臺灣博碩士論文加值系統

由於現今建築設計工作專業分工之緣故，使得建築設計作業有不同專業領域參與，設計期間若雙方結果有過大落差，原流程不能連續，會耗費許多時間。常見的問題之一便是建築規劃階段對於柱尺寸的概估，建築師若能於初步規劃期間即合理預估所需之柱、牆斷面以安排空間，便能減少更改設計的麻煩。所以，應於大學階段即開始培養建築相關科系學生對結構尺寸的敏感度，使未來的建築師均具備基本的結構知識，以提高設計的效率。故需有一操作簡單且能快速得到合理結果之簡易型結構分析軟體，提供學生於初接觸建築設計的初步規劃設計階段使用，進而達到教育的效果。

本研究發展一鋼筋混凝土造建築物適用之簡易操作結構分析軟體，以分析建築物層間變位角及柱抵抗外力之強度。此程式可快速估算設計建築物之柱斷面是否符合國內現行耐震及耐風設計規範之需求，除理論分析之外，並使用電腦模擬分析結果之合理性，最後，再以案例驗證分析結果是否相符。

為達到簡易分析之目的，本程式適於分析規則平、立面、柱斷面相等且排列規則以及高度不超過20公尺之低矮建築物。本程式並化簡計算地震力及風力之輸入參數方式，使其僅使用縣市、鄉鎮市區、地盤軟硬程度、用途係數、建築物使用用途及設計建築物之平立面尺寸，即可計算得到較保守之側向力。此外，本研究推導出在計算水平力作用下，樓層變形量及各種載重組合下柱內力的簡化公式，以期快速檢核設計柱斷面是否符合法規需求。

Presently, different professional practices between architects and structural engineers lead the building design process inefficient. In order to prevent repetitive redesigning of interior space, it’s necessary for architects to estimate a reasonable column and wall size at the preliminary architecture design stage. Thus, it’s important for architectural students to train up for the sensitivity of the component size at college education. Consequently, an easy and efficient program for analyzing the structures for preliminary sizing is essential.

The main purpose of this study is to establish a computer program to ease the sizing work for RC structures at the preliminary stage of architectural design. This program will analyze the story drift of building and the lateral strength of column in resisting horizontal forces. Furthermore, it will verify whether the column section satisfies both seismic and wind loads in the building codes.

In order to simplify the calculation, this program is suitable for analyzing buildings with regular structural plan, columns of equal section and symmetrical arrangements, and building height less than 20 meters. Only a few parameters such as site location, soil profile type, occupancy coefficient, purpose and size of the building are needed to obtain conservative lateral forces. Furthermore, the simplified formulae of story lateral displacements and the interior stresses of columns were developed in this study for checking whether the column section satisfies the building codes.

表目錄 IV
圖目錄 VI
符號說明 VIII

第一章 緒論
1.1 研究動機與目的 1-1
1.1.1 研究動機 1-1
1.1.2 研究目的 1-1
1.2 研究方法與流程 1-2
1.2.1 研究方法 1-2
1.2.2 研究流程 1-3
1.3 適用範圍 1-4

第二章 層間變位角分析方法
2.1 地震力計算 2-1
2.1.1 最小設計水平總橫力 2-1
2.1.2 工址設計水平譜加速度係數 2-2
2.1.3 用途係數 2-13
2.1.4 起始降伏地震力放大倍數 2-14
2.1.5 結構系統地震力折減係數 2-14
2.1.6 建築物全部靜載重 2-16
2.1.7 避免中小度地震降伏之設計地震力 2-17
2.1.8 地震力之豎向分配 2-17
2.1.9 修正建築物基本振動週期 2-17
2.2 風力計算 2-20
2.2.1 風力分級區之風壓力 2-20
2.2.2 風力計算實例演算 2-23
2.3 樓層勁度計算 2-24
2.3.1 基本假設 2-24
2.3.2 單種垂直構材斷面構架 2-25
2.3.3 多種垂直構材斷面構架 2-27
2.4 電腦模擬分析樓層勁度 2-29
2.4.1 模擬模型束制條件 2-29
2.4.2 單種垂直構材斷面構架模擬分析 2-29
2.4.3 多種垂直構材斷面構架模擬分析 2-31
2.5 層間相對側向位移角 2-34
2.5.1 容許層間相對側向位移角 2-34
2.5.2 柱斷面之決定 2-34
2.6 小結 2-35

第三章 強度控制分析方法
3.1 柱彎矩計算 3-1
3.1.1 垂直力所造成之柱彎矩 3-1
3.1.2 側向力所造成之柱彎矩 3-10
3.1.3 電腦模擬分析柱彎矩 3-14
3.2 柱軸力計算 3-17
3.2.1 垂直力所造成之柱軸力 3-17
3.2.2 側向力所造成之柱軸力 3-17
3.3 柱之設計載重組合 3-19
3.3.1 設計載重組合 3-19
3.3.2 電腦模擬分析柱內力 3-19
3.4 柱之強度交互圖 3-21
3.4.1 基本假設 3-21
3.4.2 強度交互圖之繪製 3-23
3.4.3 強度交互圖之驗證 3-29
3.4.4 柱斷面尺寸滿足內力之判定 3-31
3.5 小結 3-32

第四章 案例蒐集與分析
4.1 案例基本資料 4-1
4.1.1 案例編號說明 4-1
4.1.2 案例地盤種類 4-1
4.1.3 案例平面尺寸、層高及樓層數 4-2
4.1.4 案例資料彙整 4-3
4.2 案例M1-2實例演算 4-6
4.2.1 層間變位角分析方法 4-6
4.2.2 強度控制分析方法 4-9
4.2.3 檢討 4-15
4.3 案例分析結果 4-16
4.3.1 層間變位角分析方法 4-16
4.3.2 強度控制分析方法 4-18
4.3.3 總檢討 4-19
4.4 小結 4-20

第五章 程式介紹
5.1 適用範圍 5-1
5.2 程式介面 5-1
5.2.1 使用介面 5-1
5.2.2 使用者輸入 5-3
5.2.3 程式輸出 5-4
5.3 案例M1-2實例操作 5-6

第六章 結論與建議
6.1 結論 6-1
6.2 建議 6-2

參考文獻 R-1
附錄 A-1

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頁2-4~2-5，2003。
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3. 內政部營建署，《建築技術規則》，營建雜誌社，台北，頁161~171，2004。
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5. 林永盛，《基礎結構動力學》，文笙書局，台北，頁199~200，1996。
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