以短時間風洞實驗評估高層建築物之局部風壓設計值

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題名:	以短時間風洞實驗評估高層建築物之局部風壓設計值
其他題名:	Estimation of Design Values of Local Wind-Induced Loads of High-Rise Buildings Based on Short Term Wind Tunnel Tests
作者:	羅元隆
日期:	2016-10
上傳時間:	2018-10-18 12:13:02 (UTC+8)
摘要:	八零年代初期，美國風工程專家N. J. Cook(1980)對於結構物受風作用下的風載重設計值評估，提出一個基本但卻影響甚鉅的問題：如何評估一結構物在某特定風險(Target risk)的設計風速下，造成具有相同風險的風載重效應？這個問題暗示了在評估結構物的風力載重時，包含了至少兩個具有隨機性的組成原因：(1)特殊事件的極值風速，例如暴風、熱帶低氣壓氣旋、急速下降氣流等；(2)在此特殊事件下所造成的極值氣動力效應。在評估極值風速部分，多種極值分布模型，例如甘保(Gumbel)分布、韋伯(Weibull)分布、廣義帕累托 (Generalized Pareto)極值分布模式等，常被用以作為母分布探討在特定誤差機率下所得到的合理設計風速。在評估氣動力效應部分，則通常考慮三項極重要的因子：極值資料的組成、極值分布曲線的目標百分比、以及該百分比的信任區間。在以縮尺模型進行的風洞實驗條件下，德國學者Kasperski(2003)進一步擴大 N. J. Cook 所提出的問題為四個需要加以釐清的子問題：風洞實驗進行時單筆紀錄所需要的時間長度為何？多少筆記錄方可視為獨立紀錄的最小需要量？極值分布曲線的目標百分比及信任區間應當設定為多少，方可代表合理的氣動力效應？根據縮尺原則，數分鐘的風洞實驗即可等同於實場尺度的數小時。因此，當評估一小時的設計值時，僅有少數筆資料可用以分析而無法保證其統計的資料穩定性。在這種情況下，通常將一小時分為六筆十分鐘，增加原本的資料量為六倍進行分析，給出較具合理的分析結果。然而如此一來，單筆資料的長短對於氣動力效應的影響則必須加以探討。在本研究計畫中，利用已建置好的具有不同幾何外型的高層矩柱氣動力資料庫，以風洞實驗數據的資料長短(ensemble size)以及資料的變異係數(coefficient of variation)為控制參數，探討影響氣動力效應的三項主要因子：單筆資料長短的調整因子、極值分布曲線的準確模擬、以及目標信任區間的設定。最後將分析結果回饋到氣動力參數資料庫，作為設計者可參考的各項影響因子，得到更為合理的設計風力載重。
顯示於類別:	[土木工程學系暨研究所] 研究報告

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