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第五章 結果討論

第二節 建議

(1) 實驗中加入氣動力阻尼與極端值分析,有利於界定平坦地之高層建築在不 同Scruton number 下之反應特性。

(2) 實驗室代表性之 3 種地況特性需完全掌握,有利於未來研究與測試之工作 順利性。

(3) 未來於數值模擬中加入結構與流場互制之機制,如邊界條件修正或座標轉 換技術,有利於增加高風速(負氣動阻尼)時之預測準確度。

(4) 可先由力平衡儀實驗(force balance)中求得風力頻譜或時序列資料,據以確 立動力反應方程式計算之準確性,並可以此資料推估氣動力阻尼。

期 中 簡 報 會 議 紀 錄 與 回 應

內政部建築研究所 96 年度研究計畫「高層建築氣彈模型反應特性研 究」、「帷幕牆風雨試驗檢測發展策略之研究」、「帷幕牆動態水密試驗校 驗方法之驗證」等研究案期中審查會議紀錄

一、日 期:96 年 8 月 31 日(星期五)下午 2 時 30 分 二、地 點:本所簡報室

三、主 持 人:王組長榮進

四、記 錄:蔡宜中、郭建源、黎益肇

審查意見回應對照表

審查委員 審查意見 回應

林教授文賢 1.報告中請增加符號意義之說明。

2.報告中請增加測量單位之說明。

3.請增列氣動、氣彈等專有名詞之 說明。

所 有 建 議 遵 照 辦 理,並於期末報告中 加入。

方教授富民 1.本計畫中獲致之氣動不穩定範 圍,以 Scruton number 來界定時,

其值與相關研究略有不同,似與建 築模型之質量(單位高度)有關,

研究中應予以考慮。

2.Scruton number 實為建物與空 氣之質量比以及結構阻尼比之乘 積,是否有可能藉二者之改變(但 維持 Scruton number 定值)瞭解 Scruton number 對本問題之指標 程度。

1. 於 未 來 實 驗 規 劃 重納入比對方向。

2. 於 後 續 實 驗 中 規 劃比較。

審查委員 審查意見 回應

審查委員 審查意見 回應 中 華 民 國 土 木

技 師 公 會 全 聯 會

鍾技師肇滿

1.實務而言,本研究計畫之研究成 果,可做為未來建築物耐風設計規 範修訂之參考。

2.建議加強研究風力流場中建築 物結構互制之影響,以利結構設計 與規劃之參考。

1.感謝委員肯定 2.感謝建議,並納入 期末報告方向。

期 末 簡 報 會 議 紀 錄 與 回 應

內政部建築研究所 96 年度研究計畫「高層建築氣彈模型反應特性研 究」、「帷幕牆風雨試驗檢測發展策略之研究」、「帷幕牆動態水密試驗校 驗方法之驗證」等研究案期中審查會議紀錄

一、日 期:96 年 12 月 13 日(星期四)上午 9 時 30 分 二、地 點:本所簡報室

三、主 持 人:王組長榮進

四、記 錄:李台光、蔡宜中、黎益肇

審查意見回應對照表

審查委員 審查意見 回應

方教授富民 1.對於提升 貴所風洞實驗室在 建築研究的氣彈力實驗能力上,本 研究提供相當大的助益。

2.在實驗風速範圍中,應檢視風速 剖面α值與紊流強度剖面是否具 有高度之相似性,以提高實驗之均 一性。

1. 後 續 會 將 風 場 速 度剖面所有特性(紊 流強度、α值、不同 風速之相似性)加以 確定。

審查委員 審查意見 回應 邱顧問昌平 1.本研究採用高寬比為 7 且可調

整不同單位質量之模型,利用三種 地況進行風洞試驗,以了解順風向 及橫風向之氣彈力反應,獲得實用 之數據,並考慮後續實驗研究的一 些重要因素。本研究另做順、橫風 方向之數值模擬與試驗結果比較 (圖 5-19 至圖 5-32),但數值模擬 結果有待改進。

2.P.28 的第五章「結果討論」一 頁,在標題名稱及內容說明上請再 檢討加強,過分簡略會使人不易明 瞭。

3.圖 5-6 至圖 5-10,宜加註「平 滑流暢」,餘類推如「市郊地況」、

「平坦地況」。

1. 於 成 果 報 告 中 詳 加 說 明 結 果 討 論 內 容。

2. 於 成 果 報 告 中 加 入地況說明。

蕭教授葆羲 1.本案之研究內容顯示,在各預期 成果項目均已達成。

2.結論(第六章 6-1 節)第一項 中,說明須慎選邊界層參數與結構 物之比例,但要如何慎選?建議若 有可能,請增列述明選擇之具體基 準原則,以利參酌。

1. 成 果 報 告 中 會 將 邊 界 層 考 慮 條 件 參 數納入說明。

審查委員 審查意見 回應 中 華 民 國 結 構

技 師 公 會 全 聯 會

陳技師正平

1.本研究模型的底部為彈簧,模型 結構則為剛體。此種模式與實際結 構基底為固定、結構本體為彈性之 模式有所差異,本研究模型設計是 否能表現實際結構物之反應?

2.建築物扭轉向振動為此次風力 規範之修訂重點,提議列入本研究 考慮範圍。

3.建議研究結構物週期或高寬比 在特定數值以下,其風作用力可不 需考慮橫風向及扭轉向之振動影 響,以作為修改規範之參考。

1. 本 研 究 是 以 剛 性 氣 彈 模 型 簡 化 實 際 之 多 模 態 運 動 建 築,故以基底為軸承 之模型可模擬第 1 模 態之線性運動。

2. 下 年 度 研 究 會 將 扭 轉 向 耦 合 列 入 探 討。

3. 未 來 研 究 會 將 高 寬 比 與 扭 轉 向 影 響 納入探討目標。

參 考 書 目

1. Fang, Fuh-Min, Ueng, J.M. and Soong, P.S., “Dynamic Response of a Elastic Fence under Wind Action,” Journal of the Chinese Institute of Engineers, Vol. 22(4), pp. 469-478, 1999.

2. Fang, Fuh-Min, Ueng, J.M. and Chen, J.C., “Numerical Investigations on the Along-wind Response of a Vibrating Fence under Wind Action,”

Wind and Structures, Vol. 5(2-4), pp. 329-336, 2002.

17

3. Fang, Fuh-Min, Li, Y.C. Liang, C.C. and Chen, J.H., “Numerical Predictions on the Dynamic Response of a Suspended Bridge with a Trapezoidal Cross-section,” Journal of the Chinese Institute of Engineers, Vol. 28(2), pp. 281-291, 2005.

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6. Townsend, A. A., The Structure of Turbulent Shear Flow, Cambridge University Press, 1956.

7. Hunt﹐A.﹐"Wind Tunnel Measurement of Surface Pressure on Cubic Building Models at Several Scales," Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 10, pp.137-163, 1982.

8. Kawai, H., “Vortex Induced Vibration of Tall Buildings”, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 41-44, pp.117-128, 1992.

9. Smagorinsky, J., “General Circulation Experiments with Primitive Equations,” Month Weather Review, Vol. 91(3), pp. 99-164, 1963.

10. Song, C.C.S. and Yuan, M., “A Weakly Compressible Flow Model and Rapid Convergence Method,” Journal of Fluids Engineering, Vol. 110(4),

pp. 441-455, 1998.

11. MacCormack, R. W., “The Effect of Viscosity in Hyper-velocity Impact Cratering,” AIAA Paper, No. 69-354, American Institute of Seronautics and Astronautics, Washington D.C., 1969.

12. Davnnport, A. G., Novak, M., “Part 2 : Vibration of Structures Induced by Wind,” Shock and Vibration Handbook, McGraw Hill, pp21-43, 1976.

13. Surry, D. and Djakovich, D., “Fluctuating Pressures on Models of Tall Buildings,” Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 58, pp. 81-112, 1995.

14. Vickery, B.J. and Steckley, A., “Aerodynamic Damping and Vortex Excitation on an Oscillating Prism in Turbulent Shear Flow,” Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 49, pp. 121-140, 1993.

15. Matsumoto, T., “On the Across-wind Oscillation of Tall Buildings,”

Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 24, pp.

69-85, 1986.

16. Kwok, K.C.S. and Melbourne, W.H., “Wind-induced Lock-in Excitation of Tall Structures,” Journal of the Structural Division, Vol. l07(ST1), pp.

57-72, 1981.

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19. Vickery, B. J. and Cook, A.W., “Lift or Across-wind Response of Tapered Stacks”, Journal of Structure Division, ASCE, Vol. 98(ST1), pp. 1-20, 1972.

20. Kawai, H., “Effect of Angle of Attack on Vortex Induced Vibration and Galloping of Tall Buildings in Smooth and Turbulent Boundary Layer Flows”, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol.

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25. 陳若華;鄭啟明;盧博堅。「高層建築物與邊界層流場之氣動力互制 現象」,中國土木水利工程學刊第九卷第二期:頁271-279(民國 86 年)。

26. 風洞實驗館系統整合測試暨風洞試驗性能研究(I),內政部建築研究所 協同研究報告(民國 93 年)。

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28. 風洞實驗室之大氣邊界層模擬技術研究,內政部建築研究所自行研究 報告(民國 94 年)。

29. 建築物耐風設計規範與解說,內政部(民國 96 年)。

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