構造物耐風設計簡易分析法之研擬

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(1)構造物耐風設計簡易分析法之研擬. 內政部建築研究所委託研究報告中華民國九十八年十二月.

(2) 構造物耐風設計簡易分析法之研擬內政部建築研究所委託研究報告. ︵九十八年度︶.

(3) 構造物耐風設計簡易分析法之研擬. 受委託者：社團法人中華民國風工程學會研究主持人：陳瑞華協同主持人：鄭啟明研. 究. 員：高士哲. 研究助理：李承謙. 內政部建築研究所委託研究報告中華民國九十八年十二月.

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(5) 目次. 目次表次 ............................................................................................. V 圖次 ............................................................................................XI 摘要 ........................................................................................ XIII 第一章緒論................................................................................ 1 第一節計畫緣起與目的 .............................................. 1 第二節美日兩國耐風規範中之簡化耐風設計法回顧 .......................................................................... 1 第三節研究內容及章節架構 ...................................... 3 第二章耐風設計規範中現有橫風向風力與扭轉向風力條文之增修............................................................................ 5 第一節耐風設計規範 2.10 節橫風向風力 ................. 5 第二節耐風設計規範 2.11 節作用在建築物上之扭矩 .......................................................................... 7 第三節耐風設計規範之擬議條文 .............................. 7 第三章建築物各方向圖表化設計風力 ................................. 13 第一節耐風設計規範 2.6 節中風速壓地況係數 K (z) 之圖表化 ........................................................ 13 第二節耐風設計規範 2.7 節陣風反應因子之圖表化 ........................................................................ 14 第三節耐風設計規範 2.10 節橫風向風力之圖表化 ........................................................................ 19 第四節耐風設計規範 2.11 節作用在建築物上之扭矩之圖表化 ........................................................ 20 第五節建築物各方向圖表化設計風力之計算流程與正確性驗證 .................................................... 22 第六節耐風設計規範之相關條文增修建議 ............ 39 第四章建築物各方向之簡化設計風力 ................................. 97 第一節耐風設計規範 2.2 節設計風力計算式之公式 I.

(6) 構造物耐風設計簡易分析法之研擬. 第二節第三節第四節第五節第六節. 簡化 ................................................................ 97 耐風設計規範 2.7 節陣風反應因子之公式簡化 .................................................................. 100 耐風設計規範 2.10 節橫風向風力之公式簡化 ...................................................................... 103 耐風設計規範 2.11 節作用在建築物上之扭矩之公式簡化 .................................................. 104 建築物各方向之簡化設計風力的計算流程與正確性驗證 .................................................. 104 耐風設計規範之相關條文增加建議 .......... 120. 第五章低矮建築物各方向之簡化設計風力 ....................... 137 第一節低矮建築物順風向設計風力計算式之公式簡化 .................................................................. 137 第二節低矮建築物橫風向設計風力計算式之公式簡化 .................................................................. 140 第三節低矮建築物扭轉向設計風力計算式之公式簡化 .................................................................. 142 第四節低矮建築物各方向之簡化設計風力的計算流程與正確性驗證 .......................................... 144 第五節耐風設計規範之相關條文增加建議 .......... 155 第六章最高居室樓層側向加速度之簡化公式與免評估標準 .................................................................................... 169 第一節最高居室樓層側向加速度之簡化公式 ...... 169 第二節最高居室樓層側向加速度之免評估標準.. 171 第七章結論與建議 ............................................................... 175 第一節結論 .............................................................. 175 第二節建議事項 ...................................................... 183 附錄一第一次專家諮詢會議會議紀錄與意見回覆 ...... 247 附錄二第二次專家諮詢會議會議紀錄與意見回覆 ...... 249 附錄三期中簡報會議紀錄與意見回覆........................... 251 II.

(7) 目次. 附錄四期末簡報會議紀錄與意見回覆........................... 255 附錄五原耐風設計規範條文與建議修正條文對照表 .. 259 參考書目.................................................................................. 269. III.

(8) 構造物耐風設計簡易分析法之研擬. IV.

(9) 表次. 表次表 2- 1 渦散共振之風力係數 C r (耐風設計規範) .................. 12 表 2- 2 渦散共振之風力係數 C r (AIJ) .................................... 12 表 3- 1 不同地況，高度 z 處的風速壓地況係數 K (z) ............. 40 表 3- 2 普通建築物之陣風反應因子 G (地況 A) ................... 41 表 3- 3 普通建築物之陣風反應因子 G (地況 B) ................... 42 表 3- 4 普通建築物之陣風反應因子 G (地況 C) ................... 43 表 3- 5 不同地況，高度 h 所對應的紊流強度 I z 值 ................. 44 表 3- 6 背景反應因子 Q (地況 A) ........................................... 45 表 3- 7 背景反應因子 Q (地況 B)............................................ 46 表 3- 8 背景反應因子 Q (地況 C) ........................................... 47 表 3- 9 f n 所對應的共振反應尖峰因子 g R ................................ 48 表 3- 10 不同地況，高度 h 所對應的紊流積分尺度 Lz 值 ...... 48 表 3- 11 高度 z  max( 0.6h, z min ) 處每小時帄均風速 V z (地況 A). 49 表 3- 12 高度 z  max( 0.6h, z min ) 處每小時帄均風速 V z (地況 B). 50 表 3- 13 高度 z  max( 0.6h, z min ) 處每小時帄均風速 V z (地況 C) 51 表 3- 14 無因次頻率 N1 所對應的 Rn 值 ..................................... 52 表 3- 15 所對應的 Rh 、 RB 和 RL 值 ........................................... 52 表 3- 16 共振反應因子 R (   0.005 ) ........................................ 53 表 3- 17 共振反應因子 R (   0.01 ) .......................................... 54 表 3- 18 共振反應因子 R (   0.015 ) ........................................ 55 表 3- 19 共振反應因子 R (   0.02 ) .......................................... 56 表 3- 20 高度 h 處之風速 Vh (地況 A) ...................................... 57 表 3- 21 高度 h 處之風速 Vh (地況 B) ...................................... 58 表 3- 22 高度 h 處之風速 Vh (地況 C) ...................................... 59 V.

(10) 構造物耐風設計簡易分析法之研擬. 表 3- 23 f a 所對應的橫風向尖峰因子 g L 值 .............................. 60 表 3- 24 C L'. 1. 表 3- 25 C L'. 1. 表 3- 26 C L'. 1. 表 3- 27 C L'. 1. 1.  1.  1.  1. . RLR. (   0.005 ) .................................................. 61. RLR. (   0.01 ) .................................................... 62. RLR. (   0.015 ) .................................................. 63. RLR. (   0.02 ).................................................... 64. 表 3- 28 f t 所對應的扭轉向尖峰因子 g T 值............................... 65 表 3- 29 CT'. 1. 表 3- 30 CT'. 1. 表 3- 31 CT'. 1. 表 3- 32 CT'. 1. 1.  1.  1.  1. . RTR. (   0.005 ) .................................................. 66. RTR. (   0.01 ) .................................................... 67. RTR. (   0.015 ) .................................................. 68. RTR. (   0.02 ) .................................................... 69. 表 3- 33 虛擬的 15M 高度建築物的幾何尺寸和結構特性 .. 70 表 3- 34 虛擬的 50M 高度建築物的幾何尺寸和結構特性 .. 70 表 3- 35 虛擬的 100M 高度建築物的幾何尺寸和結構特性 70 表 3- 36 簡化後的實際高層建築物 34FL 到 1FL 各層之順風向風力 (圖表化方法)................................................. 71 表 3- 37 簡化後的實際 34FL 到 1FL 各層之橫風向風力 (圖表化方法) .................................................................... 72 表 3- 38 簡化後的實際高層建築物 34FL 到 1FL 各層之扭轉向風力 (圖表化方法)................................................. 73 表 3- 39 虛擬的 15M 高度建築物之基底剪力、基底彎矩和扭矩 (圖表化方法)......................................................... 74 表 3- 40 虛擬的 50M 高度建築物之基底剪力、基底彎矩和扭 VI.

(11) 表次. 矩 (圖表化方法)......................................................... 75 表 3- 41 虛擬的 100M 高度建築物之基底剪力、基底彎矩和扭矩 (圖表化方法)..................................................... 75 表 3- 43 簡化後的實際高層建築物 34FL 到 1FL 各層之橫風向風力 (耐風設計規範)............................................. 77 表 3- 44 簡化後的實際高層建築物 34FL 到 1FL 各層之扭轉向風力 (耐風設計規範)............................................. 78 表 3- 45 虛擬的 15M 高度建築物之基底剪力、基底彎矩和扭矩 (耐風設計規範)..................................................... 79 表 3- 46 虛擬的 50M 高度建築物之基底剪力、基底彎矩和扭矩 (耐風設計規範)..................................................... 80 表 3- 47 虛擬的 100M 高度建築物之基底剪力、基底彎矩和扭矩 (耐風設計規範)................................................. 80 表 3- 48 “建築物各方向圖表化設計風力”與耐風設計規範之設計風力比較表(1)－簡化後的實際高層建築物 81 表 3- 49“建築物各方向圖表化設計風力”與耐風設計規範之設計風力比較表(2)－簡化後的實際高層建築物 .... 82 表 3- 50“建築物各方向圖表化設計風力”與耐風設計規範之設計風力比較表－虛擬的 15M 高度建築物 ........... 83 表 3- 51“建築物各方向圖表化設計風力”與耐風設計規範之設計風力比較表－虛擬的 50M 高度建築物 ........... 84 表 3- 52“建築物各方向圖表化設計風力”與耐風設計規範之設計風力比較表－虛擬的 100M 高度建築物 ......... 84 表 4-1 虛擬的 15M 高度建築物的幾何尺寸和結構特性 ... 121 表 4-2 虛擬的 30M 高度建築物的幾何尺寸和結構特性 ... 121 表 4-3 虛擬的 50M 高度建築物的幾何尺寸和結構特性 ... 122 表 4-4 虛擬的 100M 高度建築物的幾何尺寸和結構特性 . 122 表 4-5-1 “建築物各方向之簡化設計風力”與耐風設計規範 VII.

(12) 構造物耐風設計簡易分析法之研擬. 之設計風力比較表－簡化後的實際高層建築物 ... 123 表 4-5-2 “建築物各方向之簡化設計風力”與耐風設計規範之設計風力比較表(2)－簡化後的實際高層建築物 .................................................................................... 124 表 4-6-1“建築物各方向之簡化設計風力”與耐風設計規範之設計風力比較表－地況 A、 V10 (C)  47.5m/s 下虛擬的 15M 高度建築物....................................................... 125 表 4-6-2“建築物各方向之簡化設計風力”與耐風設計規範之設計風力比較表－地況 A、 V10 (C)  22.5m/s 下虛擬的 15M 高度建築物....................................................... 126 表 4-7-1“建築物各方向之簡化設計風力”與耐風設計規範之設計風力比較表－地況 A、 V10 (C)  47.5m/s 下虛擬的 30M 高度建築物....................................................... 127 表 4-7-2“建築物各方向之簡化設計風力”與耐風設計規範之設計風力比較表－地況 A、 V10 (C)  22.5m/s 下虛擬的 30M 高度建築物....................................................... 128 表 4-8-1“建築物各方向之簡化設計風力”與耐風設計規範之設計風力比較表－地況 A、 V10 (C)  47.5m/s 下虛擬的 50M 高度建築物....................................................... 129 表 4-8-2“建築物各方向之簡化設計風力”與耐風設計規範之設計風力比較表－地況 A、 V10 (C)  22.5m/s 下虛擬的 50M 高度建築物....................................................... 130 表 4-9-1“建築物各方向之簡化設計風力”與耐風設計規範之設計風力比較表－地況 A、 V10 (C)  47.5m/s 下虛擬的 100M 高度建築物..................................................... 131 表 4-9-2“建築物各方向之簡化設計風力”與耐風設計規範之設計風力比較表－地況 A、 V10 (C)  22.5m/s 下虛擬的 100M 高度建築物..................................................... 132 表 5-1 不同地況、 h  20m 下的  值 ....................................... 156 表 5-2 虛擬的 20M 高度建築物的幾何尺寸和結構特性 .... 157 VIII.

(13) 表次. 表 5-3-1 “低矮建築物各方向之簡化設計風力”與耐風設計規範之設計風力比較表－簡化後的低矮建築物 ... 158 表 5-3-2 “低矮建築物各方向之簡化設計風力”與耐風設計規範之設計風力比較表(2)－簡化後的低矮建築物 .................................................................................... 158 表 5-4-1 “建築物各方向之簡化設計風力”與耐風設計規範之設計風力比較表－地況 C、V10 C   47.5 m s 下虛擬的 20M 高度建築物....................................................... 159 表 5-4-2 “建築物各方向之簡化設計風力”與耐風設計規範之設計風力比較表－地況 C、 V10 C   22.5 m s 下虛擬的 20M 高度建築物....................................................... 160 表 6-1 質量密度為 190kg m3 、   0.01 下，虛擬的 30M 高度建築物最高居室樓層角隅之振動尖峰加速度 ........... 173 表 6-2 質量密度為 190kg m3 、   0.01 下，虛擬的 50M 高度建築物最高居室樓層角隅之振動尖峰加速度 ........... 173. IX.

(14) 構造物耐風設計簡易分析法之研擬. X.

(15) 圖次. 圖次圖 3- 1 影響 G 值計算的參數圖 ................................................ 85 圖 3- 2 影響 G f 值計算的參數圖 ............................................... 86 圖 3- 3 影響 G f 值計算的參數圖(續) ........................................ 87 圖 3- 4 Rn 隨無因次頻率 N1 的變化圖 ........................................ 88 圖 3- 5 Rh 、 RB 和 RL 隨 的變化圖 ............................................. 88 圖 3- 6 影響 WLz 值計算的參數圖 .............................................. 89 圖 3- 7 影響 M Tz 值計算的參數圖 ............................................. 90 圖 3-8 不同無因次風速下，CL'. 1. 1. . RLR. 隨 L B 之變化 (   0.01 ). ........................................................................................ 91 圖 3-9 不同無因次風速下，CL'. 1. 1. . RLR. 隨 L B 之變化 (   0.02 ). ........................................................................................ 91 圖 3-10 圖表化設計風力示範例之計算流程圖..................... 92 圖 3-11 高層建築物屋頂帄面示意圖 ..................................... 93 圖 3-12 高層建築物東向與西向立面示意圖 ......................... 93 圖 3-13 高層建築物南向與北向立面示意圖 ......................... 94 圖 3-14 耐風設計規範與圖表化計算順風向設計風力之比較 ........................................................................................ 95 圖 3-15 耐風設計規範與圖表化計算橫風向設計風力之比較 ........................................................................................ 95 圖 3-16 耐風設計規範與圖表化計算扭轉向設計風力之比較 ........................................................................................ 96 圖 4-1. RB 隨  B 的變化圖 ......................................................... 133. 圖 4-2. RL' 隨  L 的變化圖 ......................................................... 133. 圖 4-3. RB 與其回歸公式式. 4-24 之比較圖 ........................... 134 XI.

(16) 構造物耐風設計簡易分析法之研擬. 圖 4-4. RL' 與其回歸公式式. 4-25 之比較圖 ........................... 134. 圖 4-5 各方向簡化設計風力示範例之計算流程圖............ 135 圖 5-1.  與式. 5-6 之比較圖（地況 A） ............................... 161. 圖 5-2.  與式. 5-7 之比較圖（地況 B） ............................... 161. 圖 5-3.  與式. 5-8 之比較圖（地況 C） ............................... 162. 圖 5-4. A、 V10 C   47.5 m s 、 h  20m 時， K LD 隨 L B 的變化圖 ..................................................................... 162. 圖 5-5. B、V10 C   47.5 m s 、h  20m 時，K LD 隨 L B 的變化圖.......................................................................... 163. 圖 5-6. C、 V10 C   47.5 m s 、 h  20m 時， K LD 隨 L B 的變化圖 ..................................................................... 163. 圖 5-7. A、 V10 C   47.5 m s 、 h  20m 時， KTD 隨 L B 的變化圖 ..................................................................... 164. 圖 5-8. B、V10 C   47.5 m s 、h  20m 時，KTD 隨 L B 的變化圖.......................................................................... 164. 圖 5-9. C、 V10 C   47.5 m s 、 h  20m 時， KTD 隨 L B 的變化圖 ..................................................................... 165.   0.01 、地況.   0.01、地況.   0.01 、地況.   0.01 、地況.   0.01、地況.   0.01 、地況. 圖 5-10 低矮建築物設計風力示範例之計算流程圖........... 166 圖 5-11 低矮建築物屋頂帄面示意圖. 單位（ m ） ............ 167. 圖 5-12 低矮建築物東向與西向立面示意圖. XII. 單位（ m ） 167.

(17) 摘要. 摘要. 關鍵詞：耐風設計規範；設計風力；簡易分析一研究緣起「建築技術規則」建築構造編風力條文暨「建築物耐風設計規範」已於 95 年 9 月頒佈，並自 96 年 1 月 1 日起施行。本次規範之修訂幅度甚大，雖曾舉辦多場耐風設計規範講習會，並於 97 年完成建築構造物耐風設計之示範案例(李玉生，陳瑞華，2007)，但業界仍反映新規範之計算流程繁複，容易發生錯誤。且低矮建築所受風力不大，通常不會控制結構設計，似乎不必作複雜之風力計算。為使設計者能減少錯誤判斷與應用，實有必要針對台灣建築條件與環境，研擬簡化分析法，供業界於規劃設計時參考。. 二研究方法及過程本研究首先回顧 ASCE 7 與 AIJ 之簡易耐風設計法。針對國內「建築物耐風設計規範」之第二章“建築物設計風力之計算”，根據台灣建築條件與環境，研擬順風向、橫風向與扭轉向風力簡化計算法之程序，提供簡化設計相關之圖、表與簡化公式供使用者參考。再針對「建築物耐風設計規範」之第四章“建築物層間變位角與最高居室樓層側向加速度之控制”，研擬舒適度免評估標準，包括相關之圖、表與簡化公式。最後評估各簡化分析法之實用性與準確性，研擬建築物耐風設計規範中簡化設計法之具體條文。. 三重要發現本研究案的具體成果如下： (1) 耐風設計規範中現有橫風向風力與扭轉向風力條文之增修根據日本(AIJ 2004)，針對耐風設計規範 2.10 節橫風向風力，建議將式（2.21）原適用範圍的 3  h. BL  6 、 ( f a BL ) Vh  0.4 修正為 h. BL  6 、. XIII.

(18) 構造物耐風設計簡易分析法之研擬. Vh ( f a BL )  10 ；同時將原 1 . 4. L   B 4. 4. 2. L L 1.1   1.7   21 B B. . 0.12 修正為 L   B. 2. L L    2.3  0.12 B B ；將原式 (C2.16) 1   4 3 2 L L L L L 2.4   9.2   18   9.5   0.15   B B B B B Wrz  U r2. Z z C r A 修正為 Wrz  0.8U r2 C r A ，同時修正相對應的 C r 表；建議於 h h. 解說中增加圓柱斷面建築物橫風向風力之計算式。建議將 g L  2 ln(600 f a )  1.2 修正為 g L  2 ln(3600 f a )  1.2 。根據日本(AIJ 2004)，針對耐風設計規範 2.11 節作用在建築物上之扭矩，建議將式（2.22）原適用範圍的 3  h h. BL  6 、 ( f t BL ) Vh  0.4 修正為. BL  6 、修正為 Vh ( f t BL )  10 。. 建議將 g T  2 ln(600 f t )  1.2 修正為 gT  2 ln(3600 ft )  1.2 。. (2) 圖表化耐風設計基於不變更耐風設計規範中，主要風力抵抗系統的設計風力之適用範圍和計算程序，以及幾乎不影響計算結果精度的原則下。以第七章第一節壹的成果為基礎，針對耐風設計規範第二章“建築物設計風力之計算”的 2.6 節中風速壓地況係數 K (z ) 、2.7 節陣風反應因子、2.10 節橫風向風力及 2.11 節作用在建築物上之扭矩等 4 節內的公式，盡量以圖表化代替之。圖表化設計風力相對誤差約在  1% 內。. (3) 低於 100 公尺建築物之簡化耐風設計針對高度小於 100 公尺的近似規則矩形斷面建築物，提供主要風力抵抗系統之簡化設計風力。以上述成果(1)為基礎，針對耐風設計規範第二章 2.2 節設計風力計算式、2.7 節陣風反應因子、2.10 節橫風向風力及 2.11 節作用在建築物上之扭矩，其中部份公式，以圖、表或回歸分析得到的簡化公式代替之，部分參. XIV.

(19) 摘要. 數以保守值代替之。簡化之順風向風力相對誤差範圍約  0.3% ~ 38%，簡化之橫風向風力相對誤差範圍約  0.74% ~ 1.04% ，簡化之扭轉向風力相對誤差範圍約  0.25% ~ 2.27% 。. (4) 低矮建築物簡化耐風設計. BL  2 和 1 3  L B  3 之近似規則矩形柱體的建築物，提. 針對 h  20m、 h. 供主要風力抵抗系統之簡化設計風力。本文以上述成果(1)和成果(3)為基礎，針對耐風設計規範第二章 2.2 節設計風力計算式、2.10 節橫風向風力及 2.11 節作用在建築物上之扭矩等三節內之公式，以更簡化的公式代替之；部分參數以保守值取代。低矮建築物順風向設計風力相對誤差範圍約 12% ~ 49% ，低矮建築物橫風向設計風力相對誤差範圍約 0.65% ~ 200% ，低矮建築物扭轉向設計風力相對誤差範圍約 19.94% ~ 111% 。. (5) 最高居室樓層側向加速度之免評估標準當建築物高度小於 50 公尺且 h 度小於 50 公尺且 h. BL  2 ，位於地況 A 或地況 B；或建築物高. BL  1，位於地況 C，其頂樓振動加速度應無超過舒適度容. 許值之慮，可免除最高居室樓層角隅之側向振動尖峰加速度值之檢核。針對非居室用途之建築物，亦可免除最高居室樓層角隅之側向振動尖峰加速度值之檢核。. 四主要建議事項立即可行之建議主辦機關：內政部營建署協辦機關：行政院其他相關部會根據本文研究成果，提出下列耐風設計規範之相關條文增修建議，包括：壹、耐風設計規範第二章中 2.1 適用範圍、2.6 風速壓、2.7 陣風反應因子、2.10 橫風向之風力、2.11 作用在建築物上之扭矩、2.13 低矮建築物設計風力計算式；貳、耐風設計規範第四章中 4.2 建築物容許層間變位角、4.3 建築物最高居室樓層容許側向加速度值。. XV.

(20) 構造物耐風設計簡易分析法之研擬. 中、長期性建議－建立以最小生命週期總成本為基礎之設計風速值主辦機關：內政部建築研究所協辦機關：考慮建築物生命週期總成本之最小化，來估計設計風速值。其中，總成本包含建築物建造的初始成本、使用期間內定期維護成本，以及由於颱風所造成的總破壞成本(包含建築物損壞、維修、服務性功能損失、人員受傷和死亡等)。(多年期計畫). 中、長期性建議－研擬功能性結構耐風設計主辦機關：內政部建築研究所協辦機關：以結構性能為基礎，研擬功能性結構耐風設計，以確保建築物在不同等級的風力作用下，其所對應得之結構性能符合預期的需求。. XVI.

(21) 摘要. ABSTRACT Keywords：Wind Resistant Design Code；Deign Wind Forces；Simplified Design Procedures. Major countries have updated their wind-resistant design codes regularly based on the new development. The draft for current Taiwan wind-resistant design code was proposed in 2003 by a special committee composing of scholars, structural engineers and architects. The modified draft was then published and became effective from 2007.. The new code, reflecting the newest development, is totally different from its preceding edition. Although several demonstration seminars were held and a design examples report was published, the engineers still feel that the design procedures are too complicated and time-consuming. To reduce the possibility of misuse and speed-up the design process, it is necessary to develop simplified procedures for wind-resistant design.. This study first reviews the simplified design procedures in ASCE7-05 and AI J2004 and explores their limitations and step-by-step procedures. The simplified along-wind, across-wind as well as torsional design loads will be established based on the current code; the loads are computed according to provided simplified formula, tables and figures. Similarly, the simplified evaluation procedure for examining the comfortability of top story occupants will be developed based on the current code; the along-wind, across-wind as well as torsional accelerations are computed according to provided simplified formula, tables and figures. The accuracy and applicability of the proposed simplified design procedures will be studied in details. At last, the associated code provisions, including texts, formula, tables and figures, will be prepared.. The following modifications to the current code are proposed based on this study 1. Modification for the across-wind design load and torsional design load are recommended. 2. Some formulas in current code are tabulated for engineering design. XVII.

(22) 構造物耐風設計簡易分析法之研擬. 3. Simplified along-wind, across-wind as well as torsional design loads are established for rectanglar buildings whose heights are below 100 meters. 4. Simplified along-wind, across-wind as well as torsional design loads are established for low-rise rectanglar buildings. 5. The type of buildings not requring exemption criteria for discomfort evaluation are determined.. XVIII.

(23) 第一章緒論. 第一章緒論第一節計畫緣起與目的壹、計畫緣起建築結構之耐風研究在近幾十年來有長足之進步，世界各主要國家均定期將其中較成熟之研究成果與共識納入耐風規範中。國內內政部建築技術審議委員會在民國 92 年成立「建築物耐風設計規範草案」與「建築技術規則相關條文修正草案」審查專案小組，經過專家學者、結構技師與建築師之反覆討論修改，完成草案內容。. 「建築技術規則」建築構造編風力條文暨「建築物耐風設計規範」（以下，簡稱耐風設計規範）已於 95 年 9 月頒佈，並自 96 年 1 月 1 日起施行。本次規範之修訂幅度甚大，雖曾舉辦多場耐風設計規範講習會，並於 97 年完成建築構造物耐風設計之示範案例(李玉生，陳瑞華，2007)，但業界仍反映新規範之計算流程繁複，容易發生錯誤。且低矮建築所受風力不大，通常不會控制結構設計，似乎不必作複雜之風力計算。為使設計者能減少錯誤判斷與應用，實有必要針對台灣建築條件與環境，研擬簡化分析法，供業界於規劃設計時參考。. 貳、計畫目的本研究首先回顧美國與日本之簡易耐風設計法。針對國內耐風設計規範之內容，根據台灣建築條件與環境，研擬順風向、橫風向與扭轉向風力簡化計算法之程序，包括相關之圖、表與簡化公式；並研擬舒適度簡化評估法之程序，包括相關之圖、表與簡化公式。再評估上述各簡化設計法之實用性與準確性。最後研擬耐風設計規範中簡化設計法之相關條文。. 第二節美日兩國耐風規範中之簡化耐風設計法回顧國內耐風設計規範之制定，是以美日兩國耐風規範為藍本，為達成本計畫之目的，本文先分別簡要回顧美國耐風規範[ASCE7-05](以下簡稱 ASCE 7)和日本耐風規範[AIJ 2004](以下簡稱 AIJ)中的簡化設耐風計法如下。. 1.

(24) 構造物耐風設計簡易分析之研擬. 壹、美國 ASCE 7 ASCE 7 中，下面四部分與簡化設耐風計有關： (1) ASCE 7 考慮 4 種載重組合以設計主結構，其中橫風向風力與扭轉向風力分別以順風向風力之某一倍數來估計，而順風向風力必頇依詳細計算求得。此外，對 9m 以下之單層建築、二層以下之輕鋼架建築或二層以下之柔性橫隔板 (flexible diaphragm)建築，可忽略扭轉向風力，而只需考慮載重組合 1 和載重組合 3。前一年之計劃 (鄭啟明，陳瑞華，2008)曾建議若建築物的 h 或 h  50m 且 h. BL  2. BL  3 ，可考慮以此法作簡化設計；其中 h 是建築物帄均屋. 頂高度， B 是垂直於風向之建築物水帄尺寸， L 是帄行於風向之建築物水帄尺寸。 (2) ASCE 7 另根據低矮建築風洞詴驗結果，對 h  18m 且 h  min( B, L) 之建築，將外風壓係數與陣風反應因子結合列表；其中 min 代表取較小值。使用此法時需檢核 16 種簡易載重組合。但對 9m 以下之單層建築、二層以下之輕鋼架建築或二層以下之柔性橫隔板(flexible diaphragm)建築，可忽略扭轉風力，只需考慮 8 種簡易載重組合。 (3) ASCE 7 針對 h  18m 、 h  min( B, L) 、具單一耐風系統、封閉式、規則、剛性且橫風向風力與扭轉效應不顯著之建築，進一步簡化上述(2)之方法，將淨風壓值(已合成迎風面與背風面風壓)列表，供主結構設計之用。同時規定所用風壓必頇大於一最小風壓值。 (4) ASCE 7 對 h  18m 、封閉式、規則且橫風向風力效應不顯著之建築，將淨局部風壓值(已合成內風壓與外風壓)列表，供局部構件設計之用。同時規定所用風壓必頇大於一最小風壓值。. 貳、日本 AIJ AIJ，下面三部分與簡化設耐風計有關： (1) AIJ 2004 認為針對 h. BL  3 之建築物，由於橫風向反應之共振項(resonance. component)很小，橫風向風力可用順風向風力的 0.35 L B (>0.2)倍估計，此值 2.

(25) 第一章緒論. 已內含載重組合係數。. (2) AIJ 2004 針對 h  15m 、 B  30m 且 h B  2 之規則建築物，提出一更簡化之主結構耐風設計公式。. (3) AIJ 2004 針對 h  15m 、 B  30m 且 h B  2 之規則建築物，提出一簡化之局部構件耐風設計公式。. 第三節研究內容及章節架構壹、研究內容 1.2 節已回顧 ASCE7 與 AIJ 之簡易耐風設計法。本研究將針對「耐風設計規範」之第二章“建築物設計風力之計算”，研擬順風向、橫風向與扭轉向風力簡化計算法之程序，提供簡化設計相關之圖、表與簡化公式供使用者參考。再針對「耐風設計規範」之第四章“建築物層間變位角與最高居室樓層側向加速度之控制”，研擬舒適度簡化評估法之程序，包括相關之圖、表與簡化公式。最後評估各簡化分析法之實用性與準確性，研擬耐風設計規範中簡化設計法之具體條文。. 貳、章節架構根據研究內容，本文擬訂下列各章，而各章內容逐次說明如下：第二章耐風設計規範中現有橫風向風力與扭轉向風力條文之增修：根據日本 AIJ，針對耐風設計規範 2.10 節和 2.11 節進行適當的增修，作為後續各章計算之基礎。第三章建築物各方向之圖表化設計風力：基於不變更耐風設計規範中，主要風力抵抗系統的設計風力之適用範圍和計算程序，以及幾乎不影響計算結果精度的原則下，將耐風設計規範中第二章“建築物設計風力之計算” 之公式，儘量以圖表代替之。且針對各種不同可能高度、矩形斷面建築物，進行設計風力之計算與驗證，來評估圖表化設計風力之誤差。第四章建築物各方向之簡化設計風力：針對高度小於 100 公尺的近似矩形斷面建築物，提供主要風力抵抗系統之簡化設計風力。以本文第二章的建議為基礎，針對耐風設計規範第二章“建築物設計風力之計算”的 2.2 節 3.

(26) 構造物耐風設計簡易分析之研擬. 設計風力計算式、2.7 節陣風反應因子、2.10 節橫風向風力及 2.11 節作用在建築物上之扭矩，其中部份公式，以圖、表或回歸分析得到的簡化公式代替之；部分參數以保守值代替之。且針對不同可能高度、矩形斷面建築物，進行設計風力之計算與驗證，來評估簡化設計風力之誤差。第五章低矮建築物各方向之簡化設計風力：針對 h  20m 、 h. BL  2 和. 1 3  L B  3 之近似規則矩形柱體的建築物，提供主要風力抵抗系統具有保守的設計風力之簡化風力公式。本文以第二章和第四章的建議公式為基礎，針對耐風設計規範第二章“建築物設計風力之計算”的 2.2 節設計風力計算式、2.10 節橫風向風力及 2.11 節作用在建築物上之扭矩等三節內之公式，以簡化的公式代替之；部分參數，以保守值代取代。且針對滿足 h  20m 、 h. BL  2 和 1 3  L B  3 之矩形斷面建築物，進行. 設計風力之計算與驗證，來評估低矮建築物各方向之簡化設計風力之誤差。第六章最高居室樓層側向加速度之簡化公式與免評估標準：以美日兩國的最大加速度反應公式為根本，列出當建築物各向的振動由基本振態主控，且滿足基本振態為線性、單位高度質量為常數和共振反應因子遠大於背景反應因子時，各向振動引致建築物最高居室樓層的尖峰加速度之簡化公式。對於高度較低之建築物，因其風力所造成側向加速度振動之不舒適度，根據前述的加速度公式，分析不同細長比和斷面寬度比之高度較低建築物，來評估不頇檢覈最高居室樓層側向加速度之建築物條件。第七章結論：根據上述各簡化設計法之實用性與準確性及專家座談之意見，綜合評估決定較可行之簡化設計法，並研擬耐風設計規範中簡化設計法之具體條文。. 4.

(27) 第二章耐風設計規範中現有橫風向風力與扭轉向風力條文. 第二章耐風設計規範中現有橫風向風力與扭轉向風力條文之增修在研擬後續各章簡化設計法時，基本上是根據耐風設計規範中之 2.2 節至 2.9 節設計風力相關規定與計算式來決定順風向風力，而根據耐風設計規範 2.10 節決定橫風向風力，根據耐風設計規範 2.11 節決定作用在建築物上之扭矩。本章針對耐風設計規範 2.10 節和 2.11 節進行適當的增修，來作後續各章計算之基礎。增修之理由與結果，敘述如下。. 第一節耐風設計規範 2.10 節橫風向風力壹、式(2.21)適用範圍之修正根據耐風設計規範 2.10 節，可知當建築物近似規則矩形柱體，且滿足. 3 h. BL  6 ， 0.2  L B  5 ， ( f a BL ) Vh  0.4 時，得依造式(2.21)計算紊流與. 尾跡流所造成的橫風向風力，其中 f a 為建築物橫風向基本自然頻率，Vh 為高度 h 之風速。本研究建議根據 AIJ ，將上述適用範圍中的 3  h. h. BL  6 修正為. BL  6；( f a BL ) Vh  0.4 修正為 Vh ( f a BL )  10。0.2  L B  5 保持不變。. 貳、橫風向尖峰反應因子計算式之修正根據耐風設計規範 2.10 節，可知橫風向尖峰因子 g L  2 ln(600 f a )  1.2 ，所考慮強風作用延時為十分鐘(亦即 600 秒)。但為了考慮能與順風向作用延時(亦即六十分鐘或 3600 秒)具有一致性，本研究建議將 g L  2 ln(600 f a )  1.2 修正為. g L  2 ln(3600 f a )  1.2 。. 5.

(28) 構造物耐風設計簡易分析之研擬. 參、β1 計算式之修正. 根據耐風設計規範 2.10 節，可知 1 . 究建議根據. AIJ. 將 1 . 4. L   B. 4. 4. 2. L L 1.1   1.7   21 B B L   B 4. . 0.12 。本研 L   B. 4. 2. L L 1.1   1.7   21 B B. . 0.12 L   B. 修正為. 2. L L    2.3  0.12 B B 。 1   4 3 2 L L L L L 2.4   9.2   18   9.5   0.15   B B B B B. 肆、 2.10 節解說之修正與增列根據耐風設計規範式(C2.16)，圓形斷面建築物因渦散共振引起的橫風向風力為 Wrz  U r2. Z C r A 。其中， Wrz 為高度 Z (m)之橫風向風力(N)； U r  5 f a Dm 為渦 h. 散共振風速； Dm 為 2 3 h 高度處之圓柱直徑； A 為高度 z 處之投影面積； C r 為渦散共振之風力係數，如表 2- 1 所示。表 2- 1 中，  為基本振態之阻尼比；.  f  M (hDm DB ) 為建築物密度 kg / m 3  ； M 為建築物質量 (kg) ； DB 為建築物基底直徑 (m) 。本研究建議根據 AIJ ，將 Wrz  U r2 Wrz  0.8U r2 C r. Z Cr A 修正為 h. z A ，其中，  為空氣密度(  1.22 kg m 3 )；同時將表 2- 1 修正 h. 為表 2- 2 的內容。. 另外，本研究建議根據 AIJ 的解說，針對圓柱斷面建築物，增列因紊流與尾跡流所造成的橫風向風力之計算方法如下：若 Vh L  6(m 2 / s) ，則圓柱斷面建築物的橫風向風力，可用耐風設計規範式(2.21)計算，其中 C L'  0.06 ； S  1 ； k1  0.9 ； n1  0.15 ； 1  0.2 。. 6.

(29) 第二章耐風設計規範中現有橫風向風力與扭轉向風力條文. 第二節耐風設計規範 2.11 節作用在建築物上之扭矩壹、式(2.22)適用範圍之修正根據耐風設計規範 2.11 節，可知當建築物近似規則矩形柱體，且滿足 3 h. BL  6 ， 0.2  L B  5 ， ( f t BL ) Vh  0.4 時，得依造式(2.22)計算紊流與. 尾跡流所造成的動態扭矩，其中 f t 為建築物扭轉向基本自然頻率。本研究建議根據日本 AIJ ，將上述適用範圍中的 3  h. BL  6 修正為 h. BL  6 ；. ( f t BL ) Vh  0.4 修正為 Vh ( f t BL )  10 。 0.2  L B  5 保持不變。. 貳、扭轉向尖峰因子計算式之修正根據耐風設計規範 2.11 節，可知扭轉向尖峰因子 g T  2 ln(600 f t )  1.2 ，所考慮強風作用延時為十分鐘(亦即 600 秒)。但為了考慮能與順風向作用延時(亦即六十分鐘或 3600 秒)具有一致性，本研究建議將 g T  2 ln(600 f t )  1.2 修正為. gT  2 ln(3600 ft )  1.2 。. 第三節耐風設計規範之擬議條文本小節統合本文第二章第一節和第二章第二節之建議，針對耐風設計規範 2.10 節和 2.11 節進行條文增修建議，修改和增列之文句皆以以底線來標示，以利與原條文區分。. 壹、耐風設計規範 2.10 節. 2.10 橫風向之風力建築物或地上獨立結構物應以合理的方法考慮橫風向風力。當建築物近似規則矩形柱體，且滿足 h/ BL  6 ， 0.2  L / B  5 ， Vh ( f a BL )  10 時，得依照式(2.21)計算紊流與尾跡流所造成的橫風向風力，其中 f a 為建築物橫風向基本自然頻率。當矩形斷面建築物符合下列條件：h/ BL  4 且. Vh  8.3 f a BL 時，應進一步檢核避免在設計風速內發生渦散頻率與建築物. 7.

(30) 構造物耐風設計簡易分析之研擬. 自然頻率接近而產生之共振及空氣動力不穩定現象，必要時應進行風洞詴驗。矩形斷面建築物 z 處高度橫風向風力 W:Lz ，計算如下： WLz  3q(h)C L' Az. z 1 g L 1  RLR (2.21) h . 式中，. Az 為高度 z 處迎風面面積；. g L  2 ln 3600 f a   1.2 C L'  0.0082( L / B) 3  0.071( L / B) 2  0.22( L / B) ；. RLR 為橫風向共振因子，可採用表 2.18 或依下式計算之：. RLR . S L (n  ) 4. 其中，SL (n*)為橫風向風力頻譜值，. S. S L (n  )  . 4k j (1  0.6 j )  j. . j 1. n . n1 . n2 .  n   n  j  . 2. 2. 2   n  2   n  2 1      4 j   n    n j    j  . fa B Vh. 0.12 2  L  1  0.38    B   . 0.89. 0.56 L   B. 0.85. 4. 2. L L    2.3  0.12 B B 1   4 3 2 L L L L L 2.4   9.2   18   9.5   0.15   B B B B B L  2  0.28  B 8. 0.34.

(31) 第二章耐風設計規範中現有橫風向風力與扭轉向風力條文. k1  0.85 ； k 2  0.02 L L  3 時，S=1；  3 時，S=2 B B. [解說] 建築物受風吹襲時，背風面會產生交替的渦散(vortex shedding)現象，致使建築物的橫向受不帄衡風壓作用，產生橫向振動。渦散頻率 n，通常由下式計算： S. nB V. (C2.15). 其中，V 為風速，B 為與風向垂直的建築物寬度，S 為 Strouhal 數。當建築物橫向之自然振動頻率 fa 接近渦散頻率 n 時，便會發生結構共振。共振的振幅大時，會進一步產生鎖定(lock-in)現象，此時即使風速略增，但渦散頻率 n 仍會盯住 fa，致使建築物產生極大的簡諧振動，因此應設法避免。在不會產生共振及鎖定的情況下，建築物之橫向振動係屬隨機振動。此時應計算橫風向之風力，並與順風向風力合併作用。我國橫風向風力參考日本建築學會之設計風力相關建議條文 (AIJ–2004)。橫風向風力之相關規定如下： (1) 建築物或地上獨立結構物為矩形柱體： (a) 矩形斷面建築物符合下列條件： h/ BL  4 且 Vh  8.3 f a BL （史特赫數 0.1，安全係數 1.2）時，應進一步檢核避免在設計風速內發生渦散頻率與建築物自然頻率接近而產生之共振及空氣動力不穩定現象，必要時應進行風洞詴驗。 (b) 矩形斷面建築物滿足細長比小於 6( h/ BL  6 )，斷面深寬比介於 0.2 至 5 之間( 0.2  L / B  5 )， Vh ( f a BL )  10 時，其橫風向風力依規範 2.10 節計算之。此部分橫風向風力之主要依據為風洞模型實驗數據。 (2) 建築物為圓柱體： (a) 圓柱斷面建築物滿足 h/D≧7 與 Vh＞4.2 faD （史特赫數 S=0.2，安全係數 1.2）時，應依據式(C2.16)考慮建築物因渦散共振引起的橫風向風力。 Wrz  0.8U r2 C r. Z A (C2.16) h 9.

(32) 構造物耐風設計簡易分析之研擬. Wrz ：為高度 z (m)之橫風向風力(N)；.  ：為空氣密度(  1.22 kg m 3 )； U r  5 f a Dm 為渦散共振風速； Dm ：為 2 3 h 高度處之圓柱直徑；. C r ：為渦散共振之風力係數，如下表； A ：為高度 z 處之投影面積。. U r Dm (m 2 s).  f   0.5. U r Dm  3. 1.3. (亞臨界流 R  2  105 ). . . 0.15 . 1 .7.  f. . 3≦ U r Dm  6. 線性內插. (臨界流 2  10 5 ≦ R  4  105 ) 6≦ U r Dm. 0.53. (超臨界流 4  10 5 ≦ R ) 表中，. . .  f   0.5. 0.02 .  f. 線性內插. 0.57. .  ：為基本振態之阻尼比.  f  M (hDm DB ) 為建築物密度 kg / m 3  ； M ：為建築物質量 (kg). DB ：為建築物基底直徑(m) (b) 當 Vh L  6(m 2 / s)，則圓柱斷面建築物的橫風向風力，可用式(2.21)計算，其中 C L'  0.06 ； S  1 ； k1  0.9 ； n1  0.15 ； 1  0.2 。. 貳、耐風設計規範 2.11 節. 2.11 作用在建築物上之扭矩建築物或地上獨立結構物應以合理的方法考慮風力造成的扭矩。當建築物近似規則矩形柱體，且滿足 h/ BL  6 ， 0.2  L / B  5 ，. Vh ( f t BL )  10 時，得依照式(2.22)計算紊流與尾跡流所造成的動態扭. 10.

(33) 第二章耐風設計規範中現有橫風向風力與扭轉向風力條文. 矩，其中 f t 為建築物扭轉向基本自然頻率，並與順風向風力、橫風向風力同時作用在建築物上，必要時應進行風洞詴驗。矩形斷面建築物 z 處高度扭轉向風力 M :Tz ，計算如下： z 1 M Tz  1.8q(h)CT' Az B g T 1  RTR (2.21) h . 式中，. g T  2 ln 3600 f t   1.2 2  L  C  0.0066  0.015    B    ' L. 0.78. ；. (以下與耐風設計規範條文相同). [解說] 一個具有對稱斷面，無偏心距的建築物，也會由於非對稱風壓而引起扭轉振動。我國風力規範之扭矩相關規定係參考日本建築學會之設計風力相關建議條文 (AIJ–2004) 而訂定。一個矩形柱體且無偏心的建築物，滿足細長比小於 6 （ h/ BL  6 ），斷面深寬比介於 0.2 至 5 之間（ 0.2  L / B  5 ），Vh ( f t BL )  10 時，其扭矩可依規範 2.11 節計算之。此部分扭矩之主要依據為風洞模型實驗數據。. 11.

(34) 構造物耐風設計簡易分析之研擬. 表 2- 1 渦散共振之風力係數 C r (耐風設計規範). （資料來源：經本研究分析計算後彙整所得）表 2- 2 渦散共振之風力係數 C r (AIJ). （資料來源：經本研究分析計算後彙整所得）. 12.

(35) 第三章建築物各方向圖表化設計風力. 第三章建築物各方向圖表化設計風力基於不變更耐風設計規範中，主要風力抵抗系統的設計風力之適用範圍和計算程序，以及幾乎不影響計算結果精度的原則下。以本文第二章的建議為基礎，針對耐風設計規範第二章“建築物設計風力之計算”的 2.6 節中風速壓地況係數 K (z ) 、2.7 節陣風反應因子、2.10 節橫風向風力及 2.11 節作用在建築物上之扭矩. 等 4 節內的公式，盡量以圖表化代替之。下面，於第一節到第四節先分別進行耐風設計規範 2.6 節、2.7 節、2.10 節和 2.11 節之圖表化，並列出對應的圖表結果。接下來，第五節針對不同高度、不同細長比和斷面深寬比的矩形斷面建築物，分別利用耐風設計規範及本研究提出的圖表，計算不同高度的設計風力、基底剪力和基底彎矩，來評估本研究提出之“建築物各方向之圖表化設計風力”的準確性。最後，第六節提出耐風設計規範相關條文之增修建議。. 第一節耐風設計規範 2.6 節中風速壓地況係數 K (z ) 之圖表化根據耐風設計規範式(2.7)可知道風速壓地況係數 K (z )，為離地面 z 公尺之風速壓與標準風速壓（地況 C，離地面 10 公尺處）之比值，依下式計算： 2.  z K ( z )  2.774 z  g.   ; z  5m  .  5  2.774 z  g.   ; z  5m  . 2. 其中地況係數  值及梯度高度 z g 皆為地況相關參數。因此， K (z ) 為地況相關參數和 z 之函數。以下，本文考慮合適的參數範圍，根據耐風設計規範式(2.7)，計算風速壓地況係數 K (z ) 並將計算值列表。. 根據耐風設計規範 2.3 節，地況分成地況 A、地況 B 和地況 C 三類；合適的 z 範圍為 z  5 ~ 200m 。不同地況，高度 z 處的風速壓地況係數 K (z ) 列如表 3- 1. 所示。表 3- 1 中，以保持各間距內有相似線性內插的精度為原則，來選取參數 z 的間距。. 13.

(36) 構造物耐風設計簡易分析之研擬. 第二節耐風設計規範 2.7 節陣風反應因子之圖表化壹、普通建築物之陣風反應因子 G 之圖表化根據耐風設計規範 2.7 節可知道普通建築物之陣風反應因子 G 計算如下：.  1  1.7 gQ I z Q   G  1.927 1  1 . 7 g I V z   其中 g Q 為背景反應尖峰因子， I z 為紊流強度， Q 為背景反應因子， g V 為風速尖峰因子。根據耐風設計規範式(2.9)~式(2.12)，可建立影響 G 值計算的參數圖如圖 3- 1 所示。而根據圖 3- 1， I z 為地況相關參數和建築物帄均屋頂高度或獨立結構物之高度 h 之函數； Q 為垂直於風向之建築物水帄尺寸 B 、 h 和地況相關參數之函數。因此， G 為地況相關參數、 B 和 h 之函數。以下，本文考慮合適的參數範圍，根據耐風設計規範式(2.9)~式(2.12)，計算普通建築物之陣風反應因子 G 並將計算值列表。. 根據耐風設計規範 2.3 節，地況分成地況 A、地況 B 和地況 C 三類；本文假設 h  50m ；而合適的 h B 範圍為 h B  0.2 ~ 6 。不同地況、 h 和 h B 下的普通建築物之陣風反應因子 G 值，列於表 3- 2、表 3- 3 和表 3- 4 所示。表 3- 2、表 3- 3 和表 3- 4 中，以保持各間距內有相似線性內插的精度為原則，來選取參數 h 和 h B 的間距。. 另外，根據耐風設計規範 2.7 節，普通建築物之陣風反應因子 G ，可採 1.77 或依耐風設計規範式(2.19)計算，但根據表 3- 2、表 3- 3 和表 3- 4 的數值， G 有時會大於 1.77 ，故 1.77 並非保守值。因此建議可將 1.77 修正為表 3- 2、表 3- 3 和表 3- 4 中的最大值 1.88 。. 14.

(37) 第三章建築物各方向圖表化設計風力. 貳、柔性建築物之陣風反應因子 G f 之圖表化根據耐風設計規範式(2.13)，柔性建築物之陣風反應因子 G f 計算如下：  1  1.7 I g 2 Q 2  g 2 R 2 z Q R G f  1.927  1  1.7 gV I z .    . 其中 g Q 為背景反應尖峰因子， I z 為紊流強度， Q 為背景反應因子， g V 為風速尖峰因子， g R 為共振反應尖峰因子， R 為共振反應因子。根據耐風設計規範式(2.13)~式(2.19)，可建立影響 G f 值計算的參數圖如圖 3- 2 和圖 3- 3 所示。而根據圖 3- 2， I z 為地況相關參數和建築物帄均屋頂高度或獨立結構物之高度 h 之函數；Q 為垂直於風向之建築物水帄尺寸 B 、建築物帄均屋頂高度或獨立結構物之高度 h 和地況相關參數之函數；g R 為建築物順風向基本自然頻率 f n 之函數；R 為 Rn、Rh、RB、RL 和結構阻尼比  之函數。根據圖 3- 3，Rn 為無因次頻率 N1 . f n Lz Vz. 之函數； Rh 、 RB 和 RL 都為參數 之函數。其中，紊流積分尺度 Lz 為 h 和地況相關參數之函數；高度 z 處每小時帄均風速 Vz 為 h 、地況相關參數和基本設計風速. V10 (C ) 之函數。. 以下，本文考慮合適的參數範圍，根據耐風設計規範式(2.10)計算紊流強度 I z 並將計算值列表；根據耐風設計規範式(2.11)計算背景反應因子 Q 並將計算值列表；根據耐風設計規範式(2.14)計算 g R 並將計算值列表；根據耐風設計規範式 (2.12) 計算 Lz 並將計算值列表；根據耐風設計規範式 (2.19) 計算高度. z  max( 0.6h, z min ) 處每小時帄均風速 Vz 並將計算值列表；根據耐風設計規範式 (2.16)計算 Rn 並將計算值列表；根據耐風設計規範式(2.18)計算 Rh 、 RB 和 RL 並將計算值列表；根據耐風設計規範式(2.15)計算共振反應因子 R 並將計算值列表：. I z 的圖表化根據耐風設計規範 2.3 節，地況分成地況 A、地況 B 和地況 C 三類；本文設 h  30 ~ 200m 。不同地況，高度 h 所對應的紊流強度 I z 值，列於表 3- 5 所示。. 表 3- 5 中，以保持各間距內有相似線性內插的精度為原則，來選取參數 h 的間距。 15.

(38) 構造物耐風設計簡易分析之研擬. Q 的圖表化. 根據耐風設計規範 2.3 節，地況分成地況 A、地況 B 和地況 C 三類；本文設 h  30 ~ 200m ；而合適的 h B 範圍為 h B  1 ~ 9 。不同地況， h 和 h B 下的背景. 反應因子 Q 值，列於表 3- 6、表 3- 7 和表 3- 8 所示。表 3- 6、表 3- 7 和表 3- 8 中，以保持各間距內有相似線性內插的精度為原則，來選取參數 h 和 h B 的間距。. g R 的圖表化根據耐風設計規範 1.3 節柔性建築物的定義，細長建築物之基本自然頻. f n  1Hz ；根據 ASCE 7 所建議基本振動週期為樓層數的 0.1 倍之原則，來概估. 高度 200m 約 60 樓層數的 f n  0.15Hz ，故設定 f n  0.15Hz 。因此，本文取 f n 範圍為 f n  0.15 ~ 1Hz 。 f n 所對應的共振反應尖峰因子 g R 值列於表 3- 9 所示。表 3- 9 中，以保持各間距內有相似線性內插的精度為原則，來選取參數 f n 的間距。. Lz 的圖表化根據耐風設計規範 2.3 節，地況分成地況 A、地況 B 和地況 C 三類；本文設 h  30 ~ 200m 。不同地況，高度 h 所對應的紊流積分尺度 Lz 值，列於表 3- 10 所. 示。表 3- 10 中，以保持各間距內有相似線性內插的精度為原則，來選取參數 h 的間距。. V z 的圖表化根據耐風設計規範 2.3 節，地況分成地況 A、地況 B 和地況 C 三類；本文設 h  30 ~ 200m ；根據耐風設計規範 2.4 節，可知各地的基本設計風速 V10 (C ) 。不. 同地況， h 和 V10 (C ) 下的高度 z  max( 0.6h, z min ) 處每小時帄均風速 Vz 值，列於表 3- 11、表 3- 12 和表 3- 13 所示。表 3- 11、表 3- 12 和表 3- 13 中，以保持各間距內有相似線性內插的精度為原則，來選取參數 h 的間距。. Rn 的圖表化. 16.

(39) 第三章建築物各方向圖表化設計風力. 根據 g R 的圖表化，合適的 f n 範圍為 f n  0.15 ~ 1Hz ；根據表 3- 10，合適的 Lz 範圍為 Lz  73.7902 ~ 249.8503m ；根據表 3- 11、表 3- 12 和表 3- 13，可知合適的 V z 範圍為 Vz  12.2203 ~ 88.6989m / s 。將 f n 、 Lz 和 V z 參數範圍代入耐風設計規範式(2.17)，可得 N1 . f n Lz  0.12 ~ 20 。本文取較大的範圍為 N1  0.1 ~ 20 。 Vz. 無因次頻率 N 1 所對應的 Rn 值列於表 3- 14 所示，而 Rn 隨無因次頻率 N 1 的變化圖如圖 3- 4 所示。表 3- 14 中，以保持各間距內有相似線性內插的精度為原則，來選取參數 N1 的間距。. Rh 、 RB 和 RL 的圖表化. 根據 g R 的圖表化，合適的 f n 範圍為 f n  0.15 ~ 1Hz ；根據表 3- 11、表 3- 12 和表 3- 13，合適的 V z 範圍為 Vz  12.2203 ~ 88.6989m / s ；本文設 h  30 ~ 200m ；合適的 h B 範圍為 h B  1 ~ 9 ；合適的 h L 範圍為 h L  1 ~ 9 。將上述 f n 、 V z 、. h 、 B 和 L 參數範圍代入耐風設計規範 2.7 節   4.6 f n h / Vz 、   4.6 f n B / Vz 和.   15.4 f n L / Vz 中，計算 Rh 、 RB 和 RL 中所需 的範圍為  0.23 ~ 75 ，如圖 3- 5 所示。因此，本文取較大的範圍為   0 ~ 75 。  所對應的 Rh 、 RB 和 RL 值於表 3- 15 所示。表 3- 15 中，以保持各間距內有相似線性內插的精度為原則，來選取參數 的間距。. R 的圖表化. 根據 ASCE 7 解說建議，在服務性層級上，混凝土構造建築物和鋼構造建築物的的結構阻尼比分別為   2% 和   1% ；根據[Tamura,2000]建議，在服務性層級上，混凝土構造建築物和鋼構造建築物的的結構阻尼比分別為   0.8% 和.   0.7% ，而在安全性層級上，混凝土構造建築物和鋼構造建築物的的結構阻尼比分別為   1.2% 和   1% ，因此本文採用   0.5%,1%,1.5%,2% ；根據本文圖 3- 4， Rn 範圍為 Rn  0 ~ 0.25 ；根據本文圖 3- 5， Rh 、 RB 和 RL 範圍為 Rh , RB , RL  0 ~ 1 ，因此推估 RL 範圍為 RL  0 ~ 1 ， Rn Rh RB 範圍為 Rn Rh RB  0 ~ 0.25。不同  ，RL 和 Rn Rh RB 下的共振反應因子 R 值，列於表 3- 16、 17.

(40) 構造物耐風設計簡易分析之研擬. 表 3- 17、表 3- 18 和表 3- 19 所示。. 為了使用者以後在計算柔性建築物之陣風反應因子 G f 時，能節省計算時間、減少計算錯誤但維持計算精度的情況下，本文建議在已知建築物的尺寸 h 和 B 、順風向基本自然頻率 f n 和結構阻尼比  ，以及所在位置的地況分類和基本. 設計風速 V10 (C ) ，統合上述圖表結果，使用下述步驟來計算 G f ：. 步驟 1：根據表 3- 5 決定不同地況， h 所對應的紊流強度 I z ；根據表 3- 6、表 37 和表 3- 8 決定不同地況， h 和 B 下的背景反應因子 Q ；根據表 3- 9 決定 f n 所對應的共振尖峰反應因子 g R ；根據表 3- 11、表 3- 12 和表 3- 13 決定不同地況， h 和 V10 (C ) 下的和 Vz ；根據表 3- 10 決定不同地況， h 所對應的紊流積分尺度 Lz 。步驟 2：根據耐風設計規範式(2.17)來計算 N1 . f n Lz ，再根據表 3- 14 決定 N 1 所 Vz. 對應的 Rn 值。步驟 3：根據耐風設計規範 2.7 節來計算決定 Rh 、 RB 和 RL 時所需  4.6 f n h / Vz 、.   4.6 f n B / Vz 和  15.4 f n L / Vz，再根據表 3- 15 決定 所對應的 Rh、RB 和 RL 值。步驟 4：根據 Rn 、 Rh 和 RB 決定 Rn Rh RB 值，再根據表 3- 16、表 3- 17、表 3- 18 和表 3- 19 決定不同  ， Rn Rh RB 和 RL 下的 R 值。.  1  1.7 I g 2 Q 2  g 2 R 2 z Q R 步驟 5：根據耐風設計規範式(2.13)來計算 G f  1.927  1  1.7 gV I z . 18.  。  .

(41) 第三章建築物各方向圖表化設計風力. 第三節耐風設計規範 2.10 節橫風向風力之圖表化壹、高度 h 處之風速 Vh 根據本文第二章第三節之壹的建議，橫風向風力計算式的適用範圍頇滿足(1) 建築物為近似規則矩形柱體； (2) h. BL  6 ； (3) 0.2  L B  5 ； (4). Vh ( f a BL )  10 。其中， Vh 為高度 h 處之風速，根據耐風設計規範 2.6 節之解說，依下式計算：. Vh  1.666V10 (C )(h z g ) 其中 V10 (C ) 基本設計風速， z g 為梯度高度， 為地況係數。因此，Vh 為 h 、V10 (C ) 和地況相關參數之函數。以下，本文考慮合適的參數範圍，根據上式，計算 Vh 並將計算值列表。. 根據耐風設計規範 2.3 節，地況分成地況 A、地況 B 和地況 C 三類；本文設 h  200m ；根據耐風設計規範 2.4 節，可知各地的基本設計風速 V10 (C ) 。不同地. 況， h 和 V10 (C ) 下的 Vh 值，列於表 3- 20、表 3- 21 和表 3- 22 所示。表 3- 20、表 3- 21 和表 3- 22 中，以保持各間距內有相似線性內插的精度為原則，來選取參數 h 的間距。. 貳、耐風設計規範式(2.21) 根據耐風設計規範式(2.21)，矩形斷面建築物 z 處高度橫風向風力 W:Lz ，計算如下： WLz  3q(h)C L' Az. z 1 g L 1  RLR h . 其中， q(h) 為 z  h 公尺高之風速壓； Az 為高度 z 處迎風面面積； h 為建築物之帄均屋頂高度或獨立結構物之高度；g L 為橫風向尖峰因子； 為結構阻尼比；RLR 橫風向共振因子。根據耐風設計規範 2.10 節，可建立影響橫風向風力 W:Lz 值計算的參數圖如圖 3- 6 所示。而根據圖 3- 6，C L' 為帄行於風向之建築物水帄尺寸 L 和垂直於風向之建築物水帄尺寸 B 的比值 L B 之函數； g L 為建築物橫風向基本自然頻率 f a 之函數； RLR 可視為橫風向無因次頻率 n * 和斷面深寬比 L B 之函數。由. 19.

(42) 構造物耐風設計簡易分析之研擬. 耐風設計規範式(2.21)和上述中影響 C L' 與 RLR 的參數可知，當  為已知時，則可將 C L' 和 1 . 1. . RLR 可整合在一起。以下，本文考慮合適的參數範圍，根據耐風. 設計規範 2.10 節計算 g L 和 C L' 1 . 1. . RLR 並將計算值列表。. g L 的圖表化根據本文第二章第三節之壹的建議，本文使用 g L  2 ln 3600 f a   1.2 。考慮 f a 範圍為 f a  0.15 ~ 5Hz 。 f a 所對應的橫風向尖峰因子 g L 值列於表 3- 23 所示。表 3- 23 中，以保持各間距內有相似線性內插的精度為原則，來選取參數 f a 的間距。. C L' 1 . 1. . RLR 的圖表化. 根據本文第三章第二節 R 圖表化所採用的  值，這裡採用相同的.   0.5%,1%,1.5%,2% ；根據本文第二章第三節之壹中對橫風向風力計算式適用範圍的建議，本文採用 1 n*  Vh 下的 C L' 1 . 1. .  f a B  10， L. B  0.2 ~ 5 。不同  ，1 n * 和 L B. RLR 值，列於表 3- 24、表 3- 25、表 3- 26 和表 3- 27 所示。表 3- 24、. 表 3- 25、表 3- 26 和表 3- 27 中，以保持各間距內有相似線性內插的精度為原則，來選取參數 1 n * 和 L B 的間距。. 第四節耐風設計規範 2.11 節作用在建築物上之扭矩之圖表化根據耐風設計規範式(2.22)，矩形斷面建築物 z 處高度扭轉向風力 M :Tz ，計算如下： z 1 M Tz  1.8q(h)CT' Az B g T 1  RTR h . 其中 q(h) 為 z  h 公尺高之風速壓； Az 為高度 z 處迎風面面積； B 為垂直於風向之建築物水帄尺寸； h 為建築物之帄均屋頂高度或獨立結構物之高度； g T 為扭 20.

(43) 第三章建築物各方向圖表化設計風力. 轉向尖峰因子；  為結構阻尼比； RTR 扭轉向共振因子。根據耐風設計規範 2.11 節，可建立影響扭轉向風力 M :Tz 值計算的參數圖如圖 3- 7 所示。根據圖 3- 7，CT' 為帄行於風向之建築物水帄尺寸 L 和垂直於風向之建築物水帄尺寸 B 的比值. L B 之函數； g T 為建築物扭轉向基本自然頻率 f t 之函數； RTR 可視為無因次風速 U * 和斷面深寬比 L B 之函數。由耐風設計規範式(2.22)和上述中影響 CT' 與 RTR 的. 參數可知，當  為已知時，則可將 CT' 和 1 . 1. . RTR 可整合在一起。以下，本文. 考慮合適的參數範圍，根據耐風設計規範 2.10 節計算 g T 和 CT' 1 . 1. . RTR 並將計. 算值列表。. g T 的圖表化根據本文第二章第三節之貳的建議，本文使用 g T  2 ln 3600 f t   1.2 。考慮 f t 範圍為 f t  0.15 ~ 5Hz 。 f t 所對應的扭轉向尖峰因子 g T 值列於表 3- 28 所示，表 3- 28 中，以保持各間距內有相似線性內插的精度為原則，來選取參數 f t 的間距。. CT' 1 . 1. . RTR 的圖表化. 根據本文第三章第二節 R 圖表化所採用的  值，這裡採用相同的.   0.5%,1%,1.5%,2% ；根據本文二章第三節之貳中的扭轉向風力計算式適用範圍的建議，本文採用 U *  Vh ( f t BL )  10 ， L B  0.2 ~ 5 。不同  ，U * 和 L B 下的 CT' 1 . 1. . RTR 值，列於表 3- 29、表 3- 30、表 3- 31 和表 3- 32 所示。表 3- 29、. 表 3- 30、表 3- 31 和表 3- 32 中，以保持各間距內有相似線性內插的精度為原則，來選取參數 U * 和 L B 的間距。. 21.

(44) 構造物耐風設計簡易分析之研擬. 第五節建築物各方向圖表化設計風力之計算流程與正確性驗證本文第三章第一節至第三章第四節中，耐風設計規範各公式與對應應圖表之正確性經檢覈無誤。為了能評估本研究提出“建築物各方向之圖表化設計風力” 的準確性，以便研擬耐風設計規範中建築物各方向之圖表化設計風力的具體條文。先針對一棟簡化後的實際高層建築物，利用本文第三章“建築物各方向之圖表化設計風力”和耐風設計規範第二章“建築物設計風力之計算”，分別計算主要風力抵抗系統不同高度的設計風力、基底剪力和基底彎矩，以了解兩個計算方式所得到結果的差異性。且完整列出高層建築物的計算過程，並詳細比較各層順風向設計風力、橫風向設計風力、扭轉向設計風力，以及順風向基底剪力、順風向基底彎矩、橫風向基底剪力、橫風向基底彎矩和扭轉向扭矩。接下來，針對不同細長比 h. BL 和斷面深寬比 L B 且高度分別為 15m、50m 及 100m 的虛擬矩形. 斷面建築物，利用前述兩個計算方式來求得設計風力，但僅列出順風向基底剪力、順風向基底彎矩、橫風向基底剪力、橫風向基底彎矩和扭轉向扭矩之結果，並評估誤差。進行結構耐風設計時，需考慮不同風向作用下，計算其主要風力抵抗系統所對應的設計風力，再選擇最保守的結果當作建築物耐風設計的設計值。這裡假設風向與本節所採用之建築物水帄尺寸 B 互相垂直，來計算主要風力抵抗系統之設計風力。. 壹、各案例與基本參數之描述 ■簡化後的實際高層建築物圖表化設計風力示範例之計算流程圖如圖 3-10 所示。計算高層建築物之設計風力時所需的基本參數如下；而建築物屋頂帄面示意圖與建築物東西南北四方向立面示意圖分別如圖 3-、圖 3-12 和圖 3-13 所示，而建築物的迎風面牆面積和背風面牆面積相同且對稱，以及兩側風面牆面積相同且對稱。建築物之帄均屋頂高度或獨立結構物高度 h ：根據圖 3-12， h  118.4m 。各樓層所對應之形心高度：如表 3- 36 所示。垂直於風向之建築物水帄尺寸 B ：根據圖 3-，本文假設 B  36m 。帄行於風向之建築物水帄尺寸 L ：根據圖 3-，本文假設 L  38m 。 22.

(45) 第三章建築物各方向圖表化設計風力. 順風向基本自然頻率 f n ：根據圖 3-， f n  0.333Hz 。橫風向基本自然頻率 f a ：根據圖 3-， f a  0.321Hz 。扭轉向基本自然頻率 f t ： ft  0.477Hz 。結構阻尼比  ：   0.01 。地況 B 的相關參數：根據耐風設計規範查表 2.2，在地況 B 的條件下.   0.25 ； z g  400m ； b  0.62 ； c  0.3 ；   98m ；   0.33 ； z min  9m 。基本設計風速 V10 (C )：根據耐風設計規範 2.4 節，台北市基本設計風速 V10 (C ) 為 42.5m/s 。用途係數 I ：根據耐風設計規範 2.5 節，第三類建築物的用途係數 I  1.1 。判斷是否屬於開放式建築物、部分封閉式建築物或封閉式建築物：根據耐風設計規範 1.3 節，可知頇依據各牆面開口面積來判斷開放式建築物、部分封閉式建築物或封閉式建築物，工程師應根據實際之狀況來判斷各牆開口面積。[內政部營建署，2007]所發行的耐風設計規範示範例研擬與解說中，有判斷建築物型式之案例說明，可供參考，這裡不再贅述，因此，本文假設本案例建築物屬於封閉式建築物。. ■虛擬的 15m 高度建築物針對高度 h  15m 建築物，選取細長比 h. BL 為 0.4 、0.6 、0.8、 2 、 4 和 6 ，. 斷面深寬比 L B 為 1 4 、 1 2 、 1 、 2 和 4 。參數組合下的建築物幾何尺寸和結構特性如表 3- 33 所示。而參數  、地況相關參數、 V10 (C ) 、 I 和封閉式皆與簡化後的實際高層建築物相同。. ■虛擬的 50m 高度建築物針對高度 h  50m 建築物，選取細長比 h. BL 為 2、4 和 6 ，斷面深寬比 L B. 為 1 4 、1 2 、1 、 2 和 4 。參數組合下的建築物幾何尺寸和結構特性如表 3- 34 所示。而參數  、地況相關參數、 V10 (C ) 、 I 和封閉式皆與簡化後的實際高層建築物相同。. 23.

(46) 構造物耐風設計簡易分析之研擬. ■虛擬的 100m 高度建築物針對高度 h  100m 建築物，選取細長比 h. BL 為 2、4 和 6，斷面深寬比 L B. 為 1 4 、1 2 、1 、 2 和 4 。參數組合下的建築物幾何尺寸和結構特性如表 3- 35 所示。而參數  、地況相關參數、 V10 (C ) 、 I 和封閉式皆與簡化後的實際高層建築物相同。. 貳、建築物各方向圖表化設計風力之計算流程與結果 ■簡化後的實際高層建築物步驟 1：計算高層建築物所受的順風向風力步驟 1.1：計算風速壓根據表 3- 1 計算風速壓地況係數 K (z ) ：根據表 3- 36，可知本案建築物各樓層所對應的形心高度；根據表 3- 1，使用線性內插，計算地況 B，各層形心高度的風速壓地況係數，如表 3- 36 所示。根據耐風設計規範式(2.8)計算 K zt ：因工址附近無造成風速局部加速效應之特殊地形， K zt  1 。根據耐風設計規範式(2.6)計算離地面 z 公尺高度之風速壓 q(z ) ：給定表 3- 36 的 K (z ) 、 K zt  1、 I  1.1 和 V10 (C )  42.5m/s ，根據耐風設計規範式(2.6)，計算各層形心高度的風速壓，如表 3- 36 所示。根據耐風設計規範 2.2 節，需計算地面 z  h 公尺高度之風速壓 q(h) ：依照上述 q(z ) 的計算方式，可得 q(h)  197.8851kgf/m. 2. 步驟 1.2：計算陣風反應因子建築物之 f n  0.333Hz  1Hz ，根據耐風設計規範 1.3 節之定義，可知建築物屬於柔性建築物，因此，頇計算柔性建築物之陣風反應因子 G f 。根據表 3- 5 計算紊流強度 I z ：給定 h  118.4m 和地況 B，根據表 3- 5，使用線性內插，計算所對應的紊流強度 I z  0.2164 。根據表 3- 7 計算背景反應因子 Q ： 24.

(47) 第三章建築物各方向圖表化設計風力. 給定 h  118.4m 、 h B  118.4/36  3.2889 和地況 B，根據表 3- 7，使用線性內插，計算所對應的背景反應因子 Q  0.8011 。根據表 3- 9 計算共振尖峰反應因子 g R ：給定 f n  0.333Hz ，根據表 3- 9，使用線性內插，計算所對應的共振尖峰反應因子 g R  3.9161 。根據表 3- 12 計算高度 z  max( 0.6h, z min ) 處每小時帄均風速 V z ：給定 h  118.4m 、 V10 (C )  42.5m/s 和地況 B，根據表 3- 12，使用線性內插，計算所對應的每小時帄均風速 Vz  43.0167m/s 。根據表 3- 10 計算紊流積分尺度 L z ：給定 h  118.4m 和地況 B，根據表 3- 10，使用線性內插，計算所對應的紊流積分尺度 Lz  187.1560m 。根據耐風設計規範式(2.17)計算 N 1 ：. N1 . f n Lz 0.333  187.1560   1.4488 Vz 43.0167. 根據表 3- 14 計算 Rn ：給定 N1  1.4488 ，根據表 3- 14，使用線性內插，計算 Rn  0.1076 。根據表 3- 15 計算 Rh 、 RB 和 R L ：當 R j  Rh ，  4.6 f n h Vz  4.6  0.333  118.4 / 43.0167  4.2162 根據表 3- 15，使用線性內插，計算  4.2162 所對應的 Rh  0.2091 。當 R j  RB ，  4.6 f n B Vz  4.6  0.333  36 / 43.0167  1.2819 根據表 3- 15，使用線性內插，計算  1.2819 所對應的 RB  0.4993 。當 R j  Rh ，  15.4 f n L Vz  15.4  0.333  38 / 43.0167  4.5301 根據表 3- 15，使用線性內插，計算  4.5301 所對應的 RL  0.1965 。根據表 3- 17 計算共振反應因子 R ：給定 Rn Rh RB  0.0112 、 RL  0.1965 和   0.01 ，根據表 3- 17，使用線性內插，計算所對應的共振反應因子 R  0.8362 。根據耐風設計規範式(2.13)計算柔性建築物之陣風反應因子 G f ：. 25.

(48) 構造物耐風設計簡易分析之研擬.  1  1.7 I g 2 Q 2  g 2 R 2 z Q R G f  1.927 1  1.7 g V I z  .    .  1  1.7  0.2164 3.4 2  0.80112  3.91612  0.8362 2  1.927  1  1.7  3.4  0.2164 .    2.1977  . 其中，背景反應尖峰因子 g Q  3.4 和風速尖峰因子 gV  3.4 。. 步驟 1.3：計算外風壓係數根據耐風設計規範表 2.4 計算牆之外風壓係數 C p ：所屬牆面為迎風面(本例為建築物的東向牆面)， C p  0.8 。所屬牆面為背風面(本例為建築物的西向牆面)， L B  38 36  1.0556 ， C p  0.4889 (從 L B  1 對應的 C p  0.5 值和 L B  2 對應的 C p  0.3 值來作. 線性內插求得)。步驟 1.4：計算內風壓係數根據耐風設計規範表 2.17 決定內風壓係數 (GC pi ) ：封閉式建築物， (GC pi )  0.375 。. 步驟 1.5：計算設計風壓根據耐風設計規範式(2.2)計算封閉式柔性建築物之主要風力抵抗系統所應承受之設計風壓 p ： p  qG f C p  qi GC pi . 式中對迎風面牆，外風速壓 q 採 q(z) ；對背風面牆，外風速壓 q 採 q(h) 。對封閉式建築物，內風速壓 q i 採 q(h) 。迎風面牆的設計風壓：根據表 3- 36 中各層形心高度的風速壓、 G f  2.1977 、 C p  0.8 、 q(h)  197.8871kgf/m 2 和 (GC pi )  0.375 ，使用耐風設計規範式(2.2)，可得. 迎風面牆各層形心高度的設計風壓。背風面牆的設計風壓：根據 q(h)  197.8871k g f2 /、m G f  2.1977 、 C p  0.8 、和 26.