腹板端

圖 5-12 到圖 5-17 為不同柱間距下的束型框筒結構受到水帄側外力作用之下，腹 板端(Y=120)每 200 公尺高之各柱應力比較圖。每張圖所標記之高度，表示其柱位置於 標記高度向上那根。整體來看我們可以得知拉力側與壓力側的數值大小相等，相差一 個負號，而腹板兩端主柱之數值絕對值較大，越向腹板中心則越趨近零，中心點(X=0) 位置柱應力則為零。

直觀的也可以了解到當柱間距越小，其側向勁度越大，而且框筒外圍的每根柱所 需要承受的應力也會較小，所以圖 5-12 到圖 5-17 這幾六圖的應力絕對值大小都是為 模型 5-M(柱間距為五公尺之束型框筒)＞模型 4-M(柱間距為四公尺之束型框筒)＞模型 3-M(柱間距為三公尺之束型框筒)，但是數值都相當接近。

由剪力延遲效應方面來看的話，如圖 5-12 所示，在最底層 Z=0 處三種不同柱間距 的案例都呈現標準的束型框筒腹板端剪力延遲效應樣貌，即應力於最外端角柱(X=120、

-120)時柱應力絕對值為最大，越向內靠近越小，而到了三個框筒相接處隻角柱(X=40、

-40)時應力則又向上提升，直到腹板中間位置(X=0)時柱應力則為零。每條柱應力曲線 的數值變化來看模型 5-M 差距最大，模型 4-M 次之，模型 3-M 最小。可以得知，如 同翼板端柱應力之結果縮短柱間距較可以減少剪力延遲效應的出現，使得每根柱子均 能發揮較好之側向勁度抵抗能力，但是於腹板側情況並不明顯。

圖 5-13 及圖 5-14 中三條不同柱間距下的柱應力圖皆呈現接近直線之樣貌，猶如 傳統梁彎曲理論中所示之圖形，表示在此高度時腹板端各柱所提供之拉應力及壓應力 絕對值大小，與離腹板端中心之距離成正比，而此高度附近也可視為腹板端剪力延遲 效應與負剪力延遲效應之轉換過渡區，而三條柱應力曲線也幾乎重疊在一起。

34

圖 5-15 為高度 600 公尺處，也就是整體模型高度之一半處。雖然其腹板端柱應力 圖之圖形還是接近一條直線之趨勢，但以看得出來在接近兩端主柱處皆有明顯之弧度 出現，即為腹板端之負剪力延遲效應。其應力於最外端角柱(X=120、-120)時柱應力絕 對值稍小。

圖 5-16 及圖 5-17 則為高度 800、1000 公尺處的腹板端柱應力曲線，到此高度後 看得出來有很明顯的腹板端負剪力延遲現象，且高度越大負剪力延遲現象越是明顯。

其柱應力於最外端主柱(X=120、-120)時應力絕對值為稍小，而外端主柱與三個框筒相 接處之主柱(X=40、-40)間則呈現拋物線的形式，圖形走向與腹板端正剪力延遲效應趨 勢恰恰好相反。不過由圖中數據也可以知道高度越高後每根柱軸向方向的應力絕對值 也隨之越小，甚至在圖 5-17 的最外側的拉力端主柱附近有壓力現象發生：壓力端主柱 附近有拉力現象發生，不過其數值相當的小，對於整體來說影響來說並不大。

5.2.2 束型框筒結構搭配剛臂支架

5.2.2.1 翼板端

圖 5-18 到圖 5-23 為柱間距五公尺的束型框筒結構搭配剛臂支架系統(5M-O3)受 到水帄側外力作用之下，與柱間距五公尺束型框筒(5-M)及柱間距四公尺束型框筒 (4-M)，其受拉力側翼板端(X=-120)每 200 公尺高之各柱應力比較圖。每張圖所標記之 高度，表示所選柱之位置於標記的高度向上那根。

其各模型代碼註解如下：

(a) 5-M：束型框筒柱距五公尺。

35

(b) 4-MO：束型框筒柱距四公尺，但各內柱卻保持厚度 0.1 公尺。

(c) 5M-O3：束型框筒柱距五公尺搭配剛臂支架、剪力核心第二斷面(圖 4-10)、水帄桁 架第二斷面(圖 4-10)。

模型 4-MO 的設定，是為了在不改變內柱斷面的情形之下，縮短束型框筒之 柱間距之後，利用增加各邊柱面積的作法使得側向勁度大幅提升，用來對照搭配 剛臂支架後的束型框筒結構，並期許能達到模型 4-MO 的目標。

圖 5-18 為高度 Z=0 時翼板端受拉側(X=-120)之柱應力，我們發現在此高度時 模型 5M-O3 之柱應力曲線數值幾乎都小於其他兩條柱應力曲線，且模型 5M-O3 的柱應力曲線在 Y=120~40、-120~-40 這兩段範圍內，其剪力延遲效應由圖型來看 也小於其他兩條曲線。而模型 5M-O3 柱應力曲線在 Y=40~-40 範圍之間則是呈現 變化較大的走向，其主要原因如圖 5-30 所示，Y=40 及-40 處之主柱往 Y=0 處的 內柱傳遞力量時，除了梁的變形產生剪力延遲效應外，主柱連接到內柱的剪力核 心桁架也會影響到此範圍之應力傳遞情形，以及這段範圍內的柱應變，所以使得 此範圍之應力曲線樣貌不同於外側兩段。

由於我們所選擇觀察之柱為相隔兩百公尺高一組，而這些位置剛好是位於剛臂支 架的水帄桁架施加位置之上，在許多水帄桁架內斜撐的影響之下，導致圖 5-19 到圖 5-23 模型 5M-O3 的柱應力皆有跳動的走向出現。

圖 5-19 及圖 5-20 為高度 200 公尺與 400 公尺處受水帄側力影響下翼板端之柱應 力，雖然模型 5M-O3 之柱應力曲線有跳動現象，但是大部分柱應力數值都在模型 5-M 應力曲線之下，約在模型 4-MO 應力曲線上下跳動，整體來說跳動的趨勢現象猶如一 條直線。

圖 5-21 到圖 5-23 則可以看出模型 5M-O3 柱應力圖整體跳動的走向在範圍

36

Y=40~-40 處，也就是剪力核心結構所在之位置柱應力較其他位置大，且越接近翼板端 中心(Y=0)則越大。此情況在高度越高處越是明顯可見，而最外側兩端主柱之柱應力也 有跳動起來超越模型 5-M 之主柱應力，表示在搭配剛臂支架之下，兩端的主柱必頇要 承受更多的應力。

束型框筒負剪力延遲現象在此情況之下看起來並不明顯，整體的走向更像是一個 山丘一般的形式。在這幾張圖的柱應力走向之下，可以了解到束型框筒結構在搭配剛 臂支架之下，受到水帄側力影響之下，是由勁度相當大的剪力核心結構來抵抗，並利 用伸出去相接在主柱上的水帄桁架給予整個結構物一股抵抗彎矩變形的力量。

5.2.2.2 腹板端

圖 5-24 到圖 5-29 為柱間距五公尺的束型框筒結構搭配剛臂支架系統(5M-O3)受到 水帄側外力作用之下，與柱間距五公尺束型框筒(5-M)及不改變內柱面積且柱間距四公 尺束型框筒(4-MO)，其腹板端(Y=120)每 200 公尺高之各柱應力比較圖。每張圖所標記 之高度，表示其所選柱之位置於標記高度向上那根。

圖 5-24 為 Z=0 時腹板端(Y=120)之柱應力曲線圖，我們發現在此高度時模型 5M-O3 之柱應力絕對值在腹板端最外圍主柱位置(X=120、-120)時小於其他兩條應力曲線，而 到了 X=40、-40 位置時模型 5M-O3 之柱應力絕對值大於其他兩者。於範圍 X=120~40、

-120~-40 之間其腹板端正剪力延遲效應也有明確的顯現。而且模型 5M-O3 柱應力曲線 在 X=40~-40 範圍之間則呈現變化較大的走向。如圖 5-30 所示，X=40 及-40 處之主柱 往 X=0 處有剪力核心的桁架相連，使得此範圍之間能抵抗的拉力及壓力相對模型 5-M 於相同範圍大很多，因此模型 5M-O3 在此範圍之間柱應力絕對值較大。

37

如翼板端之情形，由於我們所選擇觀察之柱為相隔兩百公尺高一組，而這些位置 剛好是位於剛臂支架的水帄桁架施加位置之上，在許多水帄桁架內斜撐的影響之下，

導致圖 5-25 到圖 5-29 模型 5M-O3 之腹板端柱應力皆有跳動的走向出現。

圖 5-25、圖 5-26 及圖 5-27 為高度 200 公尺、400 及 600 公尺高處受水帄側力影響 下腹板端之柱應力，雖然模型 5M-O3 之應力曲線有跳動現象，但是大部分柱應力數值 都在模型 5-M 及模型 4-MO 的柱應力曲線附近上下跳動，但在 X=40~-40 之間，在剪 力核心的影響之下模型 5M-O3 的柱應力絕對值幾乎都大於其他兩模型之應力絕對值，

不過整體來說跳動的趨勢走向猶如一條直線。

圖 5-28 及圖 5-29 則為可以看出模型 5M-O3 柱應力圖跳動的走向相對其他兩條柱 應力曲線在範圍 Y=120~40、-120~-40 之間時，當高度越高柱應力上下跳幅度的也越大，

於 800 公尺高之處模型 5M-O3 的柱應力絕對值已略小於模型 5-M 甚至小於模型 4-MO。

而到了高度 1000 公尺處此範圍內之模型 5M-03 的柱應力絕對值已經大幅小於其他兩 條柱應力曲線，在腹板端最外側主柱則有應力絕對值突起之情形，表示在搭配剛臂支 架之下，兩端的主柱必頇要承受更多的應力。而圖 5-28 在範圍 Y=40~-40 之間如同前 幾張腹板端柱應力圖一樣，模型 5M-O3 其柱應力絕對值在剪力核心的影響之下還是略 大於其他兩曲線但已經差不多大小，反觀圖 5-29 在此範圍之內模型 5M-O3 的柱應力 絕對值不同於其他高度之表現，皆小於其他兩條應力曲線絕對值。

38

5.2.3 束型框筒結構搭配大型對角斜撐

5.2.3.1 翼板端

圖 5-31 到圖 5-36 為柱間距五公尺的束型框筒結構搭配大型對角斜撐(5M-B)受到 水帄側外力作用之下，與柱間距五公尺束型框筒(5-M)及柱間距四公尺束型框筒(4-M)，

其三者受拉力側翼板端(X=-120)每 200 公尺高之各柱應力比較圖。每張圖所標記之高 度，表示其所選柱之位置於標記之高度向上那根。

其各模型代碼註解如下：

(a) 5-M：束型框筒柱距五公尺。

(b) 4-MO：束型框筒柱距四公尺，但各內柱卻保持厚度 0.1 公尺。

(c) 5M-B：束型框筒柱距五公尺搭配大型對角斜撐，其斜撐斷面如圖 4-10。

模型 4-MO 的設定，是為了在不改變內柱斷面的情形之下，縮短束型框筒之柱間 距之後，利用增加各邊柱面積的作法使得側向勁度大幅提升，用來對照搭配大型對角 斜撐後的束型框筒結構，並期許能達到模型 4-MO 的目標。

圖 5-31 為 Z=0 時翼板端受拉側(X=-120)之柱應力圖，我們發現搭配大型對角斜撐 的模型 5M-B 其柱應力皆小於模型 5-M，而其翼板端主柱四點之柱應力與模型 4-MO 同位置相差不大，整體來看三條應力曲線皆是相當符合受水帄側力之下束型框筒的剪 力延遲效應樣貌。接著依各曲線之最大值和最小值差異來看剪力延遲效應的話，模型 5M-B 之差距為與其他兩者相差不大，表示在搭配大型對角斜撐的影響下於 Z=0 的高 度剪力延遲效應還是略為明顯。

39

每一組大型對角斜撐高度為 240 公尺高，相接於束型框筒結構之最外圍主柱上，

而圖 5-32 我們所選擇之柱位置為 Z=200 之處，與大型對角斜撐與主柱相接處(Z=240)

而圖 5-32 我們所選擇之柱位置為 Z=200 之處，與大型對角斜撐與主柱相接處(Z=240)