第五章 PU 三明治防火牆板組合結構整屋數值模型
6.3 風力對 PU 三明治防火牆板組合屋之影響
風力數值模擬中的風力荷載主要是利用風力規範運算低矮住宅及
廠房之風力相關運算，藉由內建於程式中，根據不同房屋尺寸及建築所 在地，可得不同之風壓係數(圖 6.4)詳細風力計算說明請參照附錄一，數 值分析採用相同的整體數值模型與單位強度之風力，來建立初步的資料 庫，從資料庫中可得到各彎鉤與螺絲在單位強度之風力作用下所受之力 量係數，乘上原在單位強度之風力作用下所受到之力量係數，即得最後 受力結果，其分析結果強度影響相對於結構強度影響較小，風力模擬也 是將各元件之最大受力作累加動作，建立一資料庫(圖 6.5)可以用以評估 結構元件受力強度的查詢，或者進行結構分析的改良建議，資料庫上呈 現數值跟地震力資料庫數值的運算方法相同。
圖 6.4、各面風壓強度運算結果
圖 6.5、結構受風影響之受力資料庫情形
風力運算方面目前主要用於運算5m以下低層封閉式結構物的運
算，未來可朝更高層建築以及開放式或者半開放式之建築格式發展。
目前在於分析資料庫資料量的建立還有很多可以補充的空間，例如
增加不同型式建築物的分析資料；多幾種加勁模式或甚至與他種結構型 式搭配之混合式建築。
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附錄一
註：(1) *：設計屋頂時，0.2 和-0.9 都要用。
雙斜式屋頂之外風壓係數，Cp
所屬屋頂面 代號 Cp
迎風面 W 參考表1.1 之迎風 面部份
背風面及中央部份 L 及 C 參考表1.1 之背風 面部份
註：h：平均屋頂高度。當θ<10°時，h =屋簷高。
θ：屋頂斜面與水平面所夾的角度。
風向
W C L
θ
h
鋸齒狀屋頂之外風壓係數，Cp
傾斜面 代號 Cp
第一個迎風面 D 使用表1.1 之迎風面部份 第一個背風面 E 使用表1.1 之背風面部份 第二個迎風面 D' 使用表1.1 之背風面部份
第二個背風面 E' -0.5
第三個迎風面 D" -0.5
第三個背風面 E" -0.4
第四個迎風面 D"' -0.4
第四個背風面 E"' -0.3
第五個迎風面 D"" -0.3 其餘 E"" -0.3 註：(1)若風向從 B 吹向 A，則迎風面取在 B 端。
(2) h：平均屋頂高度。當 θ<10°時，h =屋簷高。
內風壓係數
(GCpi)
開放式建築 0.00
風向 D E D' E' D" E" D'" E"' D"" E""
A B
θ
h
部份封閉式建築 +1.146 -1.146
封閉式建築 +0.375
-0.375 註：下面兩種情況皆須分別考慮
(1) 所有牆內面之(GCpi)為正值。
(2) 所有牆內面之(GCpi)為負值。
附錄 1.2 法規係數表
用途係數
一般建築物之基本設計風速係對應於 50 年回歸期，為提高 重要建築物之基本設計風速為 100 年回歸期，並降低重要性較 低建築物之基本設計風速為 25 年回歸期，訂定用途係數 I。
第一類建築物
風災發生後，必需維持機能以救濟大眾之重要建築物與相 關之附屬或獨立結構物，I = 1.1。
(1) 中央、直轄市及縣（市）政府、鄉鎮市（區）公所之辦公廳 舍。
(2) 消防、警務及電信單位執行公務之建築物。
(3) 國中、國小學校之校舍。
(4) 教學醫院、區域醫院、署市立醫院或政府指定醫院。
(5) 發電廠、自來水廠與供電、供水直接有關之廠房與建築物。
(6) 其他經中央主管機關認定之建築物。
第二類建築物
儲存多量具有毒性、爆炸性等危險物品之建築物與相關之 附屬或獨立結構物，I = 1.1。
第三類建築物
下列供公眾使用之建築物與相關之附屬或獨立結構物，I = 1.1。
(1) 教 育 文 化 類 ： 幼 稚 園 ； 各 級 學 校 之 校 舍(第 一 類 建 築 物 之 外)；集會堂、活動中心；圖書館、資料館；博物館、美術 館、展覽館；寺廟、教堂；補習班；體育館。
(2) 衛生及社會福利類：醫院、診所（第一類建築物之外）；安 養、療養、扶養、教養場所；殯儀館。
(3) 營業類：餐廳；百貨公司、商場、超級市場、零售市場；批 發量販營業場所；展售場、觀覽場。
(4) 娛樂類：電影院、演藝場所、歌廳；舞廳、舞場、夜總會；
錄影節目播映、視聽歌唱營業場所；保齡球館。
(5) 工作類：金融證券營業交易場所之營業廳。
(6) 遊覽交通類：車站、航運站。
(7) 其他經中央主管機關指定之建築物。
一棟建築物如係混合使用，上述供公眾使用場所累計樓地 板面積超過三千平方公尺或總樓地板面積百分之二十以上時，
用途係數才需用 1.1。如一棟建築物單種用途使用時，必需總樓 地板面積超過一千平方公尺，用途係數才需用 1.1。
第四類建築物
建築物破壞時，對人類之生命危害度小，如臨時性設施及 非居住性儲藏設施等，I = 0.9。
第五類建築物
其他一般建築物與相關之附屬或獨立結構物，I = 1.0。
附錄 1.3 地況相關參數
地況 α zg (m) b c l(m) ε zmin (m)
A 0.32 500 0.45 0.45 55 0.5 18 B 0.25 400 0.62 0.30 98 0.33 9 C 0.15 300 0.94 0.20 152 0.20 4.5
附錄 1.4
條件下，才可使用地況 A。
(2) 地況 B： 大城市市郊、小市鎮或有許多像民舍高度（10~20 公 尺 ） ， 或 較 民 舍 為 高 之 障 礙 物 分 布 其 間 之 地 區 者。建築物迎風向之前方至少 500 公尺或建築物高 度 10 倍的範圍（兩者取大值）係屬此種條件下，
方可使用地況 B。
(3) 地況 C： 平坦開闊之地面或草原或海岸或湖岸地區，其零星 座落之障礙物高度小於 10 公尺者。
若附近地況為介於地況 A 與地況 B 間或地況 B 與地況 C 間之過渡地況，原則上應採用會產生較大風力之地況，但也可 利用可信賴之合理分析法，決定此一過渡地況之風速垂直分布。
附錄 1.5 計算 Kzt所用之 K1值
計算 Kzt所用之 K2值
0.90 0.07 0.11 0.03
1.00 0.05 0.08 0.02
1.50 0.01 0.02 0.00
2.00 0.00 0.00 0.00
註：若 >0.5 Lh
H ，則計算 K3時採用 Lh=2H。
意見回覆
5. PU心材試驗是否有規範可循?
考慮風力載重時，整屋方面採用的是封閉式建物，雖有門，但假設門關 著，而在整屋模擬分析時，因門抗變形能力較差，保守的不考慮門所提 供的勁度，所以數值模型才會開了口。P89
10. 目前模擬結果研究中發現風力還是地震力對於整屋的影響比較大呢? 回覆:
地震力跟風力的影響都很大，但是目前以數值模擬的結果來看，風力的 影響較大，主要有兩個原因，（1）本研究中，因應不同地形、位置、建 物尺寸所造成風載重的不同，為能迅速計算最大應力，結構受風載後所 造成的元素最大應力，係採用保守概算，將各屋面單獨受單位強度風載 所造成的元素最大應力，以線性疊加的方式累計起來，事實上各面受風 所造成的應力，有可能是相抵消的，因此本法對風力分析而言，偏保守。
（2）本研究僅考慮組合屋多種固定邊界條件中的一種，且只考慮最大地
（2）本研究僅考慮組合屋多種固定邊界條件中的一種，且只考慮最大地