分析流程

本研究計畫執行過程中採用多個風向角，累積大量風力風壓資料可 做為未來持續研究之用。然而為了能在有效篇幅內呈現分析比較結果，

在本章節內僅採用0 度角作為說明。且由於等值靜載重分析不易，因此 並非所有模型均進行三大類方法論的試算。以高層建築來說，兩種深寬 比、兩種高寬比所形成的四種外型，均搭配四種不同結構參數組合，亦 即兩種阻尼比、兩種結構頻率，進行時間歷時分析與 GLF 法的比較。

以低矮建築來說，三種外型的低矮建物同樣搭配四種不同結構參數組合 來比較時間歷時分析與 GLF 法的結果。為了能有效運用時間比較 Universal ESWL 法以及 LRC 法，本研究採用 2D 大跨度屋蓋結構來進 行說明。其中Universal ESWL 法的說明亦採用一個高層建築來與時間 歷時分析、GLF 法做比較。

為了能讓讀者了解，如何利用MIDAS 配合第二章中所列述的方法 論推導過程，以下分別針對GLF 法、Universal ESWL 法、以及 LRC 法 說明之。

一、GLF 法

GLF 法的操作十分容易，我國建築物耐風設計規範中所採用的陣 風反應因子法即是本研究所欲進行的比較項目之一，也可以說，規範即 等於 GLF 法。其簡單的概念就是：等值靜載重等於平均風力乘上陣風 反應因子。所以可以說分成兩步驟：

步驟一：計算平均風力

的順風向反應為主要，橫風向及扭轉向均以相同概念進行之。但探究其 原始發展，橫風向及扭轉向等值靜載重的作法實際上並無統一作法。是 故我們僅可能藉由該法探討其順風向的反應。

高層建築的平均風力計算因為直接來自於來流風的平均風速剖面 造成的平均風速押剖面，因此可以直接採用該建築物所在的地況逕自估 算之。

步驟二：估算G 值

根據我國規範，G 值可以直接利用我們對標的建築物的各種特性，

代入規範公式計算；此外，也可以根據Davenport、Zhou 等人所發表的 論文內容所提供的圖表查詢計算求得。其中可以根據第二章所介紹的內 容計算。

二、Universal ESWL 法

Universal ESWL 法的計算遠較 GLF 法來的複雜，其創立的目的也 不全然是為了計算等值靜載重而存在，有時候用以建立氣動力資料庫也 是一個不錯的作法。該法實際的操作可以分成四個主要步驟：

步驟一：進行時間歷時動力分析

首先必須要有風洞試驗的風壓歷時資料，經過風洞模型高度的參考 風速壓，正規畫變成風壓係數歷時後，放大縮尺至實際建物大小，採用 實際建築物高度的參考風速壓，還原成實際建物表面的風壓歷時。

由於風壓為指向實際建物表面(或遠離)，與實際建物的各節點所處 的 Global 座標不同，因此必須先將風壓乘上該風壓所能代表的面積，

轉變成風力後，分配到該風壓附近的節點上；分配時，則必須考慮其表 面法線向量與Global 座標的角度進行三角函數投射。

為了達成上述的風力投射至節點的正確動作，必須事先準備實際建

物的有限元素模型。這也通常是最困難的。在本研究中，本研究採用

因此本研究認為必須將POD 模態相對應的特徵值考慮進去，並採用特

構反應、柔度矩陣、擾動風壓相關性矩陣，利用第二章所列的公式，來 推算符合此一結構反應的可能載重分布。

在這邊要注意的是，由於挑選的結構反應不同，則可能有不同的載 重分布。換言之，採用 LRC 法極可能會造成過多的等值靜載重分布組 合，而造成設計者的困擾。然而，ISO 4354:2009 規範中已經將此方法 列入。考量其列入原因有二：首先，此方法推導過程並未有過多假設前 提，而且均符合力學理論基礎。因此可以說，LRC 法基本上是一個不包 含共振反應的理論解，用以求取剛性或者共振反應不明顯的結構反應是 極好的作法。第二，國際上進行結構設計時，針對各種不同結構系統的 設計時，多半工程師會利用本身經驗先行判斷該結構系統的敏感結構反 應為何。也就是說，優秀的工程師會針對不同系統判斷不同的觀察結構 反應，並且盡量縮減觀察的目標數量。如此一來，利用 LRC 法就會有 它獨特的優點，進行較為精準的設計。對於想要進行偏保守但又不至於 太不經濟的設計來說，LRC 法確實有它存在的優勢。