建築結構物模型

本研究主要目的非在於累積龐大的氣動力資料庫，進行等值風載重 公式的擬合，而傾向於利用幾個較為具代表性的案例進行風洞試驗獲得 瞬時風力歷時後，得以與目前文獻中所提出的幾種方法論之比較。

高層建築物風壓試驗

高層建築物風洞試驗所採用的模型為深寬比 1 的方柱及深寬比 2 的矩柱。並且利用測試段圓盤可以上下調整高度的功能來模擬高寬比3 以及高寬比7 的情況。圖 4-1 所示即為本次採用之模型。

圖4-1 高層建築物模型(左：深寬比 1 方柱；右：深寬比 2 矩柱) 資料來源：本研究整理

圖4-2 所示為尺寸示意圖。建築物迎風面寬度為 B，實際寬度為 10 公分；側風面深度為D，實際寬度為 10 公分、20 公分；兩者高度均可 依照要求，調整圓盤升降台得到高度為 30 公分(高寬比 3)以及高度 70 公分(高寬比 7)的設計。

試驗段內模型物高度的平均流速滿足雷諾數至少10⁴的要求，以獲得準 確的整體風力。若要進行局部風壓設計值的探討，則建議雷諾數應達到 5×10⁴以上較佳。本計畫以前者為主，故較為容易達成。探討局部風壓 實際上為所有各國建築物耐風設計規範中軍共有之部分，未來在本計畫 結束之後，本研究將針對此主題提出計畫進行研究、並提出規範修訂之 方案。

圖4-2 高層建築物模型尺寸示意圖(B 為迎風面寬度；D 為側風面深度；H 為高度)

資料來源：本研究整理 低矮建築物

低矮建築物風洞試驗所採用的模型為有三種，分別為屋頂傾角 10 度的雙斜屋頂低矮建築、屋頂傾角10 度的單斜屋頂低矮建築、以及具 有跨高比0.1 的弧形屋頂低矮建築圖 4-3 所示即為本次採用之模型。幾 何參數的設定均以我國常見之屋頂來做為設計。由於本計畫並非透過改 變幾何參數來探討對於設計風力的影響，而著重於方法之適用性，故並 不在模型參數上做太多變化。

圖4-3 低矮建築物模型(左：雙斜屋頂；中：弧形屋頂；右：單斜屋頂) 資料來源：本研究製作

圖4-3 所示之照片中。建築物底部呈正方形其寬度 B 為 15 公分。

平均高度約為 8 公分。在大氣邊界層實驗中採用地況 C 作為目標模擬 流場。確認在風洞試驗段內模型物高度的平均流速滿足雷諾數至少10⁴ 的要求，以獲得準確的整體風力。

大跨度屋蓋結構物

大跨度屋蓋結構物的等值風載重設計一般來說不會採用陣風反應 因子法，而由於其空間相關性高且結構振態連續，因此不適合此方法的 前提。此外，一般來說，大跨度屋蓋結構物的基本頻率多超過1 Hz，也 就是多傾向於剛性結構物，因此背景分量比例大於共振分量，是以可以 採用LRC 法或者上述曾提及的 Universal ESWL 法。

本計畫採用之大跨度屋蓋結構物以圓頂型屋蓋為主，如下圖4-4 的 模型示意圖所顯示，採用兩種跨高比做為研究對象，f/D = 0.2 以及 f/D

= 0.5 兩種。圖 4-5 則為實際模型照片。

圖4-4 圓頂型屋蓋示意圖 資料來源：本研究製作

圖4-5 模型照片 資料來源：本研究製作

實驗模型可分為半圓頂型屋蓋模型(roof model)及圓形底座模型 (circular base model)兩部分。藉由變化兩模型的特徵高度可得出各種不 同幾何造型的實驗模型組合。