投影在垂直風向平面上之總面積A_Ng,o（亦即塔面總面

積）： _, 15 3.22 5 85.25m² 2

) 6 22 . 3

( + × + × =

o =

ANg 。

順風向基本自然頻率 f ：_n f_n = f_SN =

7 . 09 Hz

。

橫風向基本自然頻率 f ：_a f_a = f_EW =

7 . 09 Hz

。 山脊之高度 H ：根據圖 5.4，H =120m。

判斷是否屬於開放式建築物

根據本文 5.3 節，本建築物屬於開放式建築物。接下來，根據規範第 二章，計算主要風力抵抗系統所應承受之設計風力。

5.5.1 5.5.1 5.5.1

5.5.1 獨立鐵塔所受的順風向風力 獨立鐵塔所受的順風向風力 獨立鐵塔所受的順風向風力 獨立鐵塔所受的順風向風力

根據規範 2.2 節到 2.9 節，計算獨立鐵塔所應承受之順風向風力。

計算風速壓

根據規範式（2.7），風速壓地況係數K(z)：

m 5 5 ;

774 . 2

m 5

; 774

. 2 ) (

2 2

 ≤













=

 >













=

z z z z z z

K

g g

α α

根據規範式（2.8），地形係數K ： _zt

根據圖 5.4，山脊之高度H =120m。 H 大於兩倍上風側 3.22 公 里內地形高度，且大於 4.5 公尺（地況 C），且此山脊在上風側

m 12000

100H = 或 3.22 公里（兩者取小值=3.22 公里）內沒有類似高 度之障礙物，且 =0.8≥0.2

Lh

H （其中山脊之水平尺寸L_h =

150m

）。根

據規範 2.6 節之解說，若 >0.5 Lh

H ，計算K 時採用₁ =0.5 Lh

H ，則地況

C 下山脊之K₁=0.725，若查規範表 2.3（a），可得K₁ =0.72。若 5

.

>0 Lh

H ，則計算K 時採用₂ L_h =

2

H，根據圖 5.4，建築物位於山脊

之下風側，x=100m，山脊之下風側水平衰減係數

µ

=1.5，根據規範

式（C2.9），計算所對應山脊之 ₂ =(1− )=0.722 Lh

K x

µ

^{，若查規範表 2.3}

（b），線性內插 =0.00 Lh

x 所對應之K₂ =

1 . 00

與 =0.50 Lh

x 所對應之

67 .

2 =

0

K ，可得K₂ =

0 . 725

。根據規範 2.6 節之解說，若 >0.5 Lh

H ，

則計算K 時採用₃ L_h =

2

H ，山脊之高度衰減係數

γ

=3，根據規範式

（C2.10），計算所對應山脊之K₃ =e^−γzLh =e^−3z240 =e^−0.0125z。根據規 範式（2.8），K 可依下式計算： _zt

(

1 1 2 3

)

²

(

1 0.725 0.722 ^0.0125z

)

²

zt K K K e

K = + = + × × ⁻

也可採用規範表 2.3（a）、2.3（b）與 2.3（c）作線性內插決定K 、₁ K 與2 K 。 ₃

根據規範式（2.6），離地面 z 公尺高度之風速壓q(z)：

(

^0.0125

)

^{2 2}

3 . 0

kgf/m 722

. 0 725 . 0 300 1

77 . 363 ) ( : m

5 z e ^z

z q

z  × + × × ⁻



 



= 

>

(

^{1 0.725 0.722 0.0125}

)

^2kgf/m2

51 . 106 ) ( : m

5 q z e ^z

z≤ = × + × × ⁻

計算陣風反應因子

獨立鐵塔之 f_n =

7 . 09 Hz

>

1 Hz

，根據規範 1.3 節，建築物屬普通建築 物，因此，須根據規範 2.7 節計算普通建築物之陣風反應因子 G 。因為獨 立鐵塔之斷面為正方形，所以這裡所算的 G 值與本文“5.3.1 節”所算的

842 .

=1

G 一樣。

計算風力係數

本文假設獨立鐵塔之構材均為角鋼及平邊構材，因此，根據規範表 2.15，桁架高塔之風力係數C ： _f

塔面實體面積與其總面積的比值 0.2

,

, =

=

o Ng

o N

A

φ

A 介於 0250. 到 440. 之

間，由於獨立鐵塔之斷面為方形，C_f =

4 . 1

−

5 . 2 φ

=

4 . 1

−

5 . 2

×

0 . 2

=

3 . 06

計算設計風力

根據規範式（2.4），開放式建築物所應承受之設計風力 F ：

kgf ) ( 64 . 5 06

. 3 842 . 1 ) ( )

(

z_A GC_fA_f q z_A A_f q z_A A_f q

F = f = f × × × = f

其中，

( )

Af

z

q 為面積A 形心高度_f

Af

z 處之風速壓。獨立鐵塔在北風作 用下各構材之順風向風力在本文與獨立鐵塔在南風作用下各構材之順風向 風力相同，獨立鐵塔在北風作用下各構材之順風向風力計算結果詳見表 5.3 所示。

根據規範表 2.15 之註（4），就方形高塔而言，若風向傾斜作用在塔面 時，將產生最大的水平風力，其為垂直作用在塔面的設計風力乘上一係數

5 . 0 15 . 1 ) 2 . 0 ( 75 . 0 0 . 1 75 . 0 0 .

1 + = + = <

=

φ φ

C

並假設其沿著對角線作用。獨立鐵塔在對角線風向（亦即東北風或西 北風）作用下各構材之最大的水平風力F×C如表 5.3 所示。

5.5.2 5.5.2 5.5.2

5.5.2 建築物 建築物 建築物結構效應 建築物 結構效應 結構效應 結構效應

分別以表 5.3 所示的設計風力來進行結構分析。取得在北風作用下之 順風向設計風力所造成的結構效應W ；在東北風作用下之順風向設計風₃₁ 力所造成的結構效應W ；在西北風作用下之順風向設計風力所造成的結₃₂ 構效應W 。 ₃₃

5.5.3 5.5.3 5.5.3

5.5.3 建築物層間變位角 建築物層間變位角 建築物層間變位角 建築物層間變位角

規範 4.2 節並不適用於計算獨立鐵塔的層間變位角，本文建議參考相 關的專業規範來計算其層間變位角。

5.5.4 5.5.4 5.5.4

5.5.4 建築物最高居室樓層側向加速度 建築物最高居室樓層側向加速度 建築物最高居室樓層側向加速度 建築物最高居室樓層側向加速度

獨立鐵塔不需計算建築物最高居室樓層側向加速度。

在文檔中 建築物耐風設計規範示範例研擬與解說 (頁 172-176)