系統套件分析與設計

建 築 物 耐 震 評 估 法 視 窗 化 系 統 ， 依 照 需 求 的 分 析 ， 主 要 將 系 統 區 分 成 5 個 主 要 套 件 (Package)，分 別 為「 程 序 管 理 套 件 」、「 前 處 理 輔 助 套 件 」、「 各 桿 件 塑 鉸 分 析 套 件 」、「 後 處 理 輔 助 套 件 」 及 「 資 料 套 件 」；其 之 間 的 相 關 關 係 如圖 5-1 所 示，其 各 個 套 件 的 功 能 說 明 如 下 ：

圖 5-1 建築物耐震評估法視窗化系統套件圖

程 序 管 理 套 件 ： 負 責 整 體 「 建 築 物 耐 震 評 估 法 視 窗 化 系 統 」 的 執 行 工 作 ， 管 理 執 行 的 程 序 ， 接 受 使 用 者 的 輸 入 與 執 行 需 求 ， 並 將 工 作 需 求 派 送 至 ETABS 或 SAP-2000 執 行，並 提 供 視 窗 介 面，呈 現 分 析 後 的 結 果 。

前 處 理 輔 助 套 件 ： 前 處 理 套 件 主 要 的 功 能 是 建 立 建 築 物 模 型 與 桿 件 額 外 資 訊 的 建 檔 (此 額 外 的 資 訊 是 供 破 壞 模 式 分 析 及 塑 鉸 性 質 分 析 之 用 )， 並 執 行 撓 曲 容 量 與 剪 力 容 量 的 分 析 。

各 桿 件 塑 鉸 分 析 套 件 ： 依 撓 曲 容 量 與 剪 力 容 量 分 析 的 結 果 ， 並 加 入 額 外 的 輸 入 資 訊 ， 並 分 析 建 築 物 各 個 桿 件 的 破 壞 模 式 ， 計 算 所 有 桿 件 的 塑 鉸 性 質 ， 將 結 果 輸 出 至 資 料 庫 ， 以 利 進 一 步 的 耐 震 容 量 的 分 析 。

後 處 理 輔 助 套 件 ： 後 處 理 階 段 主 要 是 將 耐 震 容 量 分 析 後 的 結 果

以 圖 表 及 建 築 物 2D 或 3D 的 方 式 顯 示 於 視 窗 中，供 研 究 人 員 研 究 評 估 。

資 料 套 件 ： 在 分 析 的 過 程 中 ， ETABS 或 SAP-2000 將 產 生 資 料 庫 檔 或 是 一 般 的 文 件 檔 ， 這 些 檔 案 主 要 提 供 破 壞 模 式 分 析 、 塑 鉸 性 質 分 析 等 等 ， 這 些 資 料 將 透 過 這 個 套 件 中 的 軟 體 元 件 進 行 存 取 。

在 上 述 的 每 一 個 套 件 中 ， 將 由 數 個 軟 體 元 件 (Component)組 成 ， 透 過 軟 體 元 件 間 訊 息 (Message)的 傳 遞，完 成 系 統 執 行。這 些 軟 體 元 件 將 配 合 執 行 的 作 業 系 統 環 境 來 開 發 (目 前 將 針 對 最 為 普 及 的

Windows 2000/XP 做 為 軟 體 開 發 的 平 台 )，每 個 套 件 中 元 件 的 分 析 與 設 計 細 節 說 明 如 下 ：

圖 5-2 程序管理套件所含元件

程 序 管 理 套 件 包 含 5 個 主 要 的 元 件 ， 如圖 5-2 所 示 ， 其 各 個 元 件 的 功 能 如 下 ：

視 窗 主 程 式：提 供 主 要 的 視 窗 操 作 介 面，建 立「 視 覺 顯 示 元 件 」， 以 供 顯 示 各 項 分 析 結 果 及 2D 或 3D 的 建 築 物 模 型；透 過 使 用 者 輸 入 的 參 數 ， 執 行 分 析 的 工 作 。

視 覺 顯 示 元 件 ： 此 元 件 可 以 內 嵌 於 「 視 窗 主 程 式 」 中 ， 依 視 窗 屬 性 的 不 同 (圖 表 視 窗 或 建 築 物 模 型 視 窗 )， 呈 現 不 同 的 視 覺 資 訊 。

程 序 執 行 控 管 元 件 ： 本 研 究 將 整 合 已 經 非 常 普 及 的 分 析 軟 體 ， 例 如：ETABS 或 SAP-2000，因 此，對 於 多 種 應 用 程 式 之 間 的 整 合 ， 需 要 一 個 程 序 控 管 的 核 心 ， 讓 不 同 應 用 程 式 於 執 行 中 ， 能 透 過 程 序 的 控 管 ， 達 到 統 合 不 同 應 用 程 式 之 間 資 訊 的 目 的 。

資 料 管 理 元 件 與 檔 案 管 理 元 件 ： ETABS 或 SAP-2000 在 執 行 分 析 的 過 程 中 ， 將 產 生 輸 出 檔 ， 而 這 些 輸 出 檔 將 是 破 壞 模 式 分 析 與 塑 鉸 分 析 重 要 的 依 據，所 以 透 過「 資 料 管 理 元 件 」與「 檔 案 管 理 元 件 」 管 理 這 些 輸 出 入 資 料 檔 。

圖 5-3 前處理輔助套件所含元件

前 處 理 輔 助 套 件 中 含 2 大 部 份 ， 如圖 5-3 所 示 ， 其 中 一 個 元 件 是 與 應 用 程 式 整 合 的 元 件 ， 另 一 個 是 桿 件 額 外 資 訊 建 置 元 件 。

應 用 程 式 整 合 元 件 ： 因 為 商 用 軟 體 ETABS 或 SAP-2000 為 獨 立 之 應 用 程 式 ， 所 以 無 法 直 接 與 其 連 結 ， 亦 無 相 關 的 程 式 庫 供 整 合 ， 所 以 此 元 件 主 要 的 目 的 即 在 建 立 一 個 可 程 式 化 的 介 面，主 系 統 的「 程 序 執 行 控 管 元 件 」 將 透 過 這 個 可 程 式 化 的 介 面 與 ETABS 或

SAP-2000 溝 通，當 使 用 者 需 要 進 行 不 同 階 段 的 分 析 時，亦 是 透 過 這 個 元 件，對 ETABS 或 SAP-2000 下 達 執 行 的 命 令，以 產 生 後 續 分 析 所 需 要 的 數 據 資 訊 。

梁 柱 額 外 資 訊 建 置 元 件：這 部 份 主 要 是 補 齊 ETABS 或 SAP-2000 中 資 訊 之 不 足 ， 這 些 參 數 主 要 是 供 破 壞 模 式 分 析 與 塑 鉸 性 質 分 析 之 用 。

圖 5-4 各桿件塑鉸分析套件所含之元件

各 桿 件 塑 鉸 分 析 套 件 包 含 主 要 2 個 元 件 ， 如圖 5-4 所 示 ， 這 2 個 元 件 將 讀 取 彈 性 分 析 後 的 結 果 ， 並 結 合 所 輸 入 之 額 外 參 數 ， 進 行 破 壞 模 式 與 塑 鉸 性 質 之 分 析 ， 並 將 分 析 所 得 的 塑 鉸 性 質 設 定 至 分 析 的 結 構 系 統 中 ， 供 耐 震 能 力 分 析 用 。

圖 5-5 後處理輔助套件所含之元件

後 處 理 輔 助 套 件 含 有 2 個 主 要 的 元 件 ， 如圖 5-5 所 示 。 這 2 個 主 要 的 元 件 將 統 整 耐 震 能 力 分 析 後 的 結 果 ， 以 圖 表 或 是 圖 形 的 方 式 呈 現，並 配 合「 程 序 管 理 套 件 」中 的「 視 覺 顯 示 元 件 」，將 結 果 以 視 窗 的 方 式 呈 現 。

圖 5-6 資料套件所含之元件

在 資 料 套 件 中 ， 主 要 含 有 5 個 元 件 ， 如圖 5-6 所 示 ， 其 各 個 元 件 的 功 能 與 應 用 時 期 說 明 如 下 ：

建 築 物 模 型 資 訊 元 件 ： 在 建 立 建 築 物 的 分 析 模 型 、 破 壞 模 式 分 析 、 塑 鉸 分 析 與 後 處 理 階 段 ， 系 統 將 透 過 這 個 元 件 進 行 建 築 物 模 型 資 料 的 存 取 ， 這 個 部 份 將 存 取 ETABS 或 SAP-2000 所 支 援 的 MS Access 資 料 庫 檔 。

建 塑 物 額 外 資 料 元 件 ： 進 行 破 壞 模 式 分 析 及 塑 鉸 分 析 之 前 ， 需 建 立 這 些 額 外 的 資 訊 ， 而 這 些 資 訊 將 由 這 個 元 件 存 取 ， 此 部 份 的 資 料 由 於 ETABS 及 SAP-2000 並 不 提 供，為 考 慮 相 容 性 的 問 題，將 不 更 改 ETABS 或 SAP-2000 所 產 生 的 資 料 庫 檔 ， 而 是 由 另 一 個 XML 文 件 檔 替 代 。

撓 曲 容 量 與 剪 力 容 量 分 析 結 果 資 料 元 件 ： 當 完 成 撓 曲 容 量 與 剪 力 容 量 分 析 後 ， 整 合 建 築 物 額 外 的 資 訊 ， 可 以 進 行 破 壞 模 式 分 析 與 塑 鉸 分 析 。 此 階 段 所 分 析 的 資 料 則 是 由 ETABS 或 SAP-2000 所 提 供，所 以 資 料 將 存 放 在 ETABS 或 SAP-2000 所 產 生 的 MS Access 資 料 庫 中 。

M3 塑 鉸 資 料 元 件：完 成 破 壞 模 式 分 析 及 塑 鉸 分 析 後，塑 鉸 的 資 訊 將 由 這 個 元 件 存 入 ETABS 或 SAP-2000 所 支 援 的 MS Access 資 料 庫 中 。

耐 震 能 力 評 估 結 果 元 件 ： 當 修 正 塑 鉸 性 質 後 ， 並 完 成 耐 震 能 力 評 估 後 所 得 的 結 果 ， ETABS 或 SAP-2000 評 估 結 果 將 存 放 於 MS Access 資 料 庫 中，在 後 處 理 程 序 中，將 透 過 此 元 件 進 行 評 估 結 果 的 呈 現 。