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風壓模型 風壓模型 風壓模型 風壓模型

第五章 高層建築設計風力之 高層建築設計風力之 高層建築設計風力之 高層建築設計風力之 風洞試驗 風洞試驗 風洞試驗 風洞試驗

第二節 風壓模型 風壓模型 風壓模型 風壓模型

風 壓 模 型縮 尺 之 大 小,根 據 使 用 之 風 洞 試 驗 段 幾 何 尺 寸、所 模 擬 逼 近 流 風 場 之 邊 界 層 厚 度、模 型 占 風 洞 試 驗 段 之阻 塞 比 以 及 實 驗 量 測 之 方便 性 , 選 取 約 1/300 之 縮尺 比 例 。

本 計劃 選 取 之 建 築 物 外 形 分 別 為 : 高 寬 比 : 3、6,共 2 組 ;

深 寬 比 : 1/3、 1/2、 1/1、 2/1、 3/1, 共 5 組 。

其 中 高 寬 比 之 計 算 是 以 模 型 高 度除 以 斷 面 積 開 根 號 之 值 作 為 代 表 , 而 深 寬 比 1/1 即 為 正 方形 斷 面 。 這 些 外 型 共可 組 合 出 5×2=10 種 建 築 物 幾 何 型 式 。

實際 之 模 型 製 作 如 圖 5-2 所示, 共 有 3 座 以 透明 壓 克 力 製 做 之矩 柱 模 型。其 中 模 型 2 在 垂 直於 模 型 表 面 的 兩 個 風向 角 下,可 代 表 兩組 深 寬 比 1/2 及 2/1。 同 理 ,模 型 三 可 代 表 兩 組 高寬 比 1/3 及 3/1。 另 外 再藉 由 調 整 模 型 進 入 風 洞 試 驗 段 之 高 度,來 代 表 不 同 之 高 寬 比。亦 即 當 執 行 高 寬 比 3 之 實 驗 時 ,模 型 進 入 風 洞 試 驗 段之 高 度 為 30cm; 高 寬 比 6 之 實 驗 , 模 型 進 入 風洞 試 驗 段 之 高 度為 60cm。

風 壓 試 驗 所 使 用 模 型 之製 作 要 求,重 點 在 於 能 於 其 表 面 開 設 許 多 風 壓 孔,並 可 保 持 氣 密 狀 態。同 時 仍 需 要 有 足 夠 之 勁 度 以 防 止 模 型 受 風作 用 造 成 太 大 之 振 動 , 影 響 壓 力 量 測 之 準 確 性 , 因 此 將 會 利 用 約 3mm~5mm 厚 之 壓 克 力 透 明 平 板 來 製 作 此 風 壓 模 型 。 縮 尺 模 型 用 於 量 測作 用 的 風 力,並 不 模 擬 材 料 與 結 構 反 應,因 此 壓 克 力 版 厚 度 在 於 使 建 築 模 型 成 為 一 個 剛 性 模 型,不致 產 生 振 動 效 應 即 可。模 型 製 作 方 式 為 在 其表 面 開 設 直 徑 1mm 風 壓 孔,並將 模 型 內部 淨 空 以 裝 設 風 壓 管。

最 後 將 模 型 架 設 至 風 洞 試 驗 段 , 並 將 風 壓 管 連 接 至 電 子 式 壓 力 掃 描 器 ,並 透 過 電 腦 對 表 面 風 壓 進 行 量 測 。

風 壓 孔

側 視 圖 上 視 圖

模型1

B/D=1

模型2

B/D=2 or 1/2

模型3

B/D=3 or 1/3

圖 圖

圖 5-2 風壓模型幾何尺寸 風壓模型幾何尺寸 風壓模型幾何尺寸 風壓模型幾何尺寸 、 、 、 、 風壓孔佈設位置 風壓孔佈設位置 風壓孔佈設位置 風壓孔佈設位置 及實驗配置 及實驗配置 及實驗配置 及實驗配置

(資 料 來 源資 料 來 源資 料 來 源資 料 來 源 :::: 本 研 究 整 理本 研 究 整 理本 研 究 整 理本 研 究 整 理 )

高 寬 比 6 之 風 壓 模 型 風 壓 孔分 布 , 於 模 型 高 度 上分 為 14 層 , 每 層 佈點 環 繞 模 型 一 圈 約 有 24~26 點 ; 高 寬 比 3 之風 壓 模 型 風 壓 孔 分 布,於 模 型 高 度 上 分 為 9 層,每 層 佈點 環 繞 模 型一 圈 亦 約有 24~26 點。

因 此 預 計 於每 一 高 寬 比 6 之風 壓 模 型 表 面 安 裝約 350 個 風 壓 孔,每一 高 寬 比 3 之 風 壓 模 型 表 面 安裝 約 230 個 風 壓 孔 ,以 有 效 掌 握 順 風 向、

橫 風 向 及 扭 轉 向 之整 體 風 力 擾 動 以 及 空 間 上 不 同 位 置 之 壓 力 相 關 性。由 於 風 壓 孔最 多 可 達 350 個 左 右,不 僅 實 驗數 據 龐 大,而 且 此類 模 型製 作 相 當 繁 雜,因 此 在 有 限 之 時 間 及 預 算 下,只 能 執 行 次 數 有 限 的 風 洞 實 驗 。

本 計劃 之 風 洞 試 驗,根 據 上 述 3 種 地 況 及 10 種 幾 何外 形 之 設 定,

每 一 種 幾 何 外 型 之 建 築 物 皆 需 量 測 在 3 種 地 況 下之 風 壓 特 性,因 此共 有 10 × 3 = 30 組風 洞 試 驗 。