建議

(1) 在本論文中對內縮型式框筒結構與傳統框筒結構做了基本的力學行為分析，

得到兩者結構受力與位移分佈差異，並依此成果做結。但在模型模擬時，

為了減少變數而忽略了結構本身自重與承重情形。在文獻中可以發現，因 為內縮型式框筒結構為傾斜柱並非直立柱，在承受垂直載重時其能力就不 如直立柱來的高，這是在本論文中所未考慮到而真實結構存在之情形，往 後可依此做研究討論。

(2) 在本論文中只針對其結構做靜力分析，且其結構模型又為超高層建築模型，

往後可以對其結構做動力分析研究。

(3) 在內縮型式框筒結構與傳統框筒結構中，除了結構桿件架設方式之差異外，

兩者在結構上外型也不同，在本論文中對於外力施加皆是以橫向風力乘以 結構垂直投影面積做計算，與實際情形可能有所差異，根據框筒結構之外 型對於風力之加載影響是否有所改變，並對結構之內力位移影響變化等可 以做為之後研究之方向。

40

參考文獻

[1] Mir M. Ali and Kyoung Sun Moon(2007), “Structural Developments in Tall Buildings: Current Trends and Future Prospects”, Architectural Science Review Vol 50.3, pp205-223.

[2] F.R.Khan, and N.R.Admin(1973), “Analysis and design of framed tube structures for tall concrete buildings”, The Structural Engineer, Vol.51, p85-92.

[3] B.S.Smith, and A.Coull(1991), “Tall Building Structures: Analysis and design”, Chap.12.

[4] A.Coull, and B.Bose(1975), “Simplified Analysis of Frame-Tube Structures” , Journal of Structural Division, ASCE, 101(11), p2223-2240.

[5] A.K.H.Kwan(1994), “Simple Method for Approximate Analysis of Framed Tube Structures”, Journal of Structural Engineering, ASCE, 120(4), p1221-1238.

[6] K.H.Ha, P.Fazio, and O.Moselhi(1978), “Orthotropic Membrane for Tall Building Analysis”, Journal of Structural Division, ASCE, 104(9), p1495-1505.

[7] D.A.Foutch, and P.C.Chang(1982), “A Shear Lag Anomaly”, Journal of

Structural Engineering, ASCE, 108(7), p1653-1658.

[8] S.T.Chang, and F.Z.Zheng(1987), “Negative Shear Lag in Cantilever Box Girder with Constant Depth”,Journal of Structural Engineering, ASCE, 113(1), p20-35.

[9] J.J.Connor, and C.C.Pouangare(1991), “Simple Model for Design of Framed-Tube Structures”, Journal of Structural Engineering, ASCE, 117(12),

41

p3623-3644.

[10] Y.Singh, and A.K.Nagpal(1994), “Negative Shear Lag in Framed-Tube buildings”, Journal of structural Engineering, ASCE, 120(11), p3105-3121.

[11] R.S.Nair(1998), “Belt Trusses and Basements as“Virtual”Outriggers for Tall Buildings”, Engineering Journal/Fourth Quarter.

[12] S.Fawzia and T.Fatima(2010), “Deflection Control in Composite Building by Using Belt Truss and Outriggers Systems”, World Academy of Science,

Engineering and Technology 72.

[13] 內政部營建署 (2006)，「建築物耐風設計規範及解說」。

42

表 3-1 計算

K

_zt^所用之

K

₁

K

₂

K

₃值[13]

註：若

0.5

h

H

L 

^，則計算

K

₁^時採用

0.5

h

H

L 

^，計算

K

₂^時採用

L

_h

 2 H

^，計算

K

₃

時採用

L

_h

 2 H

。

43

表 3-2 地況相關參數[13]

地況 α

z

_g (m)

b ^c

(m)

 ^z

min (m)

A

0.32 500 0.45 0.45 55 0.5 18

B

0.25 400 0.62 0.30 98 0.33 9

C

0.15 300 0.94 0.20 152 0.20 4.5

表 3-3 外風壓係數

C

_p

[13]

44

圖 2-1 框筒結構受水平側力下翼板端與腹板端柱軸應力分佈[3]

(a)框筒結構平面圖 (b)翼板端柱軸應力分佈 (c)腹板端柱軸應力分佈

圖 2-2 Y.Singh 之框筒結構考慮負剪力延遲之分析模型[10]

45

圖 2-3 Y.Singh 之分析模型分佈內力情形示意圖[10]

(左圖)外力造成之柱內力分佈情形 (中圖)位移造成之柱內力分佈情形

(右圖)兩者交互作用力分佈與結構高度之關連性

圖 3-1 部分樓層之一角側其內縮型式框筒結構模型示意圖

46

圖 3-2 風力作用於結構投影面積計算流程圖

47

圖 3-3 Kwan 的框架單元轉換圖[5]

上圖為 Kwan 之單元框架與等效板示意圖 下圖為 Kwan 之單元框架水平側力圖

48

圖 4-1 框筒結構模型圖

(a)內縮型式框筒結構模型 (b)傳統框筒結構模型

圖 4-2 框筒結構邊柱排列方式示意圖

(a)內縮型式框筒結構 (b)傳統框筒結構

(a) (b)

(a) (b)

49

圖 4-3 內縮型式框筒結構柱與垂直方向之夾角圖 結構角柱與水平向夾 81.95 度

結構邊柱與水平向夾 84.30 度

圖 4-4 結構受風面積示意圖

(a)內縮型式框筒結構 (b)傳統框筒結構

(a) (b)

50

圖 4-5 內縮型式框筒結構水平位移圖

(a)不同方法得之水平位移圖 (b)變化結構梁 I 值位移比較圖 (c)針對翼(F)腹(W)板 I 值加強位移圖 (d)模擬加上 Belt Truss 位移圖 註：F 為翼板(Flange)之縮寫 W 為腹板(Web)之縮寫

Belt 為 Belt Truss，後面數字表示為其梁增加之勁度 其後內縮框筒結構分析圖皆延用此設定代號

51

圖 4-6 傳統框筒結構水平位移圖

(a)不同方法得之水平位移圖 (b)變化結構梁 I 值位移比較圖 (c)針對翼(F)腹(W)板 I 值加強位移圖 (d)模擬加上 Belt Truss 位移圖 註：F 為翼板(Flange)之縮寫 W 為腹板(Web)之縮寫

Belt 為 Belt Truss，後面數字表示為其梁增加之勁度 其後傳統框筒結構分析圖皆延用此設定代號

52

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=0m

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=200m

I=1

I=50

I=5

I=10

53

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=400m

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=600m

I=1 I=50 I=5 I=10

54

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=800m

Column Axial Stress(Ton/m^2)

Column Location(m)

H=1000m

I=1 I=50 I=5 I=10

55

Co lu m n A xi al s tre ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=0m

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=200m

I=1 I=50 W=50 F=50

56

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=400m

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=600m

I=1 I=50 W=50 F=50

57

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=800m

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=1000m

I=1 I=50 W=50 F=50

58

Co lu m n A xi al s tre ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=0m

I=1 I=50 belt-50 belt-150

-12000

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=200m

I=1 I=50 belt-50 belt-150

59

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=400m

I=1 I=50 belt-50 belt-150

-6250

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=600m

I=1 I=50 belt-50 belt-150

60

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=800m

I=1 I=50 belt-50 belt-150

-1700

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=1000m

I=1 I=50 belt-50 belt-150

61

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=0m

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=200m

I=1 I=50 I=5 I=10

62

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=400m

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=600m

I=1 I=50 I=5 I=10

63

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=800m

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=1000m

I=1 I=50 I=5 I=10

64

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=0m

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=200m

I=1 I=50 W=50 F=50

65

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=400m

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=600m

I=1 I=50 W=50 F=50

66

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=800m

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=1000m

I=1 I=50 W=50 F=50

67

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=0m

I=1 I=50 belt-50 belt-150

-12000

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=200m

I=1 I=50 belt-50 belt-150

68

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=400m

I=1 I=50 belt-50 belt-150

-6600

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=600m

I=1 I=50 belt-50 belt-150

69

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=800m

I=1 I=50 belt-50 belt-150

-2000

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=1000m

I=1 I=50 belt-50 belt-150

70

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=0m

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=200m

I=1 I=50 I=5 I=10

71

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=400m

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=600m

I=1 I=50 I=5 I=10

72

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=800m

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=1000m

I=1 I=50 I=5 I=10

73

Col umn Axi al S tr ess(T on/m^2)

Column Location(m)

H=0m

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=200m

I=1 I=50 W=50 F=50

74

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=400m

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=600m

I=1 I=50 W=50 F=50

75

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=800m

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=1000m

I=1 I=50 W=50 F=50

76

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=0m

I=1 I=50 belt-50 belt-150

-25000

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=200m

I=1 I=50 belt-50 belt-150

77

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=400m

I=1 I=50 belt-50 belt-150

-9400

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=600m

I=1 I=50 belt-50 belt-150

78

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=800m

I=1 I=50 belt-50 belt-150

-2500

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=1000m

I=1 I=50 belt-50 belt-150

79

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=0m

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=200m

I=1 I=50 I=5 I=10

80

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=400m

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=600m

I=1 I=50 I=5 I=10

81

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=800m

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=1000m

I=1 I=50 I=5 I=10

82

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=0m

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=200m

I=1 I=50 W=50 F=50

83

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=400m

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=600m

I=1 I=50 W=50 F=50

84

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=800m

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=1000m

I=1 I=50 W=50 F=50

85

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=0m

I=1 I=50 belt-50 belt-150

-25000

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=200m

I=1 I=50 belt-50 belt-150

86

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=400m

I=1 I=50 belt-50 belt-150

-6600

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=600m

I=1 I=50 belt-50 belt-150

87

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=800m

I=1 I=50 belt-50 belt-150

-1200

Co lu m n A xi al Str e ss(T on /m ^2 )

Column Location(m)

H=1000m

I=1 I=50 belt-50 belt-150

88

圖 4-79 5m 高度內縮型式框筒結構垂直位移

圖 4-80 200m 高度內縮型式框筒結構垂直位移

89

圖 4-81 400m 高度內縮型式框筒結構垂直位移

圖 4-82 600m 高度內縮型式框筒結構垂直位移

90

圖 4-83 800m 高度內縮型式框筒結構垂直位移

圖 4-84 1000m 高度內縮型式框筒結構垂直位移

91

圖 4-85 2D 剛架受力變形示意圖

(a)非正交剛架 (b)正交剛架

(a) (b)

在文檔中 內縮型式框筒結構力學參數分析研究 (頁 50-102)