第五章 等值靜載重結果比較
第二節 建議
建議一
建構完善之耐風設計規範風壓資料庫：立即可行建議 主辦機關：內政部建築研究所
協辦機關：社團法人中華民國風工程學會
本研究由於累積大量的氣動力資料 ─ 風壓係數，因此可以藉此持 續探究所謂的附屬結構物或帷幕牆等極值設計風壓的問題。實際上我國 受風災多為掉落物影響行人、行車安全，或者玻璃破損而造成內外壓力 不均導致掀翻或吹落等現象。其實這均屬於附屬結構物設計行為範疇。
我國目前現行規範在此部分所條列的設計風壓係數種類實在不足以為 現今工程師所用，因此有必要藉由研究來增列更多參考圖例，例如現行 的ASCE7-16 即增加了不少此方面的圖例，包含太陽能光電系統支撐架 的設計風壓係數。
建議二
新增耐風設計規範載重設計方法：立即可行建議 主辦機關：內政部建築研究所
協辦機關：社團法人中華民國風工程學會
由本研究成果驗證的陣風反應因子法有其適用性的範圍限制，對於 共振特性不明顯、但造型特殊之結構物，可以考慮採用Universal ESWL 法及LRC 法評估風力。其中尤以 LRC 法已經被納入 ISO 4394 規範中，
作為除了陣風反應因子法以外的載重設計參考方法。建議針對 LRC 法 納入我國規範的詳細作法進行深入探討，並以更多案例測試其方法的可 靠程度，列為未來修訂規範的可能項目之一。
建議三
實際建築之實場監測計畫：中長期建議 主辦機關：內政部建築研究所
協辦機關：社團法人中華民國風工程學會
任何一個結構系統的風載重設計，均需要多方驗證來加以評估其方 法論的可靠度。除了風洞實驗以外，建議未來可進行三年至五年的高層 建築、低矮建築、甚或大跨度屋蓋結構的實場監測計畫，其中應該包含 結構位移反應的量測和風速風向的量測等，提供給未來規範修訂者作為 驗證的對照資料，甚而或激發更多與風力導致結構物破壞的研究主題。
附 錄 一 採 購 評 選 會 議 意 見 回 應
之範例。
12
19
重亦要另訂定靜載重？是否會
附 錄 二 期 中 審 查 會 議 會 議 意 見 回 應
英文摘要是必要的嗎？ 增加英文摘要於成果報告中。
此即為本研究的重點之一。本研
在比較方法論本身。
陳建忠 程期刊 Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 中常 見之方法，甚或美國、日本、紐
附 錄 三 第 一 次 專 家 座 談 會 議 意 見 回 應
本研究成果如何對於現有建築
建 築 造 型 若 特 殊 時 該 如 何 考
尺原則以及時間、空間相關性準
附 錄 四 期 末 審 查 會 議 會 議 意 見 回 應
定之嚴謹度，值得肯定。
研究成果值得業界與學界參 考。
建議結論可依陣風反應因子 法、LRC 法、universal ESWL 三大類，提出對應建築物之
討論不同型式建築的分析結 果，提供未來適合的分析模 式於不同的建築型式。
中 華 民 國 全 國 建 築 師 公會
原有耐風設計規範已有相當 多之規範數據。是否將來修 規範時，針對高度超過多少 米、跨度超過多少米之構造 物才需進行程式評估。不必 為中小型建築物之設計者增 加作業工作量。
中小型建築物確實有簡易風 力計算法。然而若涉及造型 特殊或者結構上需要特別注 意者，仍需以等值靜載重方 法論來做初步評估，以作為 後續是否進行風洞試驗之重 要依據。
附 錄 五 第 二 次 專 家 座 談 會 議 意 見 回 應
耐 風 規 範 名 詞 定 義 應 更 明
本研究分析方法是否需要進
等 值 靜 載 重 應 清 楚 說 明 表 達。
本研究針對等值靜載重一 詞於第一章作定義說明。
建議3 之實場量測建議做修 正。
遵照委員建議，針對建議3 之實場量測建議做修正。
“方法論”建議修正為”方法”
較為恰當，並以成果應用性 面向陳述，減少學界討論觀 點。
遵照委員建議將“方法論”
修正為”方法”。
報告書撰寫方式應將各種方 法適用範圍表列，並提出正 面建議。
本研究在成果報告最後一 章節進行文字說明。鑒於分 析案例受限於本計畫範圍，
本研究認為尚不足以列表 量化，但可以質性說明。
附 錄 六 程 式 文 字 檔
本部分內容相對應於第五章第二節所敘述的 MATLAB 檔案及 MIDAS 檔案。除了時間歷時分析、LRC 法以外，亦將 Universal ESWL 法、GLF 法的文字檔納入作為參考。以下依序列出文字檔的目錄：
(1) 2D 雙斜屋頂模型資訊的 MIDAS 文字檔 (2) 轉換風力歷時的 MATLAB 副程式 (3) 風力歷時的 MIDAS 檔案
(4) 產生單位力的 MATLAB 副程式 (5) 單位力的 MIDAS 檔案
(6) LRC 等值靜力的 MATLAB 副程式 (7) LRC 等值靜力的 MIDAS 產生檔
(8) Universal ESWL 等值靜力的 MATLAB 副程式 (9) GLF 等值靜力的 MATLAB 副程式
1. 2D 雙斜屋頂模型資訊的 MIDAS 文字檔
; FORCE, LENGTH, HEAT, TEMPER N , M, BTU, F
*PROJINFO ; Project Information USER=Dong
ADDRESS=tamkang
*STRUCTYPE ; Structure Type
; iSTYP, iMASS, iSMAS, bMASSOFFSET, bSELFWEIGHT, GRAV, TEMPER, bALIGNBEAM, bALIGNSLAB, bROTRIGID
0, 1, 1, NO, YES, 9.806, 0, NO, NO, NO
*REBAR-MATL-CODE ; Rebar Material Code
; CONC_CODE, CONC_MDB, SRC_CODE, SRC_MDB CNS560(RC), SD420, CNS560(RC), SD420
*NODE ; Nodes
; iEL, TYPE, iMAT, iPRO, iN1, iN2, ANGLE, iSUB, EXVAL, iOPT(EXVAL2) ; Frame Element
; iEL, TYPE, iMAT, iPRO, iN1, iN2, ANGLE, iSUB, EXVAL, EXVAL2, bLMT ; Comp/Tens Truss
; iEL, TYPE, iMAT, iPRO, iN1, iN2, iN3, iN4, iSUB, iWID , LCAXIS ; Planar Element
7, BEAM , 1, 2, 7, 8, 0, 0 STEEL, CONC, USER
; iMAT, TYPE, MNAME, SPHEAT, HEATCO, PLAST, TUNIT, bMASS, DAMPRATIO, [DATA2], [DATA2] ; SRC
; [DATA1] : 1, DB, NAME, CODE, USEELAST, ELAST
; [DATA1] : 2, ELAST, POISN, THERMAL, DEN, MASS
; [DATA1] : 3, Ex, Ey, Ez, Tx, Ty, Tz, Sxy, Sxz, Syz, Pxy, Pxz, Pyz, DEN, MASS ; Orthotropic
; [DATA2] : 1, DB, NAME, CODE, USEELAST, ELAST or 2, ELAST, POISN, THERMAL, DEN, MASS 1, STEEL, SN400 , 0, 0, , C, NO, 0.01, 1, CNS06(S) , , SN400 , NO,
2.00056e+011
*MATL-COLOR
; iMAT, W_R, W_G, W_B, HF_R, HF_G, HF_B, HE_R, HE_G, HE_B, bBLEND, FACT 1, 128, 0, 128, 255, 0, 0, 0, 255, 0, NO, 0.5
; iSEC, TYPE, SNAME, [OFFSET], bSD, bWE, SHAPE, ELAST, DEN, POIS, POIC, SF, THERMAL ; 1st line - SRC
; D1, D2, [SRC] ; 2nd line
; iSEC, TYPE, SNAME, [OFFSET], bSD, bWE, SHAPE, 1, DB, NAME1, NAME2, D1, D2 ; 1st line - COMBINED
; iSEC, TYPE, SNAME, [OFFSET], bSD, bWE, SHAPE, 2, D11, D12, D13, D14, D15, D21, D22, D23, D24
; iSEC, TYPE, SNAME, [OFFSET2], bSD, bWE, SHAPE, iyVAR, izVAR, STYPE ; 1st line -
line(STYPE=VALUE)
; [OFFSET] : OFFSET, iCENT, iREF, iHORZ, HUSER, iVERT, VUSER
; [OFFSET2]: OFFSET, iCENT, iREF, iHORZ, HUSERI, HUSERJ, iVERT, VUSERI, VUSERJ
1, DBUSER , C , CC, 0, 0, 0, 0, 0, 0, YES, NO, B , 1, CNS91, BB 900x900x32 2, DBUSER , B , CT, 0, 0, 0, 0, 0, 0, YES, NO, B , 1, CNS91, BB 900x900x32
*SECT-COLOR
; iSEC, W_R, W_G, W_B, HF_R, HF_G, HF_B, HE_R, HE_G, HE_B, bBLEND, FACT 1, 128, 0, 128, 255, 0, 0, 0, 255, 0, NO, 0.5
; iSEC, TYPE, SNAME, [OFFSET], bSD, bWE, SHAPE, ELAST, DEN, POIS, POIC, SF, THERMAL ; 1st line - SRC
; D1, D2, [SRC] ; 2nd line
; iSEC, TYPE, SNAME, [OFFSET], bSD, bWE, SHAPE, 1, DB, NAME1, NAME2, D1, D2 ; 1st line - COMBINED
; iSEC, TYPE, SNAME, [OFFSET], bSD, bWE, SHAPE, 2, D11, D12, D13, D14, D15, D21, D22, D23, D24
; iSEC, TYPE, SNAME, [OFFSET2], bSD, bWE, SHAPE, iyVAR, izVAR, STYPE ; 1st line -
; [OFFSET] : OFFSET, iCENT, iREF, iHORZ, HUSER, iVERT, VUSER
; [OFFSET2]: OFFSET, iCENT, iREF, iHORZ, HUSERI, HUSERJ, iVERT, VUSERI, VUSERJ
1, DBUSER , C , CC, 0, 0, 0, 0, 0, 0, YES, NO, B , 1, CNS91, BB 900x900x32 2, DBUSER , B , CT, 0, 0, 0, 0, 0, 0, YES, NO, B , 1, CNS91, BB 900x900x32
*CONSTRAINT ; Supports
; NODE_LIST, CONST(Dx,Dy,Dz,Rx,Ry,Rz), GROUP 2to26, 010101,
1 27, 111111,
; TYPE, bINCNL, iGNUM ; TYPE=RITZ(line 1)
; KIND1, CASE1/GROUND1, iNOG1, ... ; TYPE=RITZ(from line2) LANCZOS, 50, 20, 1, 1e-010, NO, 0, 0, NO
*DGN-MATL ; Modify Steel(Concrete) Material
; iMAT, TYPE, MNAME, [DATA1] ; STEEL
; iMAT, TYPE, MNAME, [DATA2], [R-DATA], FCI, bSERV, SHORT, LONG ; CONC
; iMAT, TYPE, MNAME, [DATA3], [DATA2], [R-DATA] ; SRC
; iMAT, TYPE, MNAME, [DATA5] ; STEEL(None) & KSCE-ASD05
; [DATA1] : 1, DB, CODE, NAME or 2, ELAST, POISN, FU, FY1, FY2, FY3, FY4
; FY5, FY6, AFT, AFT2, AFT3, FY, AFV, AFV2, AFV3
; [DATA2] : 1, DB, CODE, NAME or 2, FC, CHK, LAMBDA
; [DATA3] : 1, DB, CODE, NAME or 2, ELAST, FU, FY1, FY2, FY3, FY4
; FY5, FY6, AFT, AFT2, AFT3, FY, AFV, AFV2, AFV3
; [DATA4] : 1, DB, CODE, NAME or 2, FC
; [DATA5] : 3, ELAST, POISN, AL1, AL2, AL3, AL4, AL5, AL6, AL7, AL8, AL9, AL10
; MIN1, MIN2, MIN3
; [R-DATA]: RBCODE, RBMAIN, RBSUB, FY(R), FYS
1, STEEL, SN400 , 1, CNS06(S) , ,SN400 , 2, 0, , , , 0,
0,NO,0.0000e+000, 0,, 0, 0,0, 0, 0,0, 0, 0,0, 0, 0,0, 0, 0,0.0000e+000, 0,, 0, 0,0, 0, 0,0, 0, 0,0, 0, 0,0, 0, 0,0.0000e+000, 0,, 0, 0,0, 0, 0,0, 0, 0,0, 0, 0,0, 0, 0,
*ENDDATA
2. 轉換風力歷時的 MATLAB 副程式
function Main_forDirect
%---%
% Write the forcing functions
node = xlsread('force.xlsx','fx(t)','B1:X1'); % 可修改 num_node = length(node);
t = xlsread('force.xlsx','fx(t)','A2:A5977'); % 可修改 fx = xlsread('force.xlsx','fx(t)','B2:Y5977'); % 可修改 fz = xlsread('force.xlsx','fz(t)','B2:Y5977'); % 可修改
%
fid = fopen('Direct.mgt','w');
fprintf(fid,'*TFUNCTION\n');
t = t(1:2*floor(length(t)/2));
dt = t(2)-t(1);
fprintf(fid,'%s\n',string);
end
fprintf(fid,' \n');
%
fclose(fid);
function XXX = Func_forDirect(t,f) t = t(1:2*floor(length(t)/2));
f = f(1:2*floor(length(f)/2));
X = zeros(2*length(t),1);
for i = 1 : length(t) X(2*i-1,1) = t(i);
X(2*i,1) = f(i);
end
XX = zeros(4,length(t)/2);
for i = 1 : 2*length(t) XX(i) = X(i);
end
XXX = XX';
3. 風力歷時的 MIDAS 檔案
4. 產生單位力的 MATLAB 副程式
function Main_forI
%---%
% Write the forcing functions
node = xlsread('force.xlsx','fx(t)','B1:X1'); % 可修改 num_node = length(node);
unit_x = xlsread('force.xlsx','Trans','B3:X3');
unit_z = xlsread('force.xlsx','Trans','B4:X4');
%
fid = fopen('I.mgt','w');
fprintf(fid,'*STLDCASE\n');
for i = 1 : num_node
fprintf(fid,[' I_' num2str(node(i)) ', USER,\n']);
end
fprintf(fid,' \n');
for i = 1 : num_node
fprintf(fid,['*USE-STLD, I_' num2str(node(i)) '\n']);
fprintf(fid,'*CONLOAD\n');
fprintf(fid,[num2str(node(i)) ',%15.4f, 0, %15.4f, 0, 0, 0,\n'],1000*unit_x(i),1000*unit_z(i));
fprintf(fid,' \n');
end fclose(fid);
5. 單位力的 MIDAS 檔案
*USE-STLD, I_10
*USE-STLD, I_25
*CONLOAD
25, -1000.0000, 0, -0.0000, 0, 0, 0,
*USE-STLD, I_26
*CONLOAD
26, -1000.0000, 0, -0.0000, 0, 0, 0,
6. LRC 等值靜力的 MATLAB 副程式
cp = xlsread('force.xlsx','Cp(t)','B2:X5977');
PH = xlsread('force.xlsx','Trans','B10');
area = xlsread('force.xlsx','Trans','B6:X6');
x_proj = xlsread('force.xlsx','Trans','B3:X3');
z_proj = xlsread('force.xlsx','Trans','B4:X4');
for i = 1 : num_node
F_p(:,i) = transpose(mean(F)) + gr(1,i)*(transpose(tho_r_f(i,:))).*(transpose(std(F)));
F_n(:,i) = transpose(mean(F)) + gr(2,i)*(transpose(tho_r_f(i,:))).*(transpose(std(F)));
end
r_extre = [r_max r_min];
copyfile('2D_FEM_LRC.xlsx','2D_FEM_LRC_theo.xlsx');
7. LRC 等值靜力的 MIDAS 產生檔
; FORCE, LENGTH, HEAT, TEMPER N , M, BTU, F
*PROJINFO ; Project Information USER=Dong
ADDRESS=tamkang
*STRUCTYPE ; Structure Type
; iSTYP, iMASS, iSMAS, bMASSOFFSET, bSELFWEIGHT, GRAV, TEMPER, bALIGNBEAM, bALIGNSLAB, bROTRIGID
0, 1, 1, NO, YES, 9.806, 0, NO, NO, NO
*REBAR-MATL-CODE ; Rebar Material Code
; CONC_CODE, CONC_MDB, SRC_CODE, SRC_MDB CNS560(RC), SD420, CNS560(RC), SD420
*NODE ; Nodes
; iEL, TYPE, iMAT, iPRO, iN1, iN2, ANGLE, iSUB, EXVAL, iOPT(EXVAL2) ; Frame Element
; iEL, TYPE, iMAT, iPRO, iN1, iN2, ANGLE, iSUB, EXVAL, EXVAL2, bLMT ; Comp/Tens Truss
; iEL, TYPE, iMAT, iPRO, iN1, iN2, iN3, iN4, iSUB, iWID , LCAXIS ; Planar Element
7, BEAM , 1, 2, 7, 8, 0, 0 STEEL, CONC, USER
; iMAT, TYPE, MNAME, SPHEAT, HEATCO, PLAST, TUNIT, bMASS, DAMPRATIO, [DATA2], [DATA2] ; SRC
; [DATA1] : 1, DB, NAME, CODE, USEELAST, ELAST
; [DATA1] : 2, ELAST, POISN, THERMAL, DEN, MASS
; [DATA1] : 3, Ex, Ey, Ez, Tx, Ty, Tz, Sxy, Sxz, Syz, Pxy, Pxz, Pyz, DEN, MASS ; Orthotropic
; [DATA2] : 1, DB, NAME, CODE, USEELAST, ELAST or 2, ELAST, POISN, THERMAL, DEN, MASS 1, STEEL, SN400 , 0, 0, , C, NO, 0.01, 1, CNS06(S) , , SN400 , NO,
2.00056e+011
*MATL-COLOR
; iMAT, W_R, W_G, W_B, HF_R, HF_G, HF_B, HE_R, HE_G, HE_B, bBLEND, FACT 1, 128, 0, 128, 255, 0, 0, 0, 255, 0, NO, 0.5
; iSEC, TYPE, SNAME, [OFFSET], bSD, bWE, SHAPE, ELAST, DEN, POIS, POIC, SF, THERMAL ; 1st line - SRC
; D1, D2, [SRC] ; 2nd line
; iSEC, TYPE, SNAME, [OFFSET], bSD, bWE, SHAPE, 1, DB, NAME1, NAME2, D1, D2 ; 1st line - COMBINED
; iSEC, TYPE, SNAME, [OFFSET], bSD, bWE, SHAPE, 2, D11, D12, D13, D14, D15, D21, D22, D23, D24
; iSEC, TYPE, SNAME, [OFFSET2], bSD, bWE, SHAPE, iyVAR, izVAR, STYPE ; 1st line -