第二章 文獻探討
第四節 桁架高塔構造物的設計風力
壹、國內規範相關規定
國內「建築物耐風設計規範及解說(95 年版)」第 2.8 節表 2.15、表 2.16 取自ASCE 7-88 規範，提供設計方形高塔及三角形高塔所用之風力係數C ，f 有幾點說明如下：
1. 對於拉固索式的高塔，其懸臂部份應以一般高塔之設計風力的 1.25 倍 做為設計。
2. 選擇適當的C 來決定作用在高塔附屬物，如梯子、電線、燈等之設計f
Cf
φ
方形高塔 三角形高塔
＜0.025 4.0 3.6
0.025∼0.44 4.1-5.2φ 3.7-4.5φ
0.45∼0.69 1.8 1.7
0.70∼1.0 1.3+0.7φ 1.0+φ
註：(1) 本表之Cf適用由角鋼或平邊構材所組成的高塔。
(2) 對於圓斷面構材所組成的高塔，決定設計風力時可依表內之值，乘上以下 所列之係數 C 而得所使用之風力係數。
φ≦0.29， C=0.67
0.3≦φ≦0.79， C=0.67φ+0.47 0.8≦φ≦1.0， C=1.0
(3) 就三角形高塔而言，假設設計風力垂直作用在塔之某面上。
(4) 就方形高塔而言，假設設計風力垂直作用在某塔面上。若風向傾斜作用 在塔面時，將產生最大的水平風力，其為垂直作用在塔面的設計風力乘 上一係數 C，
C=1.0+0.75φ，φ＜0.5 並假設其沿著對角線作用。
(5) φ：塔面之實體面積與其總面積的比值。
(6) 受風面積 Af為高塔迎風面實體構材投影在垂直風向平面上之面積。
(資料來源：「建築物耐風設計規範及解說(95 年版)」)
貳、美國 ANSI/ASCE 7-02 相關規定
美國ANSI/ASCE 7-02 規範中對於桁架塔結構物，採用依塔橫截面形狀分 類方式，分別對三角形及正方形兩種形狀，提出設計風力規定。
表 2-14 ANSI/ASCE 7-02 規範桁架高塔風力係數
橫截面形狀 Cf
正方形 4.0ε2 −5.9ε +4.0 三角形 3.4ε2 −4.7ε +3.4 註：(1) 對於所有的風攻角，Af以投影面積考慮。
(2) 本表主要考慮具有平之側邊的桿件。
(3) 對於圓桿應在乘上修正因子0.51ε2 +0.57，且不大於1.0。
(4) 對於方桿應在乘上修正因子1+0.75ε，且不大於1.2。
(5) 塔上如有其他附屬物，應依形狀採取適當的風力係數。
(6) 桿件上如有積冰應一併考慮。
(7) ε：塔上面對風向的的實體率。
(資料來源：ANSI/ASCE 7-02 規範)
叁、紐澳 AS/NZS 1170.2:2002 相關規定
紐澳規範AS/NZS 1170.2:2002 附錄 E 中對於桁架高塔設計風力建議採用 沿垂直方向至少分為十節以上的區段，氣動力外形因子(Cfig)依各節桿件構造 計算。設計風力所考慮的風速，採用8 個風向角，由 45 度方向正逆時針轉，
間隔取用22.5 度。
有關氣動力外形因子(Cfig)的選取有以下規定：
1. 如塔上無附屬物則氣動力外形因子(Cfig)可直接採用阻力係數(CD) 2. 如塔上有附屬物則氣動力外形因子(Cfig)採用總有效阻力係數(total
effective drag force，C )，其中如附屬物為對稱，直接採用投影面積de 總和考慮；如屬非對稱分布，則C =C +∑∆C 。
用固定索2/3 高度處的設計風速。
表 2-17 等角三角形橫截面且無附屬物桁架高塔的阻力係數(CD)－圓桿件
迎風面實體率(δ)
部分塔身於亞臨界流中 s m V
bi des,θ <3 2/ (所有風攻角)
部分塔身於超臨界流中 s m V
bi des,θ ≥6 2/ (所有風攻角)
≦0.05 1.8 1.1
0.1 1.7 1.1 0.2 1.6 1.1 0.3 1.5 1.1
0.4 1.5 1.1
≧0.5 1.4 1.2
(資料來源：紐澳 AS/NZS 1170.2:2002 規範)
肆、日本 AIJ 規範相關規定
依據日本建築學會(Architectural Institute of Japan)2004 年建築設計規範建 議 AIJ Recommendations for Loads on Buildings (2004Edition)，對於桁架高塔 構造物的設計風力係數可用下圖中表列數據加以評估。
圖 2-12 桁架高塔構造物的設計風力係數
(資料來源：日本 AIJ Recommendations for Loads on Buildings (2004Edition))