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研究生: 卓勇志
Yong-Zh Zhuo
論文名稱: 邊界層中雙棟並排矩形建築之表面風壓量測
指導教授: 朱佳仁
Chia-Ren Chu
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
畢業學年度: 89
語文別: 中文
論文頁數: 118
中文關鍵詞: 風壓高層建築
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  • 中文摘要i 英文摘要ii 目錄iii 圖目錄vi 表目錄x 符號表xi 第一章 緒 論1 1.1前言1 1.2 研究動機2 1.3 研究內容及大綱3 第二章 理論基礎與文獻回顧4 2.1 大氣邊界層4 2.2 大氣紊流特性6 2.2.1 紊流強度6 2.2.2 雷諾剪應力7 2.2.3 紊流積分尺度7 2.2.4 風速頻譜8 2.3 風流經建築物之行為10 2.3.1 經過建築物的流動特性10 2.3.2 建築物周圍之風場10 2.4 壓力係數量測12 2.4.1 表面風壓12 2.4.2 設計風壓規範13 2.5 風洞模擬與相似性法則14 2.5.1 風洞模擬14 2.5.2 相似性法則15 2.6 紛紜資料的分析方法18 2.7 前人文獻回顧19 第三章 實驗設備與方法23 3.1 大型環境風洞23 3.2 風速量測方法25 3.3 壓力量測方法27 3.3.1 前人研究27 3.3.2 壓力量測儀器29 3.3.3 儀器校正31 3.3.4 壓力量測32 3.4 實驗方法34 3.4.1 大氣邊界層模擬與建築物模型34 3.4.2 實驗數據採樣技巧36 3.4.3 實驗數據採樣與處理36 3.5 頻譜分析方法37 第四章 實驗結果與討論38 4.1 迫近流場38 4.1.1 平均風速剖面38 4.1.2 紊流強度剖面39 4.1.3 紊流頻譜39 4.2 單棟建築物表面風壓40 4.2.1 平均風壓40 4.2.2 擾動風壓42 4.3 雙棟並排建築47 4.3.1 平均壓力47 4.3.2 擾動壓力47 4.3.3 間隙風速49 4.4 準穩態假設50 第五章 結論與建議53 5.1 結論53 5.2 建議55 參考文獻56 圖目錄 頁次 圖1.1 玻璃帷幕牆受到風力破壞…59 圖2.1 風速剖面與不同地況之關係圖…60 圖2.2 變數C與m與地表粗糙長度關係圖…60 圖2.3 (a) 流體流經圓柱結構物側面之示意圖61 (b) 流體流經矩形結構物側面之示意圖61 圖2.4(a) 建築物周遭流況立體示意圖62 (b) 建築物周遭流況側視圖62 圖2.5建築物周圍風場示意圖63 圖3.1中央大學大型風洞之立體構造圖66 圖3.2 中央大學大型風洞之上視圖及側視圖66 圖3.3風洞馬達轉速與風速之關係圖67 圖3.4 電子式壓力掃描器ZOC33模組68 圖3.5 數位處理模組DSM300068 圖3.6 控制壓力模組DSM CPM69 圖3.7 壓力校正儀SPC300069 圖3.8 (a) 壓力校正模式70 (b) 壓力量測模式71 圖3.9 (a) 電子壓力掃描器管線系統轉換函數72 (b) 以20cm管線量測得之壓力訊號73 (c) 以120cm管線量測得之壓力訊號73 (d) 經由轉換函數轉換後之壓力訊號73 圖3.10風洞中渦流產生器與粗糙元於風洞之示意圖74 圖3.11渦流產生器與粗糙元之配置圖74 圖3.12渦流產生器與粗糙元配置之俯視圖75 圖3.13(a) 模型照片76 (b) 模型立體示意圖77 圖3.14單棟建築軸向座標定義圖78 圖3.15(a) 窄迎風面雙棟並排之座標定義79 (b) 寬迎風面雙棟並排之座標定義79 圖3.16(a) 不同取樣時間之平均壓力誤差圖80 (b) 不同取樣頻率之平均壓力誤差圖80 圖3.17(a) 不同取樣時間之擾動壓力誤差圖81 (b) 不同取樣頻率之擾動壓力誤差圖81 圖4.1 迫近流場之平均風速剖面圖82 圖4.2 迫近流場縱向紊流強度剖面圖83 圖4.3 縱向紊流頻譜84 圖4.4 風洞實際頻譜與Kaimal公式比較85 圖4.5 迎風面平均壓力係數分佈圖(寬迎風面模式)86 圖4.6 迎風面平均壓力係數分佈圖(窄迎風面模式)87 圖4.7 迎鋒面中心垂線之平均壓力係數88 圖4.8 背風面平均壓力係數分佈圖(寬迎風面模式)89 圖4.9 背風面平均壓力係數分佈圖(窄迎風面模式)90 圖4.10背風面高度與平均壓力係數關係91 圖4.11 側風面平均壓力係數分佈圖(寬迎風面模式)92 圖4.12側風面平均壓力係數分佈圖(窄迎風面模式)93 圖4.13動態壓力隨時間變化圖94 圖4.14迎風面擾動壓力係數分佈圖(寬迎風面模式)95 圖4.15迎風面擾動壓力係數分佈圖(窄迎風面模式)96 圖4.16迎風面極值和10%係數分佈圖(寬迎風面模式)97 圖4.17迎風面極值和10%係數分佈圖(窄迎風面模式)97 圖4.18迎風面高度與壓力係數Cpp與Cp10之關係98 圖4.19迎風面平均壓力係數與尖峰因子關係圖99 圖4.20迎風面平均壓力係數與陣風反應因子關係圖99 圖4.21背風面擾動壓力係數分佈圖(寬迎風面模式)100 圖4.22背風面擾動壓力係數分佈圖(窄迎風面模式)101 圖4.23 背風面極值和10%係數分佈圖(寬迎風面模式)102 圖4.24 背風面極值和10%係數分佈圖(窄迎風面模式)102 圖4.25背風面平均壓力係數與尖峰因子關係圖103 圖4.26 背風面平均壓力係數與陣風反應因子關係圖103 圖4.27側風面擾動壓力係數分佈圖(寬迎風面模式)104 圖4.28側風面擾動壓力係數分佈圖(窄迎風面模式)105 圖4.29側風面極值和10%係數分佈圖(寬迎風面模式)106 圖4.30側風面極值和10%係數分佈圖(窄迎風面模式)106 圖4.31側風面極值壓力係數與高度位置關係圖107 圖4.32側風面10%壓力係數與高度位置關係圖107 圖4.33側風面平均壓力係數與尖峰因子關係圖108 圖4.34側風面平均壓力係數與陣風反應因子關係圖108 圖4.35 不同間距比之相鄰面平均風壓係數分佈圖109 圖4.36 側風向平均壓力縱向變化圖 (z/H = 0.933)110 圖4.37 雙棟並排建築不同間距比之相鄰面Cpem分佈圖111 圖4.38 雙棟並排建築不同間距比之相鄰面Cpp分佈圖112 圖4.39 雙棟並排建築不同間距比之相鄰面Cp10分佈圖113 圖4.40 不同間距比下Cpp與高度位置關係114 圖4.41 不同間距之Cp10與高度位置關係115 圖4.42 間隙風速與相鄰距離關係圖116 圖4.43 間隙風速垂向剖面圖116 圖4.44 間隙風速紊流強度與相鄰距離關係圖116 圖4.45 準穩態假設修正係數與高度關係118

    Armitt, J. and Counihan, J., (1968) “The simulation of the atmospheric environment” Atmospheric Environment, 2, pp. 49-71
    Batchlor, G.K. (1959) Theory of Homogeneous Turbulence, Cambridge University
    Bendat, J.S. and Piersol A.G., (1986) Random Data-Analysis and Measurement Procedures, 2nd edition
    Calderone, I., Cheung, J.C.K. and Melbourne, W.H. (1994) “The full-scale significance, on glass cladding panels, of data obtained from wind tunnel measurements of pressure fluctuations on building cladding”, J. of Wind Eng. and Industrial Aerodyn., Vol.53, pp.247-259
    Cochran, L.S. and Cermak, J.E. (1992) “Full- and model-scale cladding pressure on the Texas Tech University experimental building”, J. of Wind Eng. and Industrial Aerodyn., Vol.41-44, pp. 1589-1600
    Counihan, J. (1970) “Further measurements in a simulated atmospheric boundary layer” Atmospheric Environment, 4, pp. 259-275
    Counihan, J. (1973) “Simulation of an adiabatic urban boundary layer in a wind tunnel” Atmospheric Environment, 7, pp. 673-689
    Counihan, J. (1975) “Adiabatic atmospheric boundary layers, a review and analysis of data from the period 1880-1972.” Atmospheric Environment, 9, pp. 871-905
    Durao, D.F.G., Gouveia, P.S.T. and Pereira, J.C.G. (1991) “Velocity characteristics of the flow around a square cross section cylinder placed near a channel wall”, Experiments un Fluids, Vol.11, pp.341-350
    Dyrbye, C. and Hansen, S.O. (1999) “Wind Loads on Structures”, Johns Wiley & Sons, Inc.
    Farell, C. and Iyengar, A. (1999) “Experiment on the wind tunnell simulation of atmospheric boundary layers”, J. of Wind Eng. and Industrial Aerodyn., Vol.79, pp.11-35
    Goldstein, R.J. (1996) Fluid Mechanics Measurements, 2nd edition, Taylor & Francis
    Holmes, J.D. and Lewis, R.E. (1987) “Optimization of dynamic-pressure measurement systems. I. Single point measurements”, J. of Wind Eng. and Industrial Aerodyn., Vol.25, pp.249-273
    Irwin, H.P., Cooper K.R. and Girard R. (1979) “Correction of distortion effects caused by tubing systems in measurements of fluctuating pressures”, J. of Industrial Aerodynamics, 5, pp. 93-107
    Irwin, H.P. (1981) “The design of spires for wind simulation”, J. of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 7, pp. 361-366
    Kareem, A., and Cermak, J.E. (1984) “Pressure fluctuations on a square building model in boundary-layer flows”, J. of Wind Eng. and Industrial Aerodyn., Vol.16, pp.17-41
    Kiya, M., Sasaki, K. and Arie, M. (1981) “Discrete-vortex simulation of a turbulent separation bubble”, J. of Fluid Mech., Vol.120, pp.219-244
    Lee, B. E. (1975) “The effects of turbulence on the surface pressure field of a square prism” , J. of Fluid Mech., Vol. 69, part 2., pp. 263-282
    Letchford, C.W., Iverson, R.E. and McDonald, J.R. (1993) “The application of the quasi-steady theory to full scale measurements on the Texas Tech Building”, J. of Wind Eng. and Industrial Aerodyn., Vol.48, pp.111-132
    Melaragno, M. (1982) “Wind in Architectural And Environmental Design”, Van Nostrand Reinhold Company Inc.
    Rae, W.H.J., Barlow, J.B. and Pope, A. (1999) “Low-Speed Wind Tunnel testing”, Johns Wiley & Sons, Inc.
    Simiu, E. and Scanlan, R.H. (1996) “Wind Effect on Structures”, 3rd edition, Johns Wiley & Sons, Inc.
    Sitheeq, M., Iyengar, A. and Farell C. (1997) “Effect of turbulence and its scales on the pressure field on the surface of a three-dimensional square prism”, J. of Wind Eng. and Industrial Aerodyn., Vol.69-71, pp.461-471
    Suzuki, M., Kondo K., Sanada S. and Minamide K. (1993) “Prediction of the wind induced response of multi-story building -using simultaneous multi-channel measuring control system-”, J. of Wind Eng. and Industrial Aerodyn., Vol. 50, pp.341-350
    Uematsu, Y. and Isyumov, N. (1998) “Peak gust pressure acting on the roof and wall edges of a low-rise building”, J. of Wind Eng. and Industrial Aerodyn., Vol.77-78, pp.217-231
    Uematsu, Y. and Isyumov, N. (1999) “Wind pressure acting on low-rise buildings”, J. of Wind Eng. and Industrial Aerodyn., Vol.82, pp.1-25
    Uniform Building Code, Vol. 2, (1997) International Conference of Building Officials
    蔡益超、林宗賢 (1984)“建築物所受風力有關規範之研擬” , 行政院國家科學委員會,防災科技研究報告73-24號。
    熊萬銀 (1996) “雙動建築改變棟距之風環境研究” , 國立成功大學建築研究所碩士論文
    朱佳仁 (1997) “國立中央大學大型環境風洞之簡介” , 國立中央大學土木工程學系
    朱佳仁 (2000) “高層建築物風場環境評估規範研議” , 內政部建築研究所研究報告
    莊威男 (2000) “超高層建築在紊流邊界層中表面風壓分佈之風洞試驗研究” , 國立海洋大學河海工程研究所碩士論文

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