結構物修復與補強實務

課程學期

113學年下學期

任課老師

彭獻生老師

課群/課程

土木系 系專業選修

修課年級

四年級

修課人數

10人

結構物修復與補強實務

1. 結構物修復與補強概述
(1)修復

係指將受到地震損傷之部位或構材回復至原設計或接近原設計之情況者。

(2)補強

除了部位或構材回復至損害發生前之狀況外,並為特定目的而將部位或構材施予強化或增加新構材,提昇整個標的物之結 構強度或耐震之能力者。

2. 現場結構物狀態調查(深坑4處結構物進行現況狀態調查)
(1)災害潛勢調查

蒐集深坑老街地籍圖資、深坑區災害防救體系架構、土石流潛勢、山崩與順向坡分布與深坑區24小時累積雨量500毫米淹水潛勢等圖資。

(2)現場結構物狀態調查

對深坑老街當地建物進行環境檢查與依都市危險及老舊建築物結構安全性能評估辦法進行初步評估,並對深坑老街各建物建立立面照相紀錄。

3. 修復與補強需求評估(依前項篩選深坑2處結構物進行修復與補強需求評估)

依110年深坑區地區災害防救計在深坑里與埔新里經TERIA模擬推估全倒0棟、半倒4棟、總棟數4棟,係因在模擬情境設定下,綜合斷層錯動及地質相互影響下,導致土質鬆動、建築物造成損害。

4. 安全防災監測系統規劃(依前項篩選深坑1處結構物進行安全防災監測系統規劃)

建議增設自動化監測項目有柱位傾斜角度、梁柱間距離與梁柱間加速度等3項以利早期預警與應變。結合結構健康診斷與損壞評估技術可協助在震後及時掌握結構狀況,如可能受損或有安全疑慮可即時發布警示,如無異常則有利居民使用。

為實現深坑防災體系的整體效能,經由實際參訪深坑老街,使學生對老街與其周遭自然環境環境加深認識,並進行結構物安全監測系統規劃建議。

經由結構物修復與補強三階段程序:

1.包含災害潛勢調查及現場結構物狀態調查。

2.評估修復與補強需求,活動係對對深坑老街建物選定2處進行修復與補強需求評估。

3.安全防災監測系統規劃,係對深坑老街建物選定1處進行安全防災監測系統規劃,提供深坑防災體系整體效能增益。

經由本課程活動促進在地人士熟悉結構物修復與補強之基本觀念並與實際場域結合。

課程成果

由北深路轉進平埔街經興順居,再轉進淡蘭古道深坑街沿路,經保甲巷位置進入深坑渡,再經集順廟回到深坑街,沿路直至中正橋為主要場域範疇,內容以自然環境、人文歷史發展、未來發展潛能等場域介紹。其次針對老舊建築結構進行現況調查,並就所觀察之劣化問題提出損壞原因分析與修復補強建議,以延長建物使用壽命並確保其安全性與文化價值保存。

一、現況調查與分析
(一)木構屋簷與牆面老化

1.觀察位置:立面二樓木牆與屋簷結構

2.劣化狀況:木材表面風化龜裂、構件接合處開縫,金屬元件生鏽

(1)可能損壞原因:

・長期曝曬與雨淋造成木材乾濕交替,導致開裂與腐朽。

・金屬元件因雨水滲入或空氣潮濕而氧化生鏽。

(2)修復與補強建議:

・清除表面老舊塗層與腐朽部位。

・注入防腐劑與防蟲劑。

・補強構件接合處,可採用鋼板或碳纖維片材加固。

・必要時更換嚴重損壞的構件,保留完整結構比例。

(二)木構拱門與屋頂結構

1.觀察位置:室內天花下方樑柱與樓板

2.劣化狀況:木材受潮變色、表面有水漬與開裂現象

(1)可能損壞原因:

・屋頂排水設施失效導致雨水滲入結構。

・濕氣長期積聚導致木材發霉與變形。

(2)修復與補強建議:

・拆除受潮面板與部分裝飾,進行乾燥處理。

・局部樑體可進行鋼構包覆補強,搭配螺栓固定。

・設置防水層與排水導管,避免再次滲水。

(三)鋼筋混凝土梁剝落

1.觀察位置:屋外二樓陽台下方混凝土梁。

2.劣化狀況:混凝土大面積剝落。

(1)可能損壞原因:

・未妥善防水,雨水長期滲透混凝土,造成鋼筋鏽蝕膨脹。

・混凝土保護層厚度不足或施工品質不良。

(2)修復與補強建議:

・敲除鬆動混凝土並清除鏽蝕鋼筋。

・使用防鏽劑處理鋼筋,並用高強度補修砂漿或環氧砂漿填補。

・可視需求包覆碳纖維布或加裝鋼板補強以提升彎矩承載能力。

(四)鋼筋混凝土剝落與鏽蝕

1.觀察位置:建築物後方內牆,靠近電箱與鋼構遮棚下方位置。

2.劣化狀況:

・混凝土牆面局部剝落,內部鋼筋裸露。

・鋼筋鏽蝕嚴重,並無防鏽保護措施

・原紅磚牆與混凝土牆之間接合不良,可能為後期增建部位。

・管線配置混亂,未加防護,可能進一步造成牆體破壞。

(1)可能損壞原因:

・長期受潮滲水,導致鋼筋鏽蝕與混凝土劣化。

・原始施工保護層厚度不足,缺乏防鏽塗層保護。

・管線穿牆未處理妥當,導致裂縫擴大並滲水。

(2)修復與補強建議:

A.混凝土與鋼筋處理:

・移除鬆動混凝土與鏽蝕鋼筋表層。

・鋼筋除鏽後塗佈防鏽塗料(如富鋅底漆)。

・塗佈界面劑後補注結構用非收縮修補砂漿。

B.碳纖維補強(視結構需求):

可於牆面或梁底黏貼 CFRP 碳纖維布提升抗剪與抗彎強度。

C.加裝防水與重新配置管線:

調整所有電管穿牆處,補強與防水套管施工,避免再次滲水。

二、總結

本次調查所見結構物皆有不同程度的老化與劣化現象,建議優先處理受力主構件。修復工法應根據材料性質選用對應工法,並兼顧美觀與歷史保存。補強工法如碳纖維補強、鋼板包覆、木構件替換,皆應由專業技師設計與監工。

木構屋簷與牆面老化

木構拱門與屋頂結構

鋼筋混凝土梁剝落

鋼筋混凝土剝落與鏽蝕

報告封面

報告內容摘錄

《老舊結構物現況調查與修復補強建議報告》

  • 課程名稱: 結構物修復與補強實務
  • 團隊成員: 土木514A-1101451030游弼閎、1101451054劉柏良、1101451048莊州同學

本報告針對老舊建築結構進行現況調查,分析劣化原因,並提出修復與補強建議,旨在延長建築壽命,確保安全與文化價值保存。

(1)木構件修復與補強工法

・清理與防護:清除腐朽部位,注入防腐防蟲劑,保護木材。

・補強方法:採用鋼板或碳纖維片材加固接合處,提升結構穩定性。

・構件更換:嚴重損壞構件可替換,保留整體結構比例與美觀。

(2)屋頂排水與防水設施改善

・排水設施失效:導致雨水滲入木構結構,造成受潮與損壞。

・防水層設置:增設防水膜與排水導管,防止水分滲透。

・定期維護:保持排水通暢,避免積水與結構損害。

(3)管線配置與牆體保護

・管線整理:重新配置管線,避免混亂與交叉。

・防水套管施工:穿牆管線加裝防水套管,防止滲水。

・牆體補強:修補裂縫,確保結構完整與防水性。

報告封面

報告內容摘錄-1

報告內容摘錄-2

報告內容摘錄-3

《深坑結構物修復與補強探討》

  • 課程名稱: 結構物修復與補強實務
  • 團隊成員土木515A-1091451054張睿宸同學
(1)建築現況說明:位於新北市深坑老街,建築為兩層樓結構,部分為紅磚牆、部分為水泥粉刷外牆。

• 建物具歷史風貌,推測為日治或民初時期興建。

• 一樓為商店使用,二樓以上為住家或閒置空間。

(2)結構與立面觀察分析

• 紅磚牆面結構大致穩固,部分表面風化與漆面剝落。

• 水泥牆體部分出現裂縫與滲水痕跡,顯示混凝土劣化。

• 部分立面有植栽入侵與漏水疑慮。

(3)耐震補強建議(符合《建築耐震設計規範》)

A. 增加剪力牆(Shear Wall)

•在建築弱側加設 RC 剪力牆

•強化建築整體剛性與抗側力能力

B.阻尼器或隔震墊(高樓或新建)

•適用於深坑附近新建中大型建物

•在結構底部安裝隔震墊或在層間安裝阻尼器以吸收地震能量