跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(35.172.223.251) 您好!臺灣時間:2022/08/11 22:51
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:許晉德
研究生(外文):Jin-De, Hsu
論文名稱:矩形高樓結構抗風安全可靠度分析
論文名稱(外文):The Safely-Reliability Analysis by Wind of the Rectangular Tall Building
指導教授:張景鐘張景鐘引用關係
指導教授(外文):Jing-Jong, Jang
學位類別:碩士
校院名稱:國立海洋大學
系所名稱:河海工程學系
學門:工程學門
學類:河海工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:100
中文關鍵詞:可靠度高樓動力風工程風速首次超越失效機制波松過程側位移
外文關鍵詞:reliabilitytall buildingdynamicwind engineeringwind speedfirst excursionpoisson processthe lateral deflection
相關次數:
  • 被引用被引用:2
  • 點閱點閱:272
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
臺灣地小人稠,隨著科技與生活進步,在都市面積有限的情況下,往高空發展便成為人類競逐的一個方向。高層建築物除了材質輕便與高容積率的考量,地震力與風載重的作用亦是重要因素。目前建築物風力規範條文僅涉及結構物之受風力情況或反應之位移與內力,對於結構物抗風安全程度缺乏深入探討。本文建立完整的高樓結構抗風安全之可靠性分析流程,藉由風本身具有紊亂性與隨機性的特質,並考量動態的風力作用,以探討矩形高樓結構抗風的安全可靠程度。利用風速資料迴歸計算台灣地區的風速頻譜公式,計算五十年迴歸期之基本設計風速,採納首次超越失效(破壞)機制準則之雙測界限與Poisson Process,求算矩形高樓結構模型面臨抗風動力作用下的可靠度評量。最後藉由矩型高樓範例,實例評估當變形控制為0.008H時,建築結構安全可靠度達85%以上。以美國匹茲堡的梅隆銀行大樓與台北國際金融大樓兩例觀察目前業界設計標準,顯示目前台灣建築技術規則所訂定受風力擺動不宜超過該層高度之千分之一的標準有過於嚴格情形。

It is an alternative method for who live people in the cities of Taiwan to construct tall buildings because of the limited land in the city areas, accompanying with the developments of technologies and the growth of economy. Therefore, when constructing a tall building, it is also important to take the effects of the force of an earthquake and the wind into consideration, in addition to the factors of lightly-weight materials and high bulk volume in material rate of a building. But the current regulations of wind-resistant design of a construction only involve the wind loading, deflection and the internal forces with respect to different degrees of wind forces, but any definitely requirement about the safety degrees. Due to this reason, we develop a framework to analyze the safely-reliability of a rectangular tall building facing the dynamic wind force characterized as instability and randomness, and hope to supply some building code implications in this aspect.
To figure out the degree of the safely-reliability of the dynamic wind forces on the rectangular tall building, we regressed the data of wind speed to formulate the “Wind Speed Power Spectrum” for Taiwan area firstly, and calculated the “Basic Design Wind Speed” for 50 years return regression periods by adopting the mechanism of dichotomously trajectories between “First Excursion” and “Poisson Process” secondly. According to the results derived from this study, a rectangular tall building’s safely-reliability will achieve 85% when facing a twist control of 0.008H. Finally, we concluded that, with comparing Mellon Bank Center in Pittsburgh, U.S. and Taipei International Financial Center, the lateral deflection limitation which cannot be exceed 1/1000 with respect to its height in Taiwan’s wind-resistant design for buildings is too strict.

目 錄
頁次
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 文獻回顧 3
1.3 研究內容 5
第二章 風的特性 6
2.1 一般常見的風效應 6
2.2 風速的數學模式 10
2.2.1 風速與高度的關係 10
2.2.2 風速與不同地區粗糙度的關係 14
2.2.3 風速與平均時間的關係 17
2.3 紊流的特性 19
2.3.1 紊流強度 20
2.3.2 紊流積分尺度 21
2.4 台灣地區颱風風速頻譜公式 24
2.4.1 常見的風速能量頻譜密度方程式 25
2.4.2 適合台灣地區颱風風速頻譜公式 30
第三章 結構物順風向之動態反應分析 36
3.1 迴歸期基本設計風速 37
3.1.1 風速之或然率分佈情形 37
3.1.2 迴歸期基本設計風速 40
3.2 動態反應分析 44
3.2.1 風作用在結構物上的力量 44
3.2.2 均勻流所產生的力 45
3.2.3 紊流所產生的力 47
3.2.4 結構物受風反應 49
3.2.4.1 平均風速所造成的位移 50
3.2.4.2 紊流所造成的位移 51
3.2.4.3 尖峰反應的計算 55
第四章 結構物可靠性分析 57
4.1 結構動力可靠性理論簡介 57
4.2 結構的可靠性界限 59
4.2.1首次超越失效機制 59
4.2.2 疲勞失效機制 66
4.3 抗風結構可靠度分析 67
第五章 範例分析 74
5.1 分析流程 74
5.2 結構物抗風反應範例實例 77
5.3 範例之檢討 86
第六章 結論與建議 88
6.1 結論 88
6.2 建議 90
參考文獻 92
附 錄 99

1. 李政儒:"台灣風力載重規範中風壓力相關係數之可靠度研究",國立台灣海洋大學河海工程研究所碩士論文,民國八十四年六月。
2. 李育霖:"風速能譜與順風向作用在結構物上的反應",國立台灣海洋大學河海工程研究所碩士論文,民國八十五年六月。
3. 李嘉晃:"台灣地區颱風風速能譜之研究與結構反應分析",國立台灣海洋大學河海工程研究所碩士論文,民國八十六年六月。
4. 郭志信:"台灣地區颱風風速能量頻譜公式之迴歸分析",國立台灣海洋大學河海工程研究所碩士論文,民國八十八年六月。
5. 張景鐘、李政儒:"結構工程可靠度分析",眾光文化事業有限公司,民國八十九年十一月。
6. 許淑敏:"台灣地區年最大風速分佈之分析研究", 國立台灣海洋大學河海工程學系,民國九十年二月。
7. 內政部,"建築技術規則",民國八十九年九月。
8. 黃健敏,"貝聿敏的世界",1995.4。
9. 麥可‧坎奈爾 著、蕭美惠 譯:"貝聿銘 現代主義泰斗",1996.2。
10. 李桂青、曹宏、李秋勝、霍達:"結構動力可靠性理論及其應用",地震出版社,1993。
11. 李桂青、李秋勝:"工程結構時變可靠度理論及其應用",科學出版社,2001。
12. 蔡益超、林宗賢:"建築物所受風力有關規範之研擬",行政院國科會大型防災計畫研究報告,NEC73-0414-P002-04,民國七十三年十一月。
13. 周智中、蔡主權、任森柯、張建興、鄒本駒:"金馬地區風力地震力條文之研訂-有關風力級區與地震震區",內政部建築研究所,民國八十四年五月。
14. 蔡益超、陳瑞華、項維邦:"建築物風力規範條文、解說及示範例之研定",中華明國結構工程學會,民國八十五年六月。
15. 蔡震邦:"建築結構耐震設計觀念問答",文笙書局,民國八十五年五月。
16. 歐進萍、王光遠:"結構隨機振動",高等教育出版社,1998.5。
17. 黃文力:"颱風特性及對結構物反應之可靠性分析",國立中央大學土木工程研究所碩士論文,民國七十六年六月。
18. 羅俊雄、張隆男:"颱風特性及風對結構物影響",行政院國科會防災科技研究報告75-53號,民國七十六年。
19. 丁舜城、蔣書城:"海岸結構物安全可靠度分析",國立成功大學水利及海洋工程所碩士論文,民國八十四年六月。
20. 劉大海、楊翠如、鍾錫根:"高樓結構概念與系統",科技圖書股份有限公司,民國八十五年。
21. 張相庭:"工程抗風設計計算手冊",中國建築工業出版社,1998.1。
22. 黃子雲、袁志華:"高層建築結構設計",中國鐵道出版社,1998.12。
23. 鄭金國、蔡益超、宋杰祥、項維邦、楊介民,"高層結構物在順風向及橫風向下動態反應",結構工程 第十二期 民國八十六年三月p41-p49。
24. 黃逸豪:"高聳鐵塔在順風向風力作用下之分析",私立中原大學土木工程研究所碩士論文,民國八十七年七月。
25. 邱中一:"高聳鐵塔在橫風向風力作用下之反應比較分析",私立中原大學土木工程研究所碩士論文,民國八十七年七月。
26. 江正宏:"直立式含塔樓之高聳電性高塔之設計與分析",私立中原大學土木工程研究所碩士論文,民國八十八年六月。
27. 李家和:"高層建築物頂層之高聳電信微波鐵塔之設計並用容許應力法(ASD)與大陸設計規範檢核其結果",私立中原大學土木工程研究所碩士論文,民國九十年六月。
28. 吳委麟:"高層建築物頂層之高聳電信微波鐵塔之設計並用載重及強度係數設計法(LRFD)及大陸設計規範檢核其結果",私立中原大學碩士論文,民國九十年六月。
29. 張家豐:"高層建築順風向設計風載重之比較研究",私立淡江大學土木工程研究所碩士論文,民國九十年。
30. Hellman, G., "Uber die Bewegung der Luft in den untersten Schichten der Atmosphare", Meteorol. Z., (1916).
31. Solari, G., "Turbulence Modeling for Gust Loading", Journal of Structural Engineering,ASCE,Vol. 113,No.7, pp.1550-1569, (1987).
32. Solari, G., "Along-Wind Response Estimation: Closed from Solution", Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 108, No. 1, pp. 225-244, (1982).
33. Bietry, J., Sacre, C., and Simiu, E., "Mean Wind Profiles and Changes of Terrain Roughness", Journal of the Structural Division, ASCE, Vol. 104, pp.1585-1593, (1978).
34. Vellozzi, J., and Cohen, E., "Guest Response Factors", Journal of the Structural Division,Vol.97, No.ST6, pp.1295-1313, (1968).
35. Counihan, J., "Adiabatic Atmospheric Boundary Layers: A Review and Analysis of Data form the Period 1880-1972", Atmospheric Environment, pp. 871-905, (1975).
36. Duchene-Marullaz P., "Effects of High Roughness on the Characteristics of Turbulence in the Case of Strong Wind", Proceedings of the Fifth International Conference of Wind Engineering, Vol. 1, Pergamon Press, Oxford, (1980).
37. Melaragno, M.: "Wind in Architectural and Environmental Design", Van Nostrand Reinhold Company, New York, (1982).
38. Davenport, A. G., "The Relationship of Wind Structure to Wind Loading", in Proceedings of the Symposium on Wind Effects on Buildings and Structures, Vol. 1, National Physical Laboratory, Teddington, U. K., Her Majesty’s Stationary Office, London, pp. 53-102, (1965).
39. Davenport,A.G.,"Guest Loading Factors",Journal of the Structural Division,ASCE,Vol.93,No.ST3,pp.11-34,(1967)
40. Simiu, E., "Wind Spectra and Dynamic Along-Wind Response", Journal of the Structural Division, ASCE, Vol. 100, No. 9, pp. 1897-1910, (1974).
41. Simiu, E., and Scanlan, R. H., "Wind Effects on Structures: An Introduction to Wind Engineering", John Wiley & Sons, Inc., New York, N. Y., (1978).
42. Simiu, E., "Revised Procedure for Estimating Along-wind Response", Journal of the Structural Division,ASCE, Vol.106, No.ST1, pp.1-10,(1980)
43. Simiu, E., and Scanlan, R. H., "Wind Effects on Structures", 3rd Edition, John Wiley and Sons, New York, (1996).
44. Safak, E., and Foutch, D. A., "Coupled Vibrations of Rectangular Buildings subjected to Normally Incident Random Winds Loads", Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 26, pp. 129-148, (1989).
45. Simiu, E., "Revised Procedure for Estimating Along-wind Response", Journal of the Structural Division, ASCE, Vol. 106, No. ST1, pp. 1-10, (1980).
46. Taranath, Bungales S.,"Structural Analysis & Design of Tall Building ", MasGraw-Hill, New York, (1988).
47. Von Karman, T., "Progress in the Statistical Theory of Turbulence", Proceedings of the National Academy of Science, Washington,. D. C., pp. 530-539, (1948)
48. Kareem, A., "Wind-Exciting Response of Building in Higher Mode", Journal of the Structural Division, ASCE. Vol. 107, No. ST4, pp. 701-706, (1981).
49. Newland, D. E., "An Introduction to Random Vibrations and Spectral Analysis", 2nd Edition, Longman, New York, (1984).
50. Tennekes,H.:"The Logarithmic Wind Profile",Journal of the Atmospheric Science.Vol.30,1973,pp234-238.
51. Shellard,H.C.:"Result of Some Recent Special Measurements in the United Kingdom Relevant to Wind Loading Problems",in Proceedings of the International Research Seminar on Wind Effects on Buildings and Structures,Ottawa,Vol.1,Toronto University Press,Toronto,1968,pp.515-533.
52. Balendra,T.:"Vibration of Buildings to Wind and Earthquake loads",Springer-Verlag,London,(1993).
53. 謝紹松、甘錫瀅、王正雄:"台北國際金融中心101層摩天大樓之結構系統方案初選",土木技術第3期高樓建築專輯,民國八十七年五月。pp. 40-55。
54. Lumley,J.L., and Panofsky,H.A., "The Structure of Atmospheric Turbulence", Wiley, New York,(1964).

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top