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以LES模擬圓頂屋蓋結構在平滑逼近流場中的氣動力特性

為了解決每平方公尺載重計算的問題，作者劉皓汝 這樣論述：

近年來建築設計不只往高度上發展，同時也追求跨度的延展，隨著建築技術進步與材料強度的提升，屋蓋的跨度由數十米發展為數百米，重量也由每平方公尺減少至幾十公斤的薄膜結構。而設計此類大跨度屋蓋結構，風的載重是影響其安全性與舒適度的重要考量之一，本研究即以計算流體力學模擬大跨度圓頂屋蓋在平滑流場中受風特性，並與文獻之風洞實驗結果比較。本研究內容分為兩部分：第一部份為網格選定，在嘗試幾種不同計算域切割與網格繪製後，做一個簡單的初步試算，與實驗結果比較，選定一套網格後加密模型周圍計算域後，進行第二部分模擬。第二部分為半球在Re=6.6×104和Re=2×106兩個雷諾數流場受風模擬，每個雷諾數在計算域入流

5D的地面又分為兩種不同邊界條件設定：可滑動界面（slip wall）和不可滑動界面（non-slip wall）。模擬結果顯示，低雷諾數流場半球子午線上平均與擾動壓力分佈與實驗值誤差較大，主要原因有二：一是透過可視化發現半球尾跡區之分離泡超過網格加密區塊，過大的網格造成其模擬的精準度不足；二是流體在半球表面分離之前所形成的邊界層為層流邊界層，分離之後方轉為紊流邊界層，使用Fluent的基本設定是否能夠完整模擬如此複雜的流體變化尚有待證實。高雷諾數的流場模擬顯示，不同地面邊界層設定所得結果相近，半球子午線上除迎風面擾動壓力分佈略大於實驗值，其他位置平均與擾動壓力與實驗都很吻合，擾動風壓頻譜亦如

是，顯示數值模擬所得之半球體空氣動力特性與風洞實驗結果吻合。但是風壓分佈機率模擬結果比實驗值分佈集中，說明其風壓極值不足以作為局部構件設計的參考依據。由數值模擬所得之水平向昇力係數頻譜可觀察到數個峰值，顯示半球體後方並無單一的渦旋剝離頻率。透過可視化看到流體流經半球後方渦旋並無明顯交替作用，但會隨著昇力係數的變化左右擺動。

校舍隔間磚牆增設複合柱補強工法之現地試驗

為了解決每平方公尺載重計算的問題，作者黃裕哲 這樣論述：

傳統補強方法如對結構桿件梁、柱作補強，勢必會破壞原有之建物；對結構系統補強，如增設剪力牆或斜稱等，則會影響原有建物之使用空間，且全國中小學校舍施工品質低落，未完善考慮耐震設計，如箍筋間距過大、箍筋彎鉤延伸長度不足等，使得中小學校舍於1999年集集大地震，損毀情形相當嚴重，另政府單位多將學校規劃為緊急避難場所，所以針對既有校舍進行評估與補強為一重要且迫切之課題。本文提出於隔間磚牆增設複合柱之補強工法，增設之複合柱分為兩部分，配以橫向鋼筋，於兩側夾住隔間磚牆。增設之複合柱本身除對耐震容量有所貢獻外，並可降低隔間磚牆之有效寬度，同時增加隔間磚牆之面外強度及承載能力。隔間磚牆之補強工程不必拆除門窗，

具有省工、省時、省錢又環保等優點。從經濟面而言，增設複合柱補強，連工帶料共計支出約376000元，每根平均約63000元，故每一平方公尺約1011元，如拆除重建方面，每一平方公尺約16000元；從實用性而言，增設複合柱補強工法之柱斷面為標準斷面尺寸，故可訂作鋼模，以利於重複使用，可有效減少施工日期，在有限經費及時間內，完成中小學校舍之補強。並於2006年暑假期間，國家地震工程研究中心於桃園縣瑞埔國小針對待拆除重建之校舍建築，進行實體建物耐震能力之現地試驗，分別針對標準構架試體(試體II)及隔間磚牆增設複合柱之補強試體(試體III)進行靜態單向側推試驗，期能經由現地試驗以獲得既有校舍建物補強前受

側力之反應及驗證經增設複合柱補強後之效益，以供驗證補強工法與校正理論分析模型之用。並利用三種由簡至繁之分析方法，即初步評估法、斷面評估分析及詳細評估，評估試體II、試體III(補強前)與試體III(補強後)之強度、破壞地表加速度等，並與試驗結果作比較，期能提供日後欲評估校舍耐震能力之研究者的依據。由試驗結果顯示，隔間磚牆增設複合柱之補強效應顯著，試體II試驗值為1190.4 ，試體III(補強後)之最大強度提高約0.65倍。分析結果與試驗作比較，於最大強度方面，初步評估分析所得之結果均比試驗值高出許多，斷面分析所得之結果亦皆有誤差，試體III(補強後)評估出之效果較試體II來的佳，而詳細評估分

析所得之結果，試體II乃低估1%，而試體III(補強後)則低估4%。