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系統識別號 U0002-0209200821593100
中文論文名稱 利用類神經網路預測建築物在干擾效應下之設計風載重(Ⅱ)
英文論文名稱 Applications of Neural Networks on the Predictions of Interference Effects on Buildings Design Wind Load(Ⅱ)
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 土木工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Civil Engineering
學年度 96
學期 2
出版年 97
研究生中文姓名 陳正瑋
研究生英文姓名 Cheng-Wei Chen
學號 695380047
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2008-06-30
論文頁數 171頁
口試委員 指導教授-鄭啟明
委員-陳若華
委員-張麗秋
委員-鄭啟明
中文關鍵字 高層建築  干擾效應  設計風載重  類神經網路 
英文關鍵字 high-rise building  interference effect  design wind load  neural network 
學科別分類 學科別應用科學土木工程及建築
中文摘要 過去房屋的設計皆是以地震力為主,但隨著現代都市的高樓林立,高層建築已經漸漸取代了低矮建築,然而在亞熱帶島嶼的台灣,冬天有東北季風,夏天又常有颱風侵襲,由於高層建築相對於低矮建築來說勁度較低,且當建築物愈接近地面因地表粗糙度的關係風力較小,因此愈高的建築物所受到的風力會愈大,所以在設計時就必須考慮到風力對高層建築物的影響。而在風力對高層建築的影響中,建築物相互間的交互作用是一個重要的問題,影響高層建築物間干擾效應的參數很多,如上游流場、建築物間的距離及主建物及干擾建物的尺寸等。
本文主要是利用類神經網路對目前已有的干擾效應資料庫來進行干擾係數的預測,最後再利用所預測的干擾係數來計算出設計風載重。研究使用的類神經網路為輻狀基底函數類神經網路,其主要架構分為輸入層、一層隱藏層及輸出層,在使用遞增式的方法選取出中心點後透過隱藏層中的輻狀基底函數來尋求出網路模式。
由本文的結果得知,在訓練資料的預測方面絕大多數的誤差都低於3%,僅有少數幾點偏高一些,但仍然都在5%以下,在預測資料上,A(α=0.32)、B(α=0.25)、C(α=0.15)三個地況中,除了C 地況在橫風向動態背景方面平均誤差較高外,其餘在靜態及動態背景部份平均誤差皆低於10%,動態共振部份A、B 地況介於10~20%之間,但在最複雜的C 地況則大多介於20~35%之間,因此在共振部份的預測仍需加強。
英文摘要 In large city, tall buildings are usually built in a cluster within the crowded commercial
zone, and the interference effects from the adjacent buildings cannot be ignored. Due to the
complexity of the interference phenomenon, the building interference phenomenon is too
complicated a problem for traditional engineering approaches. A more sensible way to deal with
this problem would be using good quality aerodynamic database with IT techniques such as
neural network. The aim of this thesis is to construct an aerodynamic database on building
interference that can be used together with the wind code or/and single building’s aerodynamic
database for wind resistant design of tall buildings.
In this study the Artificial Neural Network technique was applied on an existing limited
aerodynamic database to predict tall buildings’ interference factor (IF), and use the result to
calculate design wind load. The ANN model is radial basis function (RBF) neural network, and
the framework includes input layer, a single hidden layer and output layer. By centers and radial
basis function in the hidden layer to create a neural network.
The results indicate that, in the training phase, the error almost can smaller than 3%, in
the predicting phase, except acrosswind background part in terrain C ,the static part and
background part in all terrain are less than 10%. The resonant part in terrain A&B are within
10% to 20%. However, in terrain C the error of resonant part can be as large as 20% to 35%. In
other words the resonant part need to be further improved.
論文目次 圖目錄 ……………………………………………………………… Ⅳ
表目錄 …………………………………………………………… ⅩⅢ
第一章 緒論 …………………………………………………… 1
1.1 研究動機 …………………………………………………… 1
1.2 研究方法 …………………………………………………… 2
1.3 研究內容 …………………………………………………… 3
1.4 論文架構 …………………………………………………… 4
第二章 文獻回顧……………………………………………… 6
2.1 大氣邊界層與流場之模擬 ………………………………… 6
2.2 雷諾數效應 ………………………………………………… 7
2.3 風洞實驗之阻塞效應 ……………………………………… 8
2.4 力平衡儀之風洞量測 ……………………………………… 8
2.5 干擾效應對順風向的影響 ………………………………… 9
2.5.1 干擾效應對順風向風力頻譜之影響 ………………… 9
2.5.2 干擾效應對順風向風力係數之影響 ………………… 9
2.6 干擾效應對橫風向的影響 ………………………………… 10
2.6.1 干擾效應對橫風向風力頻譜之影響 ………………… 10
2.6.2 干擾效應對橫風向風力係數之影響 ………………… 10
2.7 干擾係數 …………………………………………………… 11
2.7.1 順風向靜態 …………………………………………… 11
2.7.2 順風向動態 …………………………………………… 12
2.7.3 橫風向動態 …………………………………………… 12
2.8 高樓風載重各分量之相關性 ……………………………… 13
2.9 干擾係數之預測 …………………………………………… 13
I
利用類神經網路預測建築物在干擾效應下之設計風載重(Ⅱ) 目錄
2.9.1 類神經網路 …………………………………………… 13
2.9.2 利用類神經網路預測干擾係數 ……………………… 14
第三章 理論背景 ……………………………………………… 15
3.1 大氣邊界層流場特性概述 ………………………………… 15
3.1.1 平均風速剖面 ………………………………………… 15
3.1.2 紊流強度 ……………………………………………… 17
3.1.3 紊流長度尺度 ………………………………………… 18
3.1.4 擾動風速頻譜 ………………………………………… 19
3.2 鈍體氣動力現象 …………………………………………… 20
3.3 結構物風載重 ……………………………………………… 22
3.3.1 順風向風力作用 ……………………………………… 22
3.3.2 橫風向風力作用 ……………………………………… 23
3.4 高頻力平衡儀 ……………………………………………… 24
3.4.1 力平衡儀量測架構 …………………………………… 24
3.4.2 力平衡儀量測基本原理 ……………………………… 25
3.4.3 實驗中使用之公式推導 ……………………………… 27
3.5 干擾效應 …………………………………………………… 31
3.5.1 干擾係數 ……………………………………………… 31
3.5.2 干擾效應下的設計風載重 …………………………… 32
3.6 類神經網路 ………………………………………………… 32
3.6.1 倒傳遞類神經網路 …………………………………… 32
3.6.2 輻狀基底函數類神經網路 …………………………… 34
第四章 實驗設置與數據處理………………………………… 37
4.1 干擾效應實驗及資料庫說明 ……………………………… 37
4.1.1 風洞設備 ……………………………………………… 37
II
利用類神經網路預測建築物在干擾效應下之設計風載重(Ⅱ) 目錄
4.1.2 大氣邊界層流場之模擬 ……………………………… 38
4.1.3 風速量測 ……………………………………………… 39
4.1.4 風力量測 ……………………………………………… 39
4.1.5 六軸力平衡儀之描述 ………………………………… 40
4.1.6 力平衡儀量測系列之架設 …………………………… 40
4.1.7 改變干擾建築物高度比及寬度比系列 ……………… 40
4.1.8 改變主要量測建築物斷面系列 ……………………… 42
4.1.9 實驗座標系統 ………………………………………… 43
4.2 類神經網路主題說明 ……………………………………… 45
4.2.1 輻狀基底函數類神經網路架構 ……………………… 45
4.2.2 使用參數及資料庫之訂定 …………………………… 46
第五章 實驗結果與討論……………………………………… 47
5.1 資料庫內容之說明 ………………………………………… 48
5.2 類神經網路預測 …………………………………………… 49
5.2.1 類神經網路模式的建立 ……………………………… 49
5.2.2 干擾係數預測點資料之分佈與預測 ………………… 51
5.2.3 設計風載重 …………………………………………… 59
5.3 干擾效應實驗結果之探討 ………………………………… 75
5.3.1 C 地況改變主建物及干擾建物 ……………………… 75
5.3.2 B 地況 ………………………………………………… 77
第六章 結論與建議…………………………………………… 81
6.1 結論 ………………………………………………………… 81
6.2 建議 ………………………………………………………… 81
第七章 參考文獻……………………………………………… 83
III
利用類神經網路預測建築物在干擾效應下之設計風載重(Ⅱ) 目錄
圖目錄
圖(3-1) m 隨Zo 遞增之關係圖------------------------------------------------------------ 86
圖(3-2) 鈍體分離流及渦漩示意圖------------------------------------------------------- 86
圖(3-3) 實驗模型之座標軸及0 度角定義圖------------------------------------------- 87
圖(3-4) 模型與力平衡儀之動力反應頻譜轉換圖------------------------------------- 88
圖(3-5) 倒傳遞類神經網路架構圖------------------------------------------------------- 33
圖(3-6) 倒傳遞類神經網路神經元示意圖---------------------------------------------- 34
圖(3-7) 輻狀基底函數類神經網路架構------------------------------------------------- 35
圖(4-1) 淡江大學結構氣動力風洞實驗室平面圖------------------------------------- 89
圖(4-2) 地況A、B、C 之(1)平均風速(2)紊流強度(3)長度尺度 剖面----------- 90
圖(4-3) 決定擾流板之高度與寬度之經驗曲線圖------------------------------------- 91
圖(4-4) 地況C 與地況A 之邊界層模擬圖----------------------------------------------92
圖(4-5) 地況A、B、C 之錐形擾流板設計尺寸圖------------------------------------93
圖(4-6) 模擬邊界層流場之粗糙元素尺寸圖--------------------------------------------95
圖(4-7) 淡江大學邊界層一號風洞實驗室內部設置圖--------------------------------96
圖(4-8) 本實驗所採用之力平衡儀各構件圖--------------------------------------------96
圖(4-9) 改變干擾建物高寬比系列------------------------------------------------------- 41
圖(4-10) 改變主要建物斷面系列--------------------------------------------------------- 42
圖(4-11) 干擾效應113 點實驗座標系統圖--------------------------------------------- 43
圖(4-12) 干擾效應24 點實驗座標系統圖---------------------------------------------- 44
圖(5-1) C 地況實驗與預測值的比較----------------------------------------------------- 53
圖(5-2) C 地況類神經網路干擾係數預測之絕對誤差-------------------------------- 54
圖(5-3) C 地況忽略共振部份實驗與預測值比較-------------------------------------- 54
圖(5-4) B 地況實驗與預測值的比較----------------------------------------------------- 55
圖(5-5) B 地況類神經網路干擾係數預測之絕對誤差-------------------------------- 56
圖(5-6) B 地況忽略共振部份實驗與預測值比較-------------------------------------- 57
圖(5-7) A 地況實驗與預測值的比較----------------------------------------------------- 58
圖(5-8) A 地況類神經網路干擾係數預測之絕對誤差-------------------------------- 58
圖(5-9) A 地況忽略共振部份實驗與預測值比較-------------------------------------- 59
IV
利用類神經網路預測建築物在干擾效應下之設計風載重(Ⅱ) 目錄
圖(5-10) C 地況無因次化頻率0.2 順風向預測干擾係數與設計風載重誤差比較-60
圖(5-11) C 地況無因次化頻率0.2 橫風向預測干擾係數與設計風載重誤差比較-61
圖(5-12) C 地況無因次化頻率0.2 實驗、預測及單棟設計風載重之比較----------62
圖(5-13) C 地況無因次化頻率0.3 順風向預測干擾係數與設計風載重誤差比較-63
圖(5-14) C 地況無因次化頻率0.3 橫風向預測干擾係數與設計風載重誤差比較-63
圖(5-15) C 地況無因次化頻率0.3 實驗、預測及單棟設計風載重之比較----------65
圖(5-16) B 地況無因次化頻率0.2 順風向預測干擾係數與設計風載重誤差比較-66
圖(5-17) B 地況無因次化頻率0.2 橫風向預測干擾係數與設計風載重誤差比較-66
圖(5-18) B 地況無因次化頻率0.2 實驗、預測及單棟設計風載重之比較----------67
圖(5-19) B 地況無因次化頻率0.3 順風向預測干擾係數與設計風載重誤差比較-68
圖(5-20) B 地況無因次化頻率0.3 橫風向預測干擾係數與設計風載重誤差比較-68
圖(5-21) B 地況無因次化頻率0.3 實驗、預測及單棟設計風載重之比較----------69
圖(5-22) A 地況無因次化頻率0.2 順風向預測干擾係數與設計風載重誤差比較-71
圖(5-23) A 地況無因次化頻率0.2 橫風向預測干擾係數與設計風載重誤差比較-71
圖(5-24) A 地況無因次化頻率0.2 實驗、預測及單棟設計風載重之比較----------72
圖(5-25) A 地況無因次化頻率0.3 順風向預測干擾係數與設計風載重誤差比較-73
圖(5-26) A 地況無因次化頻率0.3 橫風向預測干擾係數與設計風載重誤差比較-73
圖(5-27) A 地況無因次化頻率0.3 實驗、預測及單棟設計風載重之比較----------74
Terrain C
圖(5-28) BD0.5-Rb0.75 順風向平均風力干擾係數(等值線圖)-------------------------97
圖(5-29) BD0.5-Rb0.75 順風向平均風力干擾係數(分佈圖)----------------------------97
圖(5-30) BD0.5-Rb0.75 順風向背景部份干擾係數(等值線圖)-------------------------97
圖(5-31) BD0.5-Rb0.75 順風向背景部份干擾係數(分佈圖)----------------------------98
圖(5-32) BD0.5-Rb0.75 橫風向背景部份干擾係數(等值線圖)-------------------------98
圖(5-33) BD0.5-Rb0.75 橫風向背景部份干擾係數(分佈圖)----------------------------98
圖(5-34) BD0.5-Rb0.75 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(等值線圖)--------99
圖(5-35) BD0.5-Rb0.75 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(分佈圖)-----------99
圖(5-36) BD0.5-Rb0.75 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(等值線圖)--------99
圖(5-37) BD0.5-Rb0.75 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(分佈圖)----------100
V
利用類神經網路預測建築物在干擾效應下之設計風載重(Ⅱ) 目錄
圖(5-38) BD0.5-Rb0.75 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(等值線圖)------100
圖(5-39) BD0.5-Rb0.75 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(分佈圖)---------100
圖(5-40) BD0.5-Rb0.75 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(等值線圖)------101
圖(5-41) BD0.5-Rb0.75 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(分佈圖)---------101
圖(5-42) BD0.5-Rb1.5 順風向平均風力干擾係數(等值線圖)-------------------------102
圖(5-43) BD0.5-Rb1.5 順風向平均風力干擾係數(分佈圖)----------------------------102
圖(5-44) BD0.5-Rb1.5 順風向背景部份干擾係數(等值線圖)-------------------------102
圖(5-45) BD0.5-Rb1.5 順風向背景部份干擾係數(分佈圖)----------------------------103
圖(5-46) BD0.5-Rb1.5 橫風向背景部份干擾係數(等值線圖)-------------------------103
圖(5-47) BD0.5-Rb1.5 橫風向背景部份干擾係數(分佈圖)----------------------------103
圖(5-48) BD0.5-Rb1.5 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(等值線圖)--------104
圖(5-49) BD0.5-Rb1.5 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(分佈圖)-----------104
圖(5-50) BD0.5-Rb1.5 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(等值線圖)--------104
圖(5-51) BD0.5-Rb1.5 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(分佈圖)-----------105
圖(5-52) BD0.5-Rb1.5 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(等值線圖)--------105
圖(5-53) BD0.5-Rb1.5 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(分佈圖)-----------106
圖(5-54) BD0.5-Rb1.5 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(等值線圖)--------106
圖(5-55) BD0.5-Rb1.5 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(分佈圖)-----------106
圖(5-56) BD0.5-Rh0.75 順風向平均風力干擾係數(等值線圖)-----------------------107
圖(5-57) BD0.5-Rh0.75 順風向平均風力干擾係數(分佈圖)--------------------------107
圖(5-58) BD0.5-Rh0.75 順風向背景部份干擾係數(等值線圖)-----------------------107
圖(5-59) BD0.5-Rh0.75 順風向背景部份干擾係數(分佈圖)--------------------------108
圖(5-60) BD0.5-Rh0.7 橫風向背景部份干擾係數(等值線圖)-------------------------108
圖(5-61) BD0.5-Rh0.75 橫風向背景部份干擾係數(等值線圖)-----------------------108
圖(5-62) BD0.5-Rh0.75 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(等值線圖)------109
圖(5-63) BD0.5-Rh0.75 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(分佈圖)---------109
圖(5-64) BD0.5-Rh0.75 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(等值線圖)------109
圖(5-65) BD0.5-Rh0.75 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(分佈圖)---------110
圖(5-66) BD0.5-Rh0.75 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(等值線圖)------110
圖(5-67) BD0.5-Rh0.75 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(分佈圖)---------110
VI
利用類神經網路預測建築物在干擾效應下之設計風載重(Ⅱ) 目錄
圖(5-68) BD0.5-Rh0.75 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(等值線圖)------111
圖(5-69) BD0.5-Rh0.75 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(分佈圖)---------111
圖(5-70) BD0.5-Rh1.25 順風向平均風力干擾係數(等值線圖)-----------------------112
圖(5-71) BD0.5-Rh1.25 順風向平均風力干擾係數(分佈圖)--------------------------112
圖(5-72) BD0.5-Rh1.25 順風向背景部份干擾係數(等值線圖)-----------------------112
圖(5-73) BD0.5-Rh1.25 順風向背景部份干擾係數(分佈圖)--------------------------113
圖(5-74) BD0.5-Rh1.25 橫風向背景部份干擾係數(等值線圖)-----------------------113
圖(5-75) BD0.5-Rh1.25 橫風向背景部份干擾係數(分佈圖)--------------------------113
圖(5-76) BD0.5-Rh1.25 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(等值線圖)------114
圖(5-77) BD0.5-Rh1.25 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(分佈圖)---------114
圖(5-78) BD0.5-Rh1.25 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(等值線圖)------114
圖(5-79) BD0.5-Rh1.25 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(分佈圖)---------115
圖(5-80) BD0.5-Rh1.25 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(等值線圖)------115
圖(5-81) BD0.5-Rh1.25 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(分佈圖)----------115
圖(5-82) BD0.5-Rh1.25 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(等值線圖)-------116
圖(5-83) BD0.5-Rh1.25 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(分佈圖)----------116
圖(5-84) BD2.0-Rb0.75 順風向平均風力干擾係數(等值線圖)-----------------------117
圖(5-85) BD2.0-Rb0.75 順風向平均風力干擾係數(分佈圖)--------------------------117
圖(5-86) BD2.0-Rb0.75 順風向背景部份干擾係數(等值線圖)-----------------------117
圖(5-87) BD2.0-Rb0.75 順風向背景部份干擾係數(分佈圖)--------------------------118
圖(5-88) BD2.0-Rb0.75 橫風向背景部份干擾係數(等值線圖)-----------------------118
圖(5-89) BD2.0-Rb0.75 橫風向背景部份干擾係數(分佈圖)--------------------------118
圖(5-90) BD2.0-Rb0.75 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(等值線圖)------119
圖(5-91) BD2.0-Rb0.75 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(分佈圖)---------119
圖(5-92) BD2.0-Rb0.75 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(等值線圖)------119
圖(5-93) BD2.0-Rb0.75 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(分佈圖)---------120
圖(5-94) BD2.0-Rb0.75 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(等值線圖)------120
圖(5-95) BD2.0-Rb0.75 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(分佈圖)---------120
圖(5-96) BD2.0-Rb0.75 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(等值線圖)------121
圖(5-97) BD2.0-Rb0.75 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(分佈圖)---------121
VII
利用類神經網路預測建築物在干擾效應下之設計風載重(Ⅱ) 目錄
圖(5-98) BD2.0-Rb1.5 順風向平均風力干擾係數(等值線圖)------------------------122
圖(5-99) BD2.0-Rb1.5 順風向平均風力干擾係數(分佈圖)---------------------------122
圖(5-100) BD2.0-Rb1.5 順風向背景部份干擾係數(等值線圖)-----------------------122
圖(5-101) BD2.0-Rb1.5 順風向背景部份干擾係數(分佈圖)--------------------------123
圖(5-102) BD2.0-Rb1.5 橫風向背景部份干擾係數(等值線圖)-----------------------123
圖(5-103) BD2.0-Rb1.5 橫風向背景部份干擾係數(分佈圖)--------------------------123
圖(5-104) BD2.0-Rb1.5 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(等值線圖)------124
圖(5-105) BD2.0-Rb1.5 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(分佈圖)---------124
圖(5-106) BD2.0-Rb1.5 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(等值線圖)------124
圖(5-107) BD2.0-Rb1.5 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(分佈圖)---------125
圖(5-108) BD2.0-Rb1.5 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(等值線圖)------125
圖(5-109) BD2.0-Rb1.5 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(分佈圖)---------125
圖(5-110) BD2.0-Rb1.5 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(等值線圖)------126
圖(5-111) BD2.0-Rb1.5 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(分佈圖)----------126
圖(5-112) BD2.0-Rh0.75 順風向平均風力干擾係數(等值線圖)----------------------127
圖(5-113) BD2.0-Rh0.75 順風向平均風力干擾係數(分佈圖)-------------------------127
圖(5-114) BD2.0-Rh0.75 順風向背景部份干擾係數(等值線圖)----------------------127
圖(5-115) BD2.0-Rh0.75 順風向背景部份干擾係數(分佈圖)-------------------------128
圖(5-116) BD2.0-Rh0.75 橫風向背景部份干擾係數(等值線圖)----------------------128
圖(5-117) BD2.0-Rh0.75 橫風向背景部份干擾係數(分佈圖)-------------------------128
圖(5-118) BD2.0-Rh0.75 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(等值線圖)-----129
圖(5-119) BD2.0-Rh0.75 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(分佈圖)--------129
圖(5-120) BD2.0-Rh0.75 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(等值線圖)-----129
圖(5-121) BD2.0-Rh0.75 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(分佈圖)--------130
圖(5-122) BD2.0-Rh0.75 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(等值線圖)-----130
圖(5-123) BD2.0-Rh0.75 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(分佈圖)--------130
圖(5-124) BD2.0-Rh0.75 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(等值線圖)-----131
圖(5-125) BD2.0-Rh0.75 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(分佈圖)--------131
圖(5-126) BD2.0-Rh1.25 順風向平均風力干擾係數(等值線圖)----------------------132
圖(5-127) BD2.0-Rh1.25 順風向平均風力干擾係數(分佈圖)-------------------------132
VIII
利用類神經網路預測建築物在干擾效應下之設計風載重(Ⅱ) 目錄
圖(5-128) BD2.0-Rh1.25 順風向背景部份干擾係數(等值線圖)----------------------132
圖(5-129) BD2.0-Rh1.25 順風向背景部份干擾係數(分佈圖)-------------------------133
圖(5-130) BD2.0-Rh1.25 橫風向背景部份干擾係數(等值線圖)----------------------133
圖(5-131) BD2.0-Rh1.25 橫風向背景部份干擾係數(分佈圖)-------------------------133
圖(5-132) BD2.0-Rh1.25 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(等值線圖)-----134
圖(5-133) BD2.0-Rh1.25 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(分佈圖)--------134
圖(5-134) BD2.0-Rh1.25 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(等值線圖)-----134
圖(5-135) BD2.0-Rh1.25 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(分佈圖)--------135
圖(5-136) BD2.0-Rh1.25 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(等值線圖)-----135
圖(5-137) BD2.0-Rh1.25 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(分佈圖)--------135
圖(5-138) BD2.0-Rh1.25 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(等值線圖)-----136
圖(5-139) BD2.0-Rh1.25 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(分佈圖)--------136
Terrain B
圖(5-140) BH6-Rb1.0 順風向平均風力干擾係數(等值線圖)--------------------------137
圖(5-141) BH6-Rb1.0 順風向平均風力干擾係數(分佈圖)-----------------------------137
圖(5-142) BH6-Rb1.0 順風向背景部份干擾係數(等值線圖)--------------------------137
圖(5-143) BH6-Rb1.0 順風向背景部份干擾係數(分佈圖)-----------------------------138
圖(5-144) BH6-Rb1.0 橫風向背景部份干擾係數(等值線圖)--------------------------138
圖(5-145) BH6-Rb1.0 橫風向背景部份干擾係數(分佈圖)-----------------------------138
圖(5-146) BH6-Rb1.0 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(等值線圖)---------139
圖(5-147) BH6-Rb1.0 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(分佈圖)------------139
圖(5-148) BH6-Rb1.0 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(等值線圖)---------139
圖(5-149) BH6-Rb1.0 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(分佈圖)------------140
圖(5-150) BH6-Rb1.0 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(等值線圖)---------140
圖(5-151) BH6-Rb1.0 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(分佈圖)------------140
圖(5-152) BH6-Rb1.0 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(等值線圖)---------141
圖(5-153) BH6-Rb1.0 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(分佈圖)------------141
圖(5-154) BH6-Rb0.75 順風向平均風力干擾係數(等值線圖)------------------------142
圖(5-155) BH6-Rb0.75 順風向平均風力干擾係數(分佈圖)---------------------------142
IX
利用類神經網路預測建築物在干擾效應下之設計風載重(Ⅱ) 目錄
圖(5-156) BH6-Rb0.75 順風向背景部份干擾係數(等值線圖)------------------------142
圖(5-157) BH6-Rb0.75 順風向背景部份干擾係數(分佈圖)---------------------------143
圖(5-158) BH6-Rb0.75 橫風向背景部份干擾係數(等值線圖)------------------------143
圖(5-159) BH6-Rb0.75 橫風向背景部份干擾係數(分佈圖)---------------------------143
圖(5-160) BH6-Rb0.75 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(等值線圖)-------144
圖(5-161) BH6-Rb0.75 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(分佈圖)----------144
圖(5-162) BH6-Rb0.75 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(等值線圖)-------144
圖(5-163) BH6-Rb0.75 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(分佈圖)----------145
圖(5-164) BH6-Rb0.75 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(等值線圖)-------145
圖(5-165) BH6-Rb0.75 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(分佈圖)----------145
圖(5-166) BH6-Rb0.75 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(等值線圖)-------146
圖(5-167) BH6-Rb0.75 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(分佈圖)----------146
圖(5-168) BH6-Rb1.5 順風向平均風力干擾係數(等值線圖)--------------------------147
圖(5-169) BH6-Rb1.5 順風向平均風力干擾係數(分佈圖)-----------------------------147
圖(5-170) BH6-Rb1.5 順風向背景部份干擾係數(等值線圖)--------------------------147
圖(5-171) BH6-Rb1.5 順風向背景部份干擾係數(分佈圖)-----------------------------148
圖(5-172) BH6-Rb1.5 橫風向背景部份干擾係數(等值線圖)--------------------------148
圖(5-173) BH6-Rb1.5 橫風向背景部份干擾係數(分佈圖)-----------------------------148
圖(5-174) BH6-Rb1.5 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(等值線圖)---------149
圖(5-175) BH6-Rb1.5 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(分佈圖)------------149
圖(5-176) BH6-Rb1.5 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(等值線圖)---------149
圖(5-177) BH6-Rb1.5 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(分佈圖)------------150
圖(5-178) BH6-Rb1.5 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(等值線圖)---------150
圖(5-179) BH6-Rb1.5 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(分佈圖)------------150
圖(5-180) BH6-Rb1.5 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(等值線圖)---------151
圖(5-181) BH6-Rb1.5 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(分佈圖)------------151
圖(5-182) BH6-Rh0.75 順風向平均風力干擾係數(等值線圖)------------------------152
圖(5-183) BH6-Rh0.75 順風向平均風力干擾係數(分佈圖)---------------------------152
圖(5-184) BH6-Rh0.75 順風向背景部份干擾係數(等值線圖)------------------------152
圖(5-185) BH6-Rh0.75 順風向背景部份干擾係數(分佈圖)---------------------------153
X
利用類神經網路預測建築物在干擾效應下之設計風載重(Ⅱ) 目錄
圖(5-186) BH6-Rh0.75 橫風向背景部份干擾係數(等值線圖)------------------------153
圖(5-187) BH6-Rh0.75 橫風向背景部份干擾係數(分佈圖)---------------------------153
圖(5-188) BH6-Rh0.75 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(等值線圖)-------154
圖(5-189) BH6-Rh0.75 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(分佈圖)-----------154
圖(5-190) BH6-Rh0.75 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(等值線圖)-------154
圖(5-191) BH6-Rh0.75 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(分佈圖)----------155
圖(5-192) BH6-Rh0.75 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(等值線圖)-------155
圖(5-193) BH6-Rh0.75 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(分佈圖)----------155
圖(5-194) BH6-Rh0.75 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(等值線圖)-------156
圖(5-195) BH6-Rh0.75 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(分佈圖)----------156
圖(5-196) BH6-Rh1.25 順風向平均風力干擾係數(等值線圖)------------------------157
圖(5-197) BH6-Rh1.25 順風向平均風力干擾係數(分佈圖)---------------------------157
圖(5-198) BH6-Rh1.25 順風向背景部份干擾係數(等值線圖)------------------------157
圖(5-199) BH6-Rh1.25 順風向背景部份干擾係數(分佈圖)---------------------------158
圖(5-200) BH6-Rh1.25 橫風向背景部份干擾係數(等值線圖)------------------------158
圖(5-201) BH6-Rh1.25 橫風向背景部份干擾係數(分佈圖)---------------------------158
圖(5-202) BH6-Rh1.25 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(等值線圖)-------159
圖(5-203) BH6-Rh1.25 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(分佈圖)----------159
圖(5-204) BH6-Rh1.25 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(等值線圖)-------159
圖(5-205) BH6-Rh1.25 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(分佈圖)----------160
圖(5-206) BH6-Rh1.25 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(等值線圖)-------160
圖(5-207) BH6-Rh1.25 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(分佈圖)----------160
圖(5-208) BH6-Rh1.25 無因次化頻率0.3橫風向共振干擾係數(等值線圖)--------161
圖(5-209) BH6-Rh1.25 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(分佈圖)----------161
圖(5-210) BD0.5-Rb1.0 順風向平均風力干擾係數(等值線圖)-----------------------162
圖(5-211) BD0.5-Rb1.0 順風向平均風力干擾係數(分佈圖)--------------------------162
圖(5-212) BD0.5-Rb1.0 順風向背景部份干擾係數(等值線圖)-----------------------162
圖(5-213) BD0.5-Rb1.0 順風向背景部份干擾係數(分佈圖)--------------------------163
圖(5-214) BD0.5-Rb1.0 橫風向背景部份干擾係數(等值線圖)-----------------------163
圖(5-215) BD0.5-Rb1.0 橫風向背景部份干擾係數(分佈圖)--------------------------163
XI
利用類神經網路預測建築物在干擾效應下之設計風載重(Ⅱ) 目錄
圖(5-216) BD0.5-Rb1.0 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(等值線圖)------164
圖(5-217) BD0.5-Rb1.0 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(分佈圖)---------164
圖(5-218) BD0.5-Rb1.0 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(等值線圖)------164
圖(5-219) BD0.5-Rb1.0 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(分佈圖)---------165
圖(5-220) BD0.5-Rb1.0 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(等值線圖)------165
圖(5-221) BD0.5-Rb1.0 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(分佈圖)---------165
圖(5-222) BD0.5-Rb1.0 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(等值線圖)------166
圖(5-223) BD0.5-Rb1.0 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(分佈圖)---------166
圖(5-224) BD2.0-Rb1.0 順風向平均風力干擾係數(等值線圖)-----------------------167
圖(5-225) BD2.0-Rb1.0 順風向平均風力干擾係數(分佈圖)--------------------------167
圖(5-226) BD2.0-Rb1.0 順風向背景部份干擾係數(等值線圖)-----------------------167
圖(5-227) BD2.0-Rb1.0 順風向背景部份干擾係數(分佈圖)--------------------------168
圖(5-228) BD2.0-Rb1.0 橫風向背景部份干擾係數(等值線圖)-----------------------168
圖(5-229) BD2.0-Rb1.0 橫風向背景部份干擾係數(分佈圖)--------------------------168
圖(5-230) BD2.0-Rb1.0 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(等值線圖)------169
圖(5-231) BD2.0-Rb1.0 無因次化頻率0.2 順風向共振干擾係數(分佈圖)---------169
圖(5-232) BD2.0-Rb1.0 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(等值線圖)------169
圖(5-233) BD2.0-Rb1.0 無因次化頻率0.2 橫風向共振干擾係數(分佈圖)---------170
圖(5-234) BD2.0-Rb1.0 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(等值線圖)------170
圖(5-235) BD2.0-Rb1.0 無因次化頻率0.3 順風向共振干擾係數(分佈圖)---------170
圖(5-236) BD2.0-Rb1.0 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(等值線圖)------171
圖(5-237) BD2.0-Rb1.0 無因次化頻率0.3 橫風向共振干擾係數(分佈圖)---------171
XII
利用類神經網路預測建築物在干擾效應下之設計風載重(Ⅱ) 目錄
XIII
表目錄
表(3-1) 指數律參數建議值------------------------------------------------------------------16
表(3-2) 對數律參數建議值------------------------------------------------------------------17
表(3-3) 常用β 值與0的關係---------------------------------------------------------------18 z
表(3-4) 各型式之輻狀基底函數-------------------------------------------------------------36
表(4-1) 改變寬度比系列模型尺寸----------------------------------------------------------41
表(4-2) 改變高度比系列模型尺寸----------------------------------------------------------42
表(4-3) 改變主要建築物斷面系列模型尺寸----------------------------------------------42
表(4-4) A 地況干擾效應資料庫--------------------------------------------------------------44
表(4-5) B 地況干擾效應資料庫--------------------------------------------------------------45
表(4-6) C 地況干擾效應資料庫--------------------------------------------------------------45
表(5-1) 實驗室原始資料庫A、C 地況數據列表----------------------------------------48
表(5-2) C 地況各項輸出變數之分散參數與MAE----------------------------------------50
表(5-3) B 地況各項輸出變數之分散參數與MAE----------------------------------------50
表(5-4) A 地況各項輸出變數之分散參數與MAE----------------------------------------50
表(5-5) A 地況類神經網路預測資料點及干擾建築物組合-----------------------------52
表(5-6) B、C 地況類神經網路預測資料點及干擾建築物組合------------------------52
參考文獻 [1] 陳姵君, 2007, “利用類神經網路預測建築物在干擾效應下之設計風載重”,
淡江大學土木工程學系碩士班
[2] 王嘉國, 2006, “干擾效應對高層建築設計風力的影響(II)”, 淡江大學土木工
程學系碩士班.
[3] 林倚仲, 2005, “干擾效應對高層建築設計風力的影響”, 淡江大學土木工程
學系碩士班.
[4] Armitt, J. & Counihan, J., 1968, " The Simulation of the Atmospheric
Environment ", Vol.2.﹐pp.49-71.
[5] Counihan﹐J.﹐1970﹐" An Improved Method of Simulation Atmospheric
Boundary Layer "﹐Atmospheric Environment﹐Vol.4﹐pp.159-275.
[6] Counihan﹐J.﹐1970﹐" Further Measurements in a Simulated Atmospheric
Bounday Layer "﹐Atmospheric Environment﹐Vol.4﹐pp.159-275.
[7] Counihan﹐J.﹐1973﹐" Simulation of an Adiabatic Urban Boundary Layer in a
Wind Tunnel "﹐Atmospheric Environment﹐Vol.7﹐pp.673-689.
[8] Standen﹐N. M.﹐1972﹐" A Spire Array for Generating Thick Turbulent Shear
Layers for Natural Wind Simulation in Wind Tunnels"﹐Rep. LTR-LA-94﹐
National Aeronautical Establishment﹐Ottawa﹐Canada.
[9] Barret, R. V., 1972, " A Versatile Compact Wind Tunnel for Industrial
Aerodynamics" ﹐ Technical note ﹐ Atmospheric Environment ﹐ Vol.6 ﹐
pp.491-495.
[10] Cook﹐N. J.﹐1973﹐"On Simulating the lower Third of the Urban Adiabatic
Boundary Layer in a Wind Tunnel"﹐Atmospheric Environment﹐Vol.7﹐
pp.691-705.
[11] Cermak﹐J. E.﹐ Peterka﹐J. A.﹐1974﹐ " Simulation of Atmospheric Flows in
Short Wind Tunnel Test Sections"﹐Center for Building Technology﹐IAT﹐
National Bureau of Standards Washington﹐D.C.﹐June.
[12] T﹐Tschanz.﹐1983﹐" The base balance technique for the determination of
dynamic wind loads "﹐J. Wind Eng. Ind. Aero.﹐Vol.13﹐pp.429-439.
[13] Nakamura﹐Y.﹐Ohya﹐Y.﹐ 1984﹐ " The effects of turbulence on the mean flow
past two dimensional rectangular cylinders ", J. of Fluid. Mech.﹐Vol.149﹐
pp.255-273.
[14] Hoerner F. S.﹐Fluid Dynamic Drag. published by the author﹐148 Busteed Drive.
Midland Park. N. J.﹐1965.
[15] 鄭啟明,林為哲,蕭葆羲,1987, "圓柱形結構模型橫風向振動之風洞試驗研究",
行政院國家科學委員會研究計劃研究報告.
83
利用類神經網路預測建築物在干擾效應下之設計風載重(Ⅱ) 參考文獻
[16] Jesen﹐M.﹐1958﹐"The Model Law for Phenomena in Natural Wind " Ingeioen
International Edition﹐Vol.2﹐No.4﹐pp.121-123.
[17] Whitbread﹐R. E.﹐1963 ﹐" Model Simulation of Wind Effects on Structures"
Proceeding of the Conference on Wind Effects on Buildings and Structures﹐
pp.284-306.
[18] Biggs﹐J. M.﹐1954 ﹐" Wind Load on Truss Bridges"﹐ ASCE﹐pp.879.
[19] Hunt﹐A.﹐1982﹐" Wind Tunnel Measurement of Surface Pressure on Cubic
Building Models at Several Scales " J. Wind Eng. Ind. Aero.﹐Vol. 10﹐
pp.137-163.
[20] T, Tschanz., 1983, “The base balance technique for the determination of
dynamic wind loads”, J. Wind Eng. Ind. Aero., Vol.13, pp.429-439
[21] 盧博堅, 鄭啟明,賴建志,1995, "邊界層中三方柱體群縱向與橫向排列所受風
力之交互作用",The Chinese Journal of Mechanics﹐Vol.11﹐ pp.185-193.
[22] Kareem﹐A﹐1987﹐"The effect of aerodynamic interference on the dynamic
response of prismatic structures", J. Wind Eng. Ind. Aero.﹐Vol.25﹐pp.365-372.
[23] Chii-Ming Cheng,Yi-Jong Lin, 〝Interference Effects on the Design Wind Loads
of Tall Buildings〞.
[24] Z.N. Xie and M. Gu, 2004, “Mean interference effects among tall buildings”,
Engineering structures 26, pp. 1173-1183.
[25] English,E.C., "Shielding factors from Wind-Tunnel studies of prismatic
structures", J. Wind Eng. Ind. Aero.﹐Vol.36﹐pp.611-619.
[26] English,E.C., "Shielding factors from Wind-Tunnel studies of Mid-Rise and
High-Rise structures", Proceedings Fifth U. S. Conference on Wind
Engineering,1985.
[27] A.C. Khanduri, T. Stathopoulos, C. Bédard, 1998, “Wind-induced interference
effects on buildings – a review of the state-of-the-art”, Engineering Structures,
Vol. 20, No. 7, pp.617-630.
[28] Peng Huang and Ming Gu, 2005, “Experimental study on wind-induced
dynamic interference effects between two tall buildings”, Wind and structures,
Vol.8, No. 3, pp. 147-161.
[29] Daryl W. Boggs, Jon A. 1993, Peterka and Jack E. Cermak, “Wind Tunnel Tests:
31-Story Building, Taipei City, Taiwan ROC”, CPP Project 92-0857, April.
[30] 張裴章, 張麗秋, 2005, “類神經網路”, 東華書局
[31] 周鵬程, 2004, “類神經網路入門”, 全華科技圖書股份有限公司
[32] E.C. English, F.R. Fricke, 1999, “The interference index and its prediction using
a neural network analysis of wind-tunnel data”, J. Wind Eng. Ind. Aero., 83,
567-575.
84
利用類神經網路預測建築物在干擾效應下之設計風載重(Ⅱ) 參考文獻
85
[33] A.C. Khanduri, C. Bédard, T. Stathopoulos*, 1997, “Modeling wind-induced
interference effects using backpropagation neural networks”, J. Wind Eng. Ind.
Aero., 72, 71-79.
[34] Aishe Zhang, Ling Zhang, 2004, “RBF neural networks for the prediction of
building interference effects”, Computers and Structures 82, pp.2333-2339
[35] Davenport, A.G., 1956, “The Relationship of Wind Structure to Wind Loading”,
Proc, Symp. on Wind Effects on Buildings and Structures, Vol. 1, National
Physical Laboratory, Teddington, U.K. Her Majesty’s Stationary Office, London,
p.53-102.
[36] American National Standard A58.1-1982 Minimun American National Standard
Institute, Inc., New York.
[37] 營建雜誌社, 2006, “建築物耐風設計規範及解說”.
[38] Emil Simiu, Rebort H. Scanlan, 1986, “Wind Effects on Structures” 2nd edit.,
John Wiley & Sons.
[39] Davenport, A.G., 1961, “The Spectrum of Horizontal Gustiness Near the
Ground in High Winds”, J. Royal Meteorol. Soc., 87, p194-211
[40] Kawai, H., 1998, “Effect of corner modifications on aeroelastic instabilities of
tall buildings”, J. of Wind Eng. & Ind. Aero., Vol. 74-76, p.719-729.
[41] Huang P., 2001, “Wind-induced interference effects on tall buildings”, Ph.D.
Thesis. Tongji University, China.
[42] 劉中泰, 2001, “高層建築之斷面形式對其設計風載重之影響”, 淡江大學土
木工程研究所碩士論文
[43] 謝雨利, 2000, “幾何造型對高層建築設計風載重的影響”, 淡江大學土木工
程研究所碩士論文
[44] 劉啟威, 2003, “不同斷面型式之高層建築對設計風載重之風洞實驗研究”,
淡江大學土木工程研究所碩士論文
[45] 陳信甫, 2003, “紊流邊界層對高層建築設計風力的影響”, 淡江大學土木工
程研究所碩士論文
[46] 張嘉文, 1999, “以力平衡儀評估高層建築之設計風載重”, 淡江大學土木工
程研究所碩士論文
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