翻閱規範是件繁瑣的事，建物耐風設計規範內含許多的參數需要考慮，其適用的範圍與選定的時機，往往困惑著設計者；再者計算過程中容易因為遺漏與疏忽而發生錯誤。倘若一風工程觀念薄弱之設計者，耐風設計規範的解讀及設計風載重的計算、組合有其困難度與耗時性。有鑑於此，本研究發展出一套專家系統，依據耐風設計規範、及其計算邏輯流程，將之編纂為法則(Rule)，可以使使用者僅需輸入建物之所處(如地況、縣市)、建物之特性（如用途、材質）、斷面的資料（如高度、寬度），即可透過本系統得到所需的各類設計風壓、風力值。在計算過程中所使用之參數亦能加以詳列，好處是可減少人為計算的錯誤，設計者亦能透過本系統快速地獲取所需資料，減少查詢、計算的時間，增加設計的效率與正確性。
本系統之應用範圍包括了兩個部分，一個是主抗風系統設計風力之評估，另一個是披覆物設計風壓之評估，而其中主抗風系統之風力分析對象又分為高層建築物、中高層建築物、低矮建築物(包含屋頂)以及開放式結構物；而批覆物表面風壓值的計算、則包括有建築物的外牆和屋頂兩個部分。
系統核心的推理邏輯為後向鏈結(Backward Chaining)或稱目標導向(Goal-Driven)，亦即使用者欲得到所需的結果，程式透過所編輯的法則，判斷及詢問所需的資料。系統架構是透過主從式網路環境執行。使用者介面主要是以JSP技術搭配IIS建立於瀏覽器上，輔以系統核心經由法則判斷、計算，得出依據耐風設計規範所限之最佳設計風壓與各個過程中參數的值，最後將結果以表格式輸出方便使用者查閱，且透過繪圖軟體產生風力曲線。

It is a tedious task to refer to wind code while performing structural building designs because lots of parameters need to be considered. The decision of their suitable ranges and application conditions can be very confusion sometimes. Moreover, the process of wind load calculation is prone to mistakes because of omitting or negligence. The comprehension of wind code and calculation of design wind loads are difficult and time-consuming for designers that have weak wind engineering concept. Therefore, Taiwan's new wind code and the logic flow of calculation were coded in rules, and a rule-based expert system was developed. Users only need to input the basic building information to get design wind pressures and wind loads as well as the parameters and coefficients used during calculation. The advantage is that mistakes can be reduced to a minimum and engineers can get the design information needed rapidly to reduce the time for wind load analysis and calculation, so as to increase the exactitude and efficiency.
The application areas of the system covers the evaluations of design wind loads for structural systems and design wind pressures for claddings. The subjects of building design wind load analysis include high-rise buildings, mid-rise buildings, low-rise buildings and open structures. The cladding wind pressure analysis takes account of exterior walls and roofs.
The expert system's inference strategy is backward chaining, also called goal-driven. Base on what the user wants, the system goes through the rules to uncover and inquire for the information needed. The user interface is built on Internet browsers using mostly JSP, and the knowledge base and inference engine are on a MS IIS server. The final results are listed in tables and various loading curves can be plotted using web-charting software.

誌謝	i
目錄	i
圖目錄	iv
表目錄	vi
符號對照表	vii
第一章	緒論	1
1.1	研究背景及動機	1
1.2	研究目的	3
1.3	研究方法	4
1.4	論文組織	5
第二章	文獻回顧	7
2.1	風工程相關理論	7
2.1.1	大氣邊界層流場之特性	7
2.1.2	平均風速剖面	7
2.1.3	紊流特性	8
2.1.3.1	紊流強度	9
2.1.3.2	紊流長度尺度	9
2.1.4	擾動風速頻譜	10
2.1.5	隨機資料處理	11
2.1.6	順風向風力	13
2.1.7	橫風向風力	13
2.1.8	扭轉向風力	14
2.2	網際網路相關理論與特性	14
2.2.1	CGI簡介	15
2.2.2	JavaScript 程式概述	17
2.2.3	Server Pages 概述	18
2.2.4	XML 簡介	20
2.3	專家系統簡介	22
2.3.1	專家系統理論	23
2.3.2	專家系統工具軟體	24
2.4	WebCharts 3D	24
2.5	Knowledge Wright	26
2.5.1	Knowledge Wright 簡介	26
2.5.2	Knowledge Wright Workshop	27
2.5.3	物件介紹	28
2.5.3.1	Knowledgebase	28
2.5.3.2	Fact	30
2.5.3.3	Question	30
2.5.3.4	Rule_set	31
2.5.3.5	Rules_table	31
2.5.3.6	Text	32
第三章	耐風設計規範	33
3.1	主要抗風系統風力之計算	33
3.1.1	適用範圍	33
3.1.2	設計風力計算式	34
3.1.3	風速壓	35
3.1.4	內風壓係數	36
3.2	局部建材及外部披覆物之設計風壓	37
3.2.1	適用範圍	37
3.2.2	設計風壓計算式	38
3.2.3	外風壓係數	39
第四章	系統架構設計之探討	40
4.1	系統流程設定	41
4.2	系統架構	41
4.2.1	使用者輸入資料階段	42
4.2.2	知識庫推理階段	46
4.2.3	資料輸出表示階段	46
4.3	專家系統核心	46
4.3.1	推理引擎—後向鏈結	47
4.3.2	知識表示	48
4.3.2.1	Fact	48
4.3.2.2	Rule_set	49
4.3.2.3	Rules_table	50
4.3.2.4	Text	51
4.4	繪圖套件	52
4.5	系統整合	54
4.5.1	計算邏輯比較	54
4.5.2	Web介面比較	55
4.5.3	核心比較	56
4.5.4	系統合併	57
第五章	系統展示與案例實作	58
5.1	系統環境	58
5.2	案例實作與審核	58
5.2.1	案例一：高層建築物主抗風系統	59
5.2.2	案例二：低矮建築物	61
5.2.3	案例三：開放式結構物	63
5.2.4	案例四：牆面披覆物(一)	65
5.2.5	案例五：牆面披覆物(二)	67
5.3	系統展示	68
第六章	結論與展望	82
6.1	結論	82
6.2	展望	83
參考文獻	85
附錄	87
圖 2- 1 共同閘道介面示意圖................................................................15
圖 2- 2 ASP 運作情形............................................................................19
圖 2- 3 JSP 運作情形.............................................................................20
圖 2- 4 WebCharts 3D 圖形化編輯介面...............................................25
圖 2- 5 Knowledgebase 中 main 介面..................................................29
圖 4- 1 系統計算流程............................................................................40
圖 4- 2 系統架構圖................................................................................41
圖 4- 3 基本輸入介面圖........................................................................43
圖 4- 4 建物特性輸入介面圖(1)............................................................43
圖 4- 5 建物特性輸入介面圖(2)............................................................43
圖 4- 6 建物特性輸入介面圖(3)............................................................43
圖 4- 7 建物特性輸入介面圖(4)............................................................44
圖 4- 8 建物斷面輸入介面圖................................................................44
圖 4- 9 檢視顯示圖................................................................................45
圖 4- 10 Fact 物件應用於規範(1)...........................................................48
圖 4- 11 Fact 物件應用於規範(2)...........................................................49
圖 4- 12 Rule_set 物件應用於規範.........................................................49
圖 4- 13 Rules_table 物件應用於規範....................................................51
圖 4- 14 Text 物件應用在規範................................................................52
圖 5- 1 高層建築物：基本資料輸入....................................................68
圖 5- 2 高層建築物：建物資料輸入....................................................68
圖 5- 3 高層建築物：建物特性輸入....................................................69
圖 5- 4 高層建築物：資料檢查............................................................69
圖 5- 5 高層建築物：結果(1)................................................................70
圖 5- 6 高層建築物：結果(2)................................................................70
圖 5- 7 高層建築物：計算參數............................................................70
圖 5- 8 低矮建築物：基本資料輸入....................................................71
圖 5- 9 低矮建築物：建物資料............................................................71
圖 5- 10 低矮建築物：建物特性及屋頂資料........................................72
圖 5- 11 低矮建築物：檢視輸入............................................................72
圖 5- 12 低矮建築物：輸出結果(1)........................................................73
圖 5- 13 低矮建築物：輸出結果(2)........................................................73
圖 5- 14 開放式結構物：基本資料輸入................................................74
圖 5- 15 開放式結構物：結構物資料....................................................74
圖 5- 16 開放式結構物：結構物特性....................................................75
圖 5- 17 開放式結構物：檢視資料........................................................75
圖 5- 18 開放式結構物：結果(1)............................................................76
圖 5- 19 開放式結構物：結果(2)............................................................76
圖 5- 20 披覆物風壓：基本資料輸入....................................................77
圖 5- 21 披覆物風壓：建物資料輸入....................................................77
圖 5- 22 披覆物風壓：建物特性及披覆物資料....................................78
圖 5- 23 披覆物風壓：檢視資料............................................................78
圖 5- 24 披覆物風壓：結果(1)................................................................79
圖 5- 25 披覆物風壓：結果(2)................................................................80
圖 5- 26 披覆物風壓：結果(3)................................................................80
圖 5- 27 披覆物風壓：結果(4)................................................................81
附圖 A Knowledge Wright Workshop 圖形化介面..............................87
附圖 B Knowledge Wright 結果顯示介面............................................87
附圖 C 外牆外風壓係數( h≦18 m 封閉式或部份封閉式建築物之局部
構件及外部被覆物)...................................................................88
附圖 D θ≦7°屋頂外風壓係數( h≦18 m 封閉式或部份封閉式建築物
之局部構件及外部被覆物).......................................................89
附圖 E 7°＜θ≦27°屋頂外風壓係數( h≦18 m 封閉式或部份封閉式建
築物之局部構件及外部被覆物)...............................................90
附圖 F 27°＜θ≦45°屋頂外風壓係數( h≦18 m 封閉式或部份封閉式
建築物之局部構件及外部被覆物)...........................................91
附圖 G 外牆與屋頂外風壓係數( h＞18 m 封閉式或部份封閉式建築物
之局部構件及外部被覆物).......................................................92
附圖 H 系統流程圖................................................................................93
表 2- 1 α、δ 與地況之對應表.............................................................8
表 2- 2 β 值對應表.................................................................................9
表 2- 3 Main 屬性..................................................................................29
表 2- 4 Question 屬性............................................................................30
表 2- 5 Rule_set 屬性............................................................................31
表 2- 6 Rules_table 屬性.......................................................................32
表 2- 7 Text 屬性...................................................................................32
表 3- 1 內風壓係數................................................................................36
表 4- 1 Webcharts 3D 的XML 的格式(1) .............................................53
表 4- 2 Webcharts 3D 的XML 的格式(2) .............................................54
表 5- 1 高層建築物計算及驗證計算結果比較表................................60
表 5- 2 低矮建築物計算及驗證計算結果比較表................................62
表 5- 3 開放式結構物計算及驗證計算結果比較表............................64
表 5- 4 披覆物計算及驗證計算結果比較表........................................66
表 5- 5 披覆物計算及驗證計算結果比較表(二)..................................67
附表 A 普通建築物設計風壓p 及設計風力F.....................................94
附表 B 柔性建築物設計風壓p 及設計風力F.....................................95

1.	Solari, G., “Equivalent wind spectrum technique: theory and application,” Journal of Structural Engineering, 114(6), pp.1303-1323 (1988)
2.	Simiu, Emil and Rebort H. Scanlan﹐“Wind Effects on Structures,” 2nd edit.﹐John Wiley & Sons (1986).
3.	Davenport, A. G., “The Spectrum of Horizontal Gustiness Near the Ground in High Winds,” J. Royal Meteorol. Soc. 87, pp. 194-211 (1961).
4.	Harris, R. I., Oct., “On the Spectrum and Auto-correlation Function of Gustiness in High Winds,” Electrical Research Association Rep. No. 5273 (1968).
5.	Kaimal, J. C., “Spectral Characteristics of Surface Layer Turbulence,” J. Royal Meterol Soc. ﹐Vol. 87﹐pp. 563-589 (1972).
6.	Davenport, A. G., 1967, “Gust loading factors”, Journal of Structural Division, Proceedings of ASCE, 93, pp.11-34.
7.	Melbourne, W. H., 1975, “Cross-wind Response of Structures to wind action”, 4th International Conference on Wind Effects on Buildings and Structures, Cambridge University Press, London.
8.	Saunders, J. W. and Melbourne, W. H., 1975, “Tall Rectangular Building Response to Cross-wind Excitation,” Proc. 4th International Conference on Wind Effects on Buildings and Structures, Cambridge University Press, pp. 369-379.
9.	Kwok, K. C. S. and Melbourne, W. H., 1981, “Wind-induced Lock-in Excitation of Tall Structures”, J. of The Structural Division, ASCE, V 107, No ST1, January, pp. 57-72.
10.	Holmes, J. D., 1987, “Mode shape corrections for dynamic response to wind”, Engineering Structures, 9, pp.210-212.
11.	Marukawa, H., Ohkuma, T., and Momomura, Y., 1983, “Across-wind and Torsional Acceleration of Prismatic High Rise Buildings”, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 13.
12.	Kareem, A., 1989, “Fluctuating wind loads on buildings”, Journal of Engineering Mechanics Division, ASCE, 108, pp.1086-1102.
13.	Fujii, K., Hibi, K., Otsuki, T. and Ueda, H., 1987, “measurements of fluctuating pressures on square cross section buildings”, Journal of Wind Engineering, JAWE, 31, pp.1-11(in Japanese).
14.	Tamura, Y., Kawai, H., Uematsu, Y., marukawa, H., Fujii, K. and Taniike, Y., 1996, “Wind load and wind-induced response estimations in the Recommendations for Loads on Buindings, AIJ 1993”, Engineering Structures, Vol. 18, No. 6, pp.399-411.
15.	Tamura, Y., Ohkuma, T., Okada, H. and Kanda, J., 1999, “Wind loading standards and design criteria in Japan”, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 83, pp.555-566.
16.	Marukawa, H., Ohkuma, T. and Momomura, Y., 1992, “Across-Wind and Torsional Acceleration of Prismatic High Rise Buildings”, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 41-44, pp.1139-1150.
17.	張君豪, CGI入門學習, 博碩文化股份有限公司(1998)
18.	肖治延, 用C語言進行CGI程序設計URL, http://www.encrypter.net/article_tw/article.htm, accessed, June (2005).
19.	「賽迪網」，URL: http://www0.ccidnet.com/school/web/2001/04/30/70_4064.html, accessed, June (2005).
20.	Jerry Bradenbaugh原著，陳建勳譯，「JavaScript應用程式設計」，碁峰資訊(2001)
21.	林邦傑，「JSP程式設計」，知城數位科技 (2000)。
22.	「WebCharts 3D」，URL: http://www.hallogram.com/webcharts/webcharts.html, accessed, June (2005).
23.	「KnowledgeWright Overview」，URL: http://www.amzi.com/manuals/kw4/overview/knowledgewright_overview.html#overview, accessed, June (2005).
24.	建築物耐風設計規範(草案)：條文與解說
25.	AS 1170.2, 1989, The Australian Wind Loading Standard, SAA.
Ballio, G. and Solari, G. 1992 “The park tower in Milan”, Costruzioni Metalliche, 3, p.141-164.
26.	Ballio, G. and Solari, G. 1992 “A steel structure of 1933 in the light of past and present knowledge”, Costruzioni Metalliche, 4, p.211-233.
27.	ASCE7-98, 2000, Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures, ASCE.
28.	AS/NZS1170.2, 2002, Australian/New Zealand Standard, Structural design actions, Part2: Wind actions, Standard Australia, Standards New Zealand, pp.89.
29.	曾兆玄，「高層建築設計風力規範專家系統之發展」，淡江大學(2004)。