關 於 紐 澳 地 區 之 風 力 規 範 以 「Australian / New Zealand Standard, Structural design actions Part 2 : Wind actions」 (AS/NZS 1170.2:2002)規範為主。
有關建築物或構件所受風載重 AS/NZS 1170.2 規範中首先界定其適 用範圍為:
1. 建築物高度小於 300 公尺 2. 屋頂跨徑小於 100 公尺
3. 不屬於離岸式結構、橋樑、輸配線塔等 2-4.1 風力作用之計算
規範建議對於建築物風力計算依下列程序進行:
1. 決定基地風速
2. 以基地風速決定設計風速 3. 決定設計風壓及分佈風力 4. 計算風力作用
2-4.1.1 基地風速
規範建議對於建築物8 各不同方位角之基地風速以下式計算:
) ( ,
, R d zcat S t
sit V M M M M
V β = (29)
其中 VR:3 秒陣風風速 Md:風向因子
Mz,cat:高度因子
Ms:遮蔽因子 Mt:地形因子
構型已定義清楚而基地地況未明的情形,建議以標準有效風速搭配
建築物風力規範之修訂研究(二) 第二章 風力規範之現況與比較
具方向性之風壓係數加以檢核。對於需要進一步詳細檢核週邊地形、建 物群對風場影響時,如臨近明顯地型變化或都市地區,建議以具方向性 的有效風速搭配標準風壓係數進行檢核。
2-4.1.2 設計風速
設計風速需取與正交於建築物45 度範圍內最大風速之線性內插值。
2-4.1.3 設計風壓與分佈風力 設計風壓以下式計算:
dyn fig des
air V C C
p=(0.5ρ )[ ,θ]2 (30)
其中 ρair:空氣密度,一般取用1.2kg/m3 Vdes,θ:建築物正交設計風速
Ctig:氣動力外型因子 Cdyn:動力反應因子
單位面積分佈之順風向風力與p 相同。
2-4.1.4 風力作用
規範建議風力作用的考慮至少應包括4 個以上正交風力,風力以下 式計算:
∑
= (pzAz)
F (31)
其中 pz:高度z 處之設計風壓 Az:高度z 處之受風面積
2-4.2 區域風速 VR
規範將紐澳地區分為颶風作用區與非颶風作用區兩類,各類在細分 為數種區域,各區域的3 秒陣風在不同迴歸年數的區域風速以表列方式 顯示,迴歸年數由 5 年至 2000 年,並提供各區域的經驗公式可供直接 計算。
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規範針對不同區域提出風向因子,以表列方式顯示,其值介於 0.8 至1.0 之間。
2-4.3 地況條件
計算基地風速的式(29)中與地況條件相關的因子包括地況因子、遮 蔽因子及地形因子等3 個。
1.地況因子(Terrain / Height multiplier, Mz,cat):規範將地況歸類為四種不同地 況,再配合高度變化,以表列方式列出Mz,cat值。
四種不同地況之粗糙長度(roughness length)定義如下表所示:
Terrain category Roughness length (m)
1 0.002 2 0.02 3 0.2 4 2.0
2.遮蔽因子(shielding multiplier, MS):MS依遮蔽參數s 以查表方式定之,如 下表所示,如上風區地形坡度大於0.2 或無遮蔽物則 MS取1.0。
Shielding parameter (s) Shelding multiplier (MS)
≦1.5 0.7 3.0 0.8 6.0 0.9
≧12.0 1.0 遮蔽參數s 以下式決定:
S S S
b h
s= l (32)
3 地形因子(Topographic multiplier, Mt):Mt依上風區地形起伏變化,規 範中定義公式計算之。
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2-4.4 氣動力外形因子
氣動力外形因子(Aerodynamic shape factor, Cfig)代表建物或結構構件表 面所承受之風壓力作用。規範中對於封閉式建築物、圓形建物、獨立牆、
招牌、結構構件及中空塔架等均有相關的 Cfig計算方法提出,計算中所 需之外壓係數或內壓係數則以圖解配合查表方式說明。
2-4.5 動力反應因子
動力反應因子(Dynamic response factor, Cdyn)主要依據結構物之第一模 態自然頻率而定,說明如下:
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