第七章 結論與建議
第二節 建議
根據本案研究結果,針對建築物耐風設計規範及解說之設計風載重計算式修 訂研究,提出下列具體建議。
建議一
提出「建築物耐風設計規範及解說」之建議修正條文:立即可行建議 主辦機關:內政部營建署、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
現行規範對於動力效應明顯的高層建築在順風向設計風力的準確性欠佳;橫 風向風力與扭矩由於使用日本 AIJ 建議之經驗公式,無法主動的改進風力計算式。
本研究根據自行建構之高層建築風洞試驗數據,提出之「建築物耐風設計規範及 解說」之建議修正條文,改進現行規範不足之處,提升我國高層建築耐風設計水 準。
建議二
持續改進風力模式中各參數擬合式,並研究各種形狀之風力計算數值,建立不同 形狀可供應用之參數圖表以供參考:立即可行建議
主辦機關:社團法人中華民國風工程學會、淡江大學風工程研究中心 協辦機關: 內政部建築研究所
目前完成矩柱順風向風力模式、橫風向風力模式與扭矩模式中各項參數之擬 合式,未來須持續改進各參數擬合式,期以在維持準確度的條件下,進一步簡化 計算式,以利於工程應用與推廣,另研究各種形狀建築物風力計算數值,以利往 後不同建築物之風力計算需求。
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建議三
增加驗證計算案例,舉辦講習會: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、中華民國結構工程技師公會全國聯合 會、中華民國土木技師公會全國聯合會
建議進一步增加計算案例,驗證本案高層建築設計風力計算模式之適用性與 可靠性,並舉辦講習會向工程界說明推廣。
建議四
針對載重組合進行探討: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
「建築物耐風設計規範及解說」對於順風向、橫風向與扭轉向風力的組合模 式,因缺乏研究數據,故根據簡單假設制定,偏於保守。未來應根據本研究建構 之風力資料庫,探討高層建築發生順風向、橫風向與扭轉向極值風力之相關性,
研擬兼具合理與簡易之風力組合模式。
建議五
建議於建研所台南風洞實驗室進行高層建築風洞實驗,驗證資料庫數據正確性並 增加資料庫內容: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
建議建研所於該所風洞實驗室進行風洞實驗,除了驗證本研究案資料庫數據 正確性之外,可以加入特殊地形與不同建築形狀,使高層建築氣動力資料庫內容 更為豐富。
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建議六
高層建築受風振動所引發側向加速度對於居住者舒適性評估準則的修訂研究: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
高層建築物耐風設計除了考量設計風力外,受風振動所引發側向加速度對於 居住者舒適性評估是一項重要設計因素。現行規範所使用之半年回歸期設計風速 有實用上的不便處,單一容許最大側向加速度值則過於簡單,應參考國外規範以 及相關學術發展進行修訂研究。
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附錄一 期初審查會議紀錄及回應
委 員 評 選 委 員 意 見 廠 商 回 應
李 委 員 宗 德
1. 請 問 鄭 教 授 團 隊 對 於 順 風 向 風 力 計 算 式 僅 建 構 剛 性 樓 版 高 層 建 築 , 對 於 柔 性 樓 版 適 用 性 如 何 ? 是 否 即 是 服 務 建 議 書 所 講 的 「 擴 展 其 適 用 範 圍 」 ?
本 研 究 案 主 要 以 高 層 房 屋 為 主 , 而 非 廠 房 結 構 。 此 類 結 構 特 性 為 具 有 「 剛 性 」 樓 版 , 結 構 模 式 中 樓 版 設 定 為 剛 性 或 柔 性 對 於 結 構 動 力 特 性 影 響 不 大 , 可 一 體 適 用 。「 擴 展 其 適 用 範 圍 」 意 指 可 對 低 矮 建 物 的 適 用 性 。
2. 請 問 服 務 建 議 書 圖 1
〜 圖 6 關 係 曲 線 建 立 之 數 據 是 否 由 許 多 風 洞 試 驗 結 果 彙 整 ?
此 數 據 乃 過 去 數 年 建 研 所 委 託 研 究 案 及 本 研 究 團 隊 自 行 研 究 之 成 果 , 係 由 許 多 風 洞 試 驗 彙 整 而 成 。
3.請 問 圖 7 流 程 圖 中「 建 立 符 合 實 際 建 築 設 計 要 求 之 應 用 案 例 」,貴 團 隊 如 何 做 , 以 使 研 究 成 果 更 近 於 高 層 建 築 耐 風 設 計 之 實 務 應 用 ?
本 研 究 計 畫 為 做 全 面 性 的 比 較 , 將 選 定 不 同 高 度 之 建 物 , 在 規 範 定 義 的 地 況 、 建 物 高 寬 比 、 斷 面 深 寬 比 範 圍 內 進 行 全 面 的 風 力 比 較 。 建 築 物 的 結 構 特 性 採 用 符 合 常 見 的 高 層 建 築 參 數 。 4. 本 研 究 案 係 依 風 洞 試
驗 彙 整 數 據 修 正 現 行 規 範 風 力 計 算 式 ( 包 括 順
本 研 究 計 畫 不 考 慮 建 物 通 風 特 性 。 建 物 開 口 僅 影 響 內 壓 , 對 於 建 物 所
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風 向 、 橫 風 向 與 扭 轉 向 ),請 問 是 否 有 考 量 通 風 的 許 多 影 響 參 數 ( 如 風 速 、 風 向 角 、 室 外 風 場 、 地 況 、 溫 況 及 通 風 開 口 大 小、形 狀 等 )? 如 計 算 式 包 括 這 些 參 數 , 需 做 如 何 假 設 ? 此 外 , 風 洞 試 驗 縮 尺 模 型 是 否 須 修 正 以 符 合 實 際 建 築 物 , 亦 即 降 低 scale effect 影 響 ?
受 之 風 力 影 響 可 忽 略 。 本 研 究 案 所 使 用 之 風 洞 實 驗 各 項 縮 尺 均 考 慮 完 善 , 可 完 整 反 映 原 型 結 構 。
5. 請 問 貴 團 隊 是 否 在 本 案 有 包 含 「 創 意 及 自 由 回 饋 」 項 目 ?
本 案 為 一 研 究 計 畫 案 , 本 團 隊 將 建 築 風 工 程 的 知 識 建 構 目 前 不 存 在 的 風 力 計 算 公 式 即 為 創 意 。 計 畫 完 成 後 , 研 究 團 隊 願 意 配 合 對 於 各 技 師 公 會 之 必 要 說 明 , 作 為 對 社 會 的 回 饋 。
林 委 員 英 俊
1. 主 持 人 鄭 教 授 及 其 研 究 團 隊 應 是 目 前 國 內 最 適 合 執 行 此 計 畫 之 研 究 團 隊 。
感 謝 建 研 所 支 持 , 本 研 究 團 隊 將 持 續 努 力 完 成 本 研 究 內 容 。
2. 此 計 畫 之 研 究 目 標 確 實 符 合 目 前 工 程 界 所 急 需 。
感 謝 建 研 所 支 持 , 本 研 究 團 隊 將 持 續 努 力 完 成 本 研 究 內 容 。
3. 建 議 簡 化 設 計 風 力 之 計 算 流 程,如 與 ASCE 7 及 AIJ 之 風 力 計 算 比 較
遵 照 辦 理 。
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又 能 稍 偏 保 守 , 則 對 結 構 設 計 將 能 提 供 具 體 貢 獻 。
黃 委 員 然
1. 請 補 充 說 明 未 來 研 究 案 成 果 會 與 ASCE 7 最 新 版 建 議 值 進 行 比 較 。
我 國 規 範 中 順 風 向 設 計 風 力 參 照 ASCE7 所 制 定 , 近 年 計 算 流 程 並 未 修 訂 。 本 研 究 將 與 我 國 規 範 比 較 。
2. 請 補 充 說 明 使 用 設 計 用 載 重 資 料 庫 數 量 尺 寸 效 應 。
將 於 研 究 報 告 中 , 使 用 資 料 庫 數 據 部 分 加 強 說 明 。
3. 請 補 充 說 明 , 研 究 成 果 主 要 為 參 數 研 究 或 為 相 關 係 數 修 正 。
將 於 服 務 建 議 書 中 加 強 說 明 。
張 委 員 健 財
1. 修 訂 風 力 計 算 是 否 需 要 考 慮 由 實 驗 所 回 歸 參 數 的 變 異 性 。
本 研 究 案 之 風 洞 試 驗 前 期 之 研 究 報 告 中 均 有 反 覆 驗 證 與 誤 差 比 較 , 實 驗 誤 差 在 可 接 受 範 圍 之 內 , 風 力 模 式 與 參 數 回 歸 時 均 會 採 略 為 保 守 趨 勢 因 應 之 。
2. 如 何 將 扭 矩 向 風 力 係 數 的 變 異 性 納 入 修 正 的 規 範 中 ?
扭 矩 風 力 係 數 與 扭 矩 頻 譜 影 響 參 數 甚 多 , 此 為 本 研 究 之 研 究 內 容 , 風 力 模 式 與 參 數 回 歸 時 均 會 採 略 為 保 守 趨 勢 因 應 之 , 寄 望 在 簡 化 與 精 度 之 間 取 得 平 衡 。
郭 委 員 建 源 1. 本 計 畫 將 以 過 去 研 究 成 果 , 擬 合 出 本 土 化 之
本 團 隊 將 以 此 為 目 標 努 力 。
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耐 風 計 算 公 式 , 此 公 式 是 否 預 期 較 現 行 規 範 較 為 簡 化 , 以 符 實 務 使 用 便 利 ?
2. 計 算 公 式 保 守 為 宜 , 但 如 何 確 保 不 過 度 保 守 或 過 於 偏 不 保 守 , 特 別 是 新 計 算 公 式 與 現 行 規 範 取 捨 之 標 準 為 ?
本 研 究 案 之 設 計 風 力 模 式 將 與 現 行 規 範 與 完 整 風 力 模 式 ( 標 準 值 ) 進 行 比 較 , 務 期 本 研 究 結 果 無 論 在 保 守 或 偏 不 保 守 均 優 於 現 行 規 範 。
3. 本 案 人 事 費 佔 總 經 費 70%是 否 合 宜 ?
本 研 究 案 需 做 大 量 計 算 , 因 此 配 置 較 多 人 事 費 用 , 研 究 過 程 中 可 能 需 要 補 充 少 數 風 洞 試 驗 , 相 關 經 費 由 研 究 團 隊 自 行 吸 收 。
4. 期 末 報 告 完 成 後 建 議 與 結 構 技 師 討 論 說 明 , 減 少 日 後 規 範 修 正 阻 力 。
本 研 究 案 將 會 召 開 二 次 專 家 座 談 會 , 邀 請 具 高 樓 耐 風 設 計 實 務 經 驗 之 專 業 技 師 參 與 。
李 副 召 集 人 鎮 宏
1. 對 於 歷 年 研 究 案 中 與 本 案 相 關 之 資 料 庫 請 卓 列 , 加 強 與 本 計 畫 關 聯 性 。
遵 照 辦 理 。
2.Curve fitting 容 許 誤 差 為 何 ? 以 圖 4 為 例 , 其 有 明 顯 轉 折 奇 異 點 , 不 易 擬 合 。
參 數 回 歸 並 不 以 回 歸 之 絕 對 誤 差 作 為 取 捨 標 準 , 而 是 透 過 風 力 計 算 取 相 對 偏 保 守 為 取 捨 原 則 。 本 團 隊 將 在 簡 化 與 精 度 之 間 取 得 平 衡 ,並
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以 此 目 標 努 力 。 圖 4 橫 風 向 頻 譜 有 明 顯 渦 散 現 象 之 峰 值 , 確 實 不 易 擬 合 , 然 而 由 耐 風 設 計 規 範 的 角 度 而 言 , 可 以 避 開 此 特 殊 現 象 。
3. 如 何 界 定 所 提 三 種 計 算 結 果 , 何 者 可 供 最 後 風 設 計 所 需 ?
「 設 計 風 載 重 資 料 庫 應 用 軟 體 」 已 於 102 年 度 計 畫 案 中 做 過 仔 細 比 較 , 證 實 其 準 確 性 , 將 作 為 本 案 設 計 風 力 之 標 準 值 , 與 本 案 提 出 模 式 與 風 力 規 範 進 行 比 較 。 4.圖 4 與 圖 6 縱 軸 數 據
資 料 類 別 ( 高 寬 比 ) 缺 漏 。
將 於 服 務 建 議 書 中 補 上 。
陳 召 集 人 建 忠
1. 請 妥 慎 運 用 充 裕 的 經 費 規 列 運 用 項 目 , 做 出 完 整 、 永 續 、 優 質 的 成 果 。
遵 照 辦 理 。
2.第 12 頁 請 用 數 字、比 例 等 表 示 助 益 , 並 請 將 部 分 成 果 另 以 KPI 表 現 , 計 算 如 應 用 的 建 築 師 、 結 構 技 師 及 土 木 技 師 等 多 少 人 、 節 省 多 少 經 費 等 。
遵 照 辦 理 。
3. 擬 合 式 的 定 義 、 作 法 、 及 程 序 為 何 ?
利 用 風 洞 實 驗 數 據 嘗 試 擬 合 設 計 風 力 模 式 所 需 參 數 , 擬 合 相 關 係 數 曲
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線 , 供 設 計 風 力 模 式 使 用 。 數 據 擬 合 預 定 採 用 多 變 數 之 非 線 性 回 歸 , 參 數 回 歸 並 不 以 回 歸 之 絕 對 誤 差 作 為 取 捨 標 準 , 而 是 透 過 風 力 計 算 取 相 對 偏 保 守 為 取 捨 原 則 , 研 究 團 隊 將 在 簡 化 與 精 度 之 間 求 取 平 衡 。
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附錄二 第一次專家座談會會議記錄及回應
委 員 審 查 委 員 意 見 回 應 內 容
陳 教 授 瑞 華
1.報 告 中 宜 補 充 說 明 橫 風 向 g
L,R
、gL,B
及 扭 轉 向 gT,R
、gT,B
之 公 式 。
遵 照 辦 理 。
遵 照 辦 理 。