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而言,有必要加以探討。同時,表面披覆材料所受尖峰風壓的評估、結構系統 受風荷載的計算及考慮項目等,在現行規範中尚無明確規範,如能建立風載重 評估程序建議,對於業界實際從事類似案例設計工作上將有所裨益。

第二節 研究內容與方法

本計畫將建立位於山坡地流場之低層建築風載重評估所需資料及耐風設計 策略探討,對於山坡地流場之低層建築物的耐風性能評估應包括:不同屋頂構 型外型對於建築物的風載重影響,建築物座落於坡地位置對於本身所受風載重 的影響,建築物結構系統在受到風載重作用下的結構反應評估等面向。就以上 各面向進行整合研究,並提出建議,將有助於提昇位於山坡地或附近低層建築 物的耐風性能,研究方法如下:

1. 國內外相關研究文獻與規範探討:針對具有俯仰角來流對於建築物 表面風壓影響的規範及研究成果文獻,蒐集風載重評估方法與成果 資料,包括

(1) 國內低層建築現況與座落於山坡地位置的資料蒐集與檢討。

(2) 整理關於山地流場特性之現有相關研究成果。

(3) 蒐集不同屋頂型式對於建築物外部流場的影響文獻資料,並整 理作為實驗設計之基礎:針對低層建築設計案例,有必要蒐集座落 於山坡地或附近低層建築物相關案例風載重評估方法與成果資料,

工作內容包括蒐集風工程相關期刊中有關此議題的最新研究成果 發表,以供國內設計準則建立的參考。以及國內外文獻中有關低層 建築風載重研究的實驗成果資料加以蒐集,比對實驗條件加以分類 整理。文獻資料的比對為驗證本研究規劃設計之氣動力實驗正確性 的依據,同時模型設計時須考量實務上的需求與法規的限制,避免 實驗內容與實際需求脫節。。

(4) 蒐集俯仰角來流對於建築物表面風壓影響的規範及研究成果文

第一章 緒論

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獻:國外規範有關位於山地流場之低層建築設計風載重的規定可作 為設計參考值,並可與氣動力實驗成果比較。

2. 流場模擬與量測:

(1) 本研究將利用本所風洞實驗室現有大氣邊界層流場,初步選取 地況 C 的流場條件,作為來流條件,再搭配二維山脊模型台使流 場產生越過山丘的變化,模擬具較大俯仰角度的流況。

(2) 實驗模型基台將製作為具備雙坡向的二維山脊,具備調整坡度 機構,並具備可啟閉的開口,以配合模型於坡面不同位置的安裝,

模擬來流風場變化。

(3) 流場量測將利用本所的二維熱膜探針(Hot film probe)配合風速 加以量測,運用昇降的探針支架可觀測記錄流場的剖面資料。

3. 具有俯仰角流場中低層建築物表面風壓氣動力實驗量測:

(1) 本研究將以雙斜式屋頂的低層建築物製作氣動力模型進行風 洞實驗,變化條件為屋頂坡度的變化,將包括平屋頂、1:4、1:2 及 1:1 等數種屋頂坡度變化。氣動力模型以壓克力薄板加工製作,表 面均布風壓孔,透過管線系統與電子式壓力量測系統連接,進行同 步壓力量測。

(2) 彙整本所研究成果,在平坦地形,不同屋頂形式低層建築物所 受表面風壓與局部尖峰風壓的資料,與本案量測所得相互比較,探 討山地流場對建築物氣動力載重的影響性。

(3) 由實驗量測所得之低層建築物表面風壓資料首先將計算其表 面風壓均值、 擾動值 、尖峰因子 (peak factor)、擾 動風壓頻譜 (spectrum) 、 機 率 密 度 函 數 (PDF) 的 識 別 、 空 間 相 關 性 (spatial correlation)及頻率特性等,以完整掌握表面風壓分佈情形。氣動力 係數定義如下所示:

4

(4) 有關風壓的時序列資料同時亦分析其偏態(skewness)與峰度 (kurtosis)係數,定義如下所示:

偏態(skewness)係數 3

第一章 緒論 時域訊號 pi(x, t)的交相關張量(correlation tensor),定義作:

)

6

其中q’n(n=1,2,……NR)稱作結合因子(combination factor) 由實際風壓載重推估的尖峰反應為:

第一章 緒論

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