第三節 第三節
第三節 研究方法 研究方法 研究方法 研究方法
本計畫將建立多種構型低層建築物受風作用下細部的基礎資料，推估等 值靜載重及探討周邊及築物影響，有必要蒐集相關文獻資料，並擬於內政部 建築研究所之風洞實驗室進行系列的模型氣動力實驗，針對實驗資料進行評 估建構模式，規劃研究內容如下：
1. 蒐集彙整國內外相關之風力規定及風洞實驗資料蒐集彙整國內外相關之風力規定及風洞實驗資料蒐集彙整國內外相關之風力規定及風洞實驗資料：蒐集彙整國內外相關之風力規定及風洞實驗資料：：：本計畫將就低層建物設 計風載重有關的文獻、數據進行蒐集與彙整，工作內容包括：
(1) 國外規範相關部份的比較與整理，針對低層建物設計風載重如風壓 係數、載重組合等議題比較包括美、日、紐澳、英、加等國建築設 計相關規範。
(2) 國內外風工程相關期刊、文獻中有關設計風載重的最新研究成果，
以供參考。
(3) 透過專家座談及諮詢了解國內建築市場與公共安全需求的前提下，
低層建物耐風設計的需求，以供參考。
2.氣動力實驗規劃氣動力實驗規劃氣動力實驗規劃： 氣動力實驗規劃
(1)流場規劃：針對規範中所定義不同地況，選取低層建築物模型，進行 建築物氣動力模型實驗研究，比較地況的影響性。
(2)模型設計：製作包括山形廠房屋頂、圓頂棚、拱形屋頂等建築物的氣 動力模型，控制的參數包括屋頂斜度、拱高與跨度比等。
(3)模型氣動力實驗量測：氣動力模型將利用壓克力版製作，並在建築物 表面均布風壓孔，風壓孔以細 PVC 管製作之壓力管線系統與電子式 壓力掃描器連接，量測同步的風壓資料。氣動力模型表面風壓孔布設 以均佈於屋頂面及側牆為準，配合模型尺寸及現有電子式壓力掃瞄模 組數量，風壓孔以不超過 256 孔為度，實驗控制的條件包括流場特性
及風攻角。
(4)對於屋頂面上粗糙度的影響，對於具有幾何不連續特性的摺版式屋頂 建築物，經縮尺後難以對流場行為產生影響，而對於圓曲面屋頂牽涉 到雷諾數效應，因此將配合實驗的進行檢討適當的粗糙度影響。
3.研擬涵蓋低研擬涵蓋低研擬涵蓋低研擬涵蓋低層建築整體外力相關性之等值靜態設計風載重模式層建築整體外力相關性之等值靜態設計風載重模式層建築整體外力相關性之等值靜態設計風載重模式：層建築整體外力相關性之等值靜態設計風載重模式：：運用實驗： 量測所得的同步風壓資料，配合剛構架結構系統，計算其最大的等值靜 載重，並與規範建議值相比較。同時將比較由實驗推估的最大等值靜載 重及規範中現行均佈載重不同考慮方式，對結構內力的影響。本計畫以 氣動力實驗所得風壓資料配合結構分析與相關性積分法探討結構物的受 力，對於不同結構系統的受風力反應可於結構分析過程中加以計算，本 研究於實驗成果應用探討中，將同時對相鄰剛性構架間水平支撐的影響 及不同屋頂桁架結構系統，所承受風載重的變化加以探討。
4.資料分析資料分析資料分析： 資料分析
(1)由實驗量測所得之表面風壓資料首先將計算其表面風壓統計特性 值、機率密度函數(PDF)的識別、空間相關性及頻率特性等，以完整 掌握表面風壓分佈情形。本計畫針對廠棚式斜屋頂建築物的表面風壓 量測結果，亦將檢討其不同區域尖峰風壓的變化情形，角隅區域壓力 強度效應一併列入探討。
(2)運用正交模態分析法，探討表面擾動性風壓分佈的模態分析。
(3)利用相關性積分法建立動態風載重評估與等值靜載重分析。
(4)各系列模型氣動力實驗量測所得之表面風壓均值與擾動值將以等值 圖方式完整呈現，以供設計工作參考。
(5)檢討不同地況對於表面風壓分布的影響性。
5. 探討周邊建築物及環境對低層建築物所受風載重之影響探討周邊建築物及環境對低層建築物所受風載重之影響探討周邊建築物及環境對低層建築物所受風載重之影響：探討周邊建築物及環境對低層建築物所受風載重之影響：：：本計畫蒐集低層 建築物群之氣動力特性研究成果，作為基礎資料。同時選取最常見的山
形廠房屋頂建物模型為例，利用在建築物模型上游區，有系統的放置同 類型建物模型，比較表面風壓的變化，歸納遮蔽效應的影響因子。本研 究計畫中考慮週邊環境與建物之影響，將配合現有研究成果蒐集比對及 風洞實驗，鄰棟建物以相似構形之建築物為主，排列方式以及間隔距離 變化包括上游區的前後及側邊間距變化。
6. 歸納分析實驗結果歸納分析實驗結果歸納分析實驗結果，歸納分析實驗結果，，，研擬耐風設計建議對策與事項研擬耐風設計建議對策與事項研擬耐風設計建議對策與事項研擬耐風設計建議對策與事項：：：：綜合評比本計畫各物 模型所受風載重的特性，進而了解對風作用較為敏感的低層建築物造型 及作用區域，就構型及幾何條件選擇方面作出建議。同時配合本年度有 關地況及周邊建物遮蔽效應的修正，檢討對耐風設計的影響性。
7. 研擬低層建築物風載重之設計準則與耐風設計規範相關之條文修訂研擬低層建築物風載重之設計準則與耐風設計規範相關之條文修訂研擬低層建築物風載重之設計準則與耐風設計規範相關之條文修訂：研擬低層建築物風載重之設計準則與耐風設計規範相關之條文修訂：：：由本 計畫實驗成果及文獻資料的綜合比對，並透過專家諮詢座談等方式，針 對未來低層建築物風載重之設計準則與耐風設計規範相關之條文修訂作 出建議。
研究步驟流程圖 研究步驟流程圖 研究步驟流程圖 研究步驟流程圖：：：：
國內低層建築結 構系統資料蒐集
與分類整理
實驗儀器整備
與校驗 低層建築物受
周邊建築物影 響文獻蒐集
實驗需求分析與 規劃
氣動力模型製作 文獻中實測值
數據彙整
低層建築物氣動力 實驗量測(含建築群
氣動力實驗)
實驗資料分析 與整理
低層建築物受風作 用等值靜載重分析
低層建築物耐風設 計策略研究
撰寫報告
計畫完成 專家諮詢