本研究採用傳統的風洞物理模擬方法進行三種結構物的表面風壓 量測，進而計算風力載重並以有限元素模型進行等值靜力分析。本研究 著重在於如何應用量測到的動態風壓分布轉換為等值靜力的過程，因而 參考各種目前常見的幾種等值設計風載重理論。即時同步的風壓量測可 用以計算風載重所需要了解的空間相關性、風壓擾動能量、風力與結構 振動的耦合關係等。本研究針對三種結構系統建置有限元素模型，有助 於了解系統振態以及執行直接積分法作為比對。最後，本研究針對這些 結構物進行估算並與等值設計風載重、直接積分結果進行比較討論，給 予設計上的建議。
一、國內外研究文獻及資料之蒐集與整理
蒐集國內外等值靜力風載重之相關研究。並根據內容整理出大致的 分類方式。由於學界發展這些方法的過程中，通常會利用常見的方法提 出稍微不同的修改，然而大致上這些方法的精神原則均未改變。因此本 研究希望可以進行方法的分類後，整理出主要的幾種方法。利用最原始 的設計精神進行等值靜載重的計算。因此，本研究雖然收集近十種不同 方法，但最後歸納為三種主要的不同設計分析精神。並僅進行此三種主 要方法進行比較分析。
二、風洞試驗
本研究於內政部建築研究所的風雨風洞實驗室中進行風壓量測實 驗，並且以淡江大學第一號風洞實驗室作為補充實驗之備用。風壓量測 實驗中，首先以皮托管(Pitot tube)量測邊界層高度風速。其原理為利用 量測內外管的壓力差，經熱線流速儀校正後可量測邊界層位置的動態風 速作為參考風速壓。接著量測模型表面的動態風壓分布，並利用參考風 速壓來計算風壓係數。對於高層建築、低層建築而言，風速的改變並不 會造成分離點位置的改變，因此可以僅採用一合理縮尺風速即可。然而，
具有曲面的大跨度屋蓋結構或煙囪等具有圓弧表面的結構物，則會因為 雷諾數的影響而改變風力的估算。在本研究此部分將採用較高風速來獲 得較為合理的雷諾數實驗結果。實際上，整體風力亦可以由高頻率力平 衡儀量測而得，然而為了可以進一步探討局部設計風壓的研究主題，本 研究採取詳細的風壓量測實驗方式。
三、數值分析
本研究進行風壓量測後進行等值風載重的計算。為了作為比較的基 準，本研究利用數值模型來進行直接積分的動態反應計算。其中的數值 模型可以做為提供結構振態的資訊，對於作為設計端所需要的基本條件 來說十分重要。
本計畫中涉及大量的風洞實驗工作，因此需要仰賴內政部建築研究 所的硬體設備以及技術人員的協助。然而為了避免風洞實驗量之不足，
亦採用淡江大學第一號風洞實驗室作為備用之設備。為因應本案需要的 計算，除將採用MATLAB 程式語言撰寫等值設計風載重的理論程式以 外，亦採用MIDAS 有限元素分析軟體作為數值模型主要建置工具。兩 者配合之下，可以進行直接積分的動力計算以及多項載重的靜力計算。
一、風洞模型試驗 模擬案例資料蒐集。
縮尺模型製作。
試驗儀器整備。
風洞試驗量測。
風壓係數計算。
整體風力計算。
二、數值模型
模擬案例資料蒐集。
有限元素模型製作。
特徵值分析與振態探討。
有限元素模型調整。
直接積分法。
三、等值靜力估算(包含規範的陣風反應因子法) 風洞實驗結果與數值模型轉換。
計算規範等值靜力。
進行三種不同方法之比較。
圖1-1 計畫執行流程圖 資料來源：本研究繪製
文獻與資料收集
數值模型製作 特徵值分析
縮尺模型製作 試驗儀器整備 風洞試驗量測 直接積分法分析
第1 次學者專家諮詢
結果整合與分析
整體結果評估
報告撰寫
第2 次學者專家諮詢
規範內容討論 結構參數輸入 等值風力計算