為有效減輕地震帶來的災害,強化建築結構或設備的抗震能力,
是當今工程界及設備製造商的重要課題。
中國文化大學體育館由於結構特殊,採用搭接組合式「挫屈拘束韌性支撐」
(Buckling Restrained Braces;簡稱BRB),
利用其具有優良的消能能力,將地震或外力的能量吸收轉換,
降低側向振動位移量,以加強建築物結構主體的防震能力。
體育館實體模型 體育館3D模擬模型
三度空間的桁架拱
文化大學一萬五千餘坪巨蛋形式的多功能體育館在2005年全部完工,
是全東亞最豪華的校園體育館。
建築外觀可以分為體育館(橢圓棟)以及教學棟(L棟)兩部分,
融合原校園景觀外,體育館採圓弧立面以順應道路與地形,
文大興建的綜合性體育館中包括主要球場、教學球場、訓練教室、
游泳池及體育交流會議廳等設施。
體育場區是一個75mx50m的橢圓造型,
除了在八樓、五樓和二樓為完整橢圓平面外,
其餘樓層皆僅為圍繞橢圓外型的外環跑道或維修走道。
教學棟部分則面對文大的校園景觀,呈L型的設計包圍了橢圓形的體育館。
體育館內部包括兩座游泳池,
游泳池區擁有25×25m的半開放空間主池、水療池、暖身池等。
另外,較特別的有保齡球館、SPA三溫暖、空氣手槍射擊場、
三百人宴會廳、藝廊和功能多元化並可容納二千八百人的綜合球類館。
游泳池 SPA池
主結構體紅色圈處為MEGA-COLUMN
為了提供更寬廣的無柱空間,
體育館整體結構主要利用四根群柱
(MEGA-COLUMN)作支撐,
其配置於約橢圓三等份的中心區域的四角。
在結構系統方面,採三度空間的桁架拱,
並使其傾斜而構成漸變深度的懸挑系統。
而教室、辦公區則是14mx60m的矩形建築物,
結構系統為跨距10m的韌性立體鋼構架,
兩者於二樓、三樓、五樓、八樓
由剛性樓版連接,
整體結構系統則是由斜撐桁架系統
與韌性抗彎矩構架系統所組合而成。
主結構體MEGA-COLUMN工地照
因文大體育館建築結構系統特殊,傳統建築法規中並無相關規定,
興建體育館還需另行發展專屬的設計條件,
所以在細部設計上,除了依循台灣建築法規外,
耐震設計亦參考美國ATC40及FEMA 273的精神進行3-D非線性分析,
以期瞭解結構在極罕見地震(2500年回歸期)下各桿件的受力及變形,
並且確保所有重力桿件(含拱圈結構)在地震下維持整體穩定性及安全性,
以期達到確保人身安全的指標。
體育館建築結構系統
由於文大位處山坡地,
體育館建築物所受的風壓較平地為大,
為了顧及其特殊造型及山坡地地形特性,
於是特別委請加拿大風洞試驗室進行風洞設計,
以求達到更精準的計算風壓力。
而為了提高建築物在地震作用下的耐震能力,
特別採用「挫屈拘束韌性支撐」(Bucking Restrained Brace)
作為消能元件。
這樣的效果類似保險絲,當地震來時,
所有地震能量將集中於消能元件,
受擠壓變形時,不會像傳統的支撐那樣地突然彎折,
且強度與韌性不易衰減,有效消散能量,
在結構中可將地震或外力的能量吸收轉換,
降低側向振動位移量,建築物的樑柱不需為了耐震越做越粗,
能夠大幅降低建築物總重量和製造成本,
建築物至少能承受七級以上地震強度。
已採用此種耐震系統的建築物包括,
台中國泰世華辦公大樓、慈濟文化志業關渡大愛電視台、
私立中國文化大學體育館、台積電八廠、
台灣大學兒童醫院以及南投埔里靈巖山寺中殿等。
「挫屈拘束韌性支撐」
挫屈拘束韌性支撐的構造主要可分為五部分,
如圖所示:
1.核心板降伏元件(yielding segment);
2.核心板轉換元件(transition segment);
3.核心板接合元件(connection segment);
4.側撐元件(buckling restrained mechanism);
5.脫層元件(unbonding material)。
挫屈拘束韌性支撐主要單元示意圖
它的斷面形狀與外觀如圖所示,
主要是一種搭接組合式的鋼骨消能支撐,
包括有各自獨立構成的一對主受力單元與一對側撐單元,
各主受力單元的端部斷面較中間段斷面為大,
各插通於側撐單元內,
並與結構主體採用搭接之方式接合,
兩側撐單元外側再以適當方式互相接合成一體
新型鋼骨消能支撐構件示意圖 搭接組合式BRB桿件安裝圖
搭接組合式「挫屈拘束韌性支撐」在文化體育館的結構中,
主要是應用於斜撐的結構部份,使用區域如圖所示之紅色區域。
縱向剖面圖 橫向剖面圖
- 留言者: 飆
- Email: kayltw413@ymail.com
- 網址:
- 日期: 2009-01-05 04:40:37
這份資料很專業
我想將它加入我的報告作業
有點急
是否可以開放右鍵鎖
或者方便寄給我嗎
拜託.我1/7號要交
kayltw413@ymail.com
0930971745
- 留言者: sunfishes
- Email:
- 網址:
- 日期: 2009-01-05 07:00:21
當初我蒐集許多文獻資料,
也從中學習到許多!!
不是我不幫你...我怕這不是幫你,而是害你!!
我只想說...
大學生請自己用功點..
期末報告不要靠這種方式取得!!
就算我沒開放右鍵,
至少你也可以靠自己用一個字、一個字key in,
更何況你的資料來源是某某人的網誌內容,
這樣的公信力未免太薄弱了,
你怎麼知道我寫的是正確的還是唬爛的!!
(雖然我報告中都有附上參考書目)
不好意思..批哩趴啦的噱你一頓...
但結論還是希望你靠自己!!!
再次跟你說聲抱歉!!
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