結構補強設計及監造

設計與監造

建築物在安全評估後確認需進行補強時，一般非屬該專業領域的個人、私人、機關等並不知如何著手進行以維護安全，故尋求專業顧問從事專業之補強設計、發包、監造實屬品質之安全必要。
當然，設計、發包、監造亦可分段執行、例如只做設計、發包、或只做監造亦可。

道路設計及監造

一道路功能分類 二市區道路與公路之區別 三市區道路規劃 四市區道路路權規劃 五道路橫斷面規劃單元 六道路橫斷面佈設類型

交通功能分類
道路功能分類目的在區分道路系統成不同層次的次系統，並賦予各次系統不同的任務，以期發揮道路系統最高的效能。因應各道路分類機能的不同，人行道設計亦需配合其功能特性、流量、鄰近土地使用、環境特色等因素，塑造不同的人行道空間。
市區道路之定義，依據修正之「市區道路條例」第二條：『市區道路指下列規定而言：(1)都市計畫區域內所有道路；(2)直轄市及市行政區域以內，都市計畫區域以外所有道路；(3)中央主管機關核定人口集居區域內所有道路。』
依據市區道路定義，並參考「市區道路工程規劃及設計規範之研究」報告，可將市區道路層級區分成四種功能分類，概述如下：
1.快速道路-供穿越城市之通過性交通及供都會區內通過性交通使用之道路。
2.主要道路-供交通繁忙地區與外圍重要市鄉鎮間連絡之道路，並兼供穿越城市交通用:或連絡都市內各分區間之幹線道路。 
3.次要道路-提供與鄰近社區或鄉鎮或村里聚落間之連絡道路，具連絡主要道路與服務道路之功能。
4.服務道路-提供各社區或鄰里單元至次要道路之通道，包括集散道路（供地區性活動使用
及連接次要道路與巷道）及巷道（供道路兩旁建築物人車直接出入之道路）。依此道路功能分類之方式，一個都市地區可擁有不同功能分類之道路層級。一般而言車流量亦有所區分，而人行道寬度需求則不一定與道路車流量成正比,例如部份快速道路規劃，其通過性交通需求量較大，相對於鄰近土地使用人口集中量較小，在人行道使用率低的情況下建議採較小寬度；而社區內服務性道路則相對可提供較佳的人行空間品質，提高使用者步行意願，可因此加強社區意識，故對社區發展而言，人行道是極重要的空間元素。

 都市規模與道路層級
都市規模與道路層級間之關係為：
1、小型都市之道路路網大多由次要道路與層級更低之道路構成。
2、中型都市之道路路網則由主要道路、次要道路與層級更低之道路所構成。
3、大型都市之道路路網結構中，則由高速公路穿越其外圍、快速道路穿越其邊緣，而市區則由主要道路構成為主。

市區道路與公路之區別
一)市區道路與公路之比較有關市區道路與公路系統之比較彙整說明如下：
1.主管機關-市區道路中央主管機關為內政部，公路系統主管機關為交通部。
2.法制體系-依據市區道路條例第二條，市區道路的範圍包含2直轄市(台北市及高雄市)、5市(基隆市、新竹市、台中市、嘉義市、台南市)及全國446個都市計畫區內所有道路均屬之；而依據公路法，公路之範圍則為國道、省道、縣道、鄉道及專用公路等。
3.設計標準-市區道路設計標準通常較公路系統略為寬鬆，但限制條件通常亦較多。
4.人行設施-市區道路由於行人旅次高，一般皆包含二側人行道設施；但公路系統視其公路等級或行經區段，並不一定會佈設人行道。
5.路口間距-由於都市街廓設計理念，市區道路路口間距通常較短；至於公路系統一般路口間距會較長。
6.車種組成-市區道路車種組成較複雜且多元，包含機動性及非機動性車輛，如大小型汽車、機車、特種車（垃圾車、消防車、……）、自行車等；公路統車種組成較為單純，且主要為機動性車輛。
7.管線種類-市區道路下方或路側，通常埋設有各種不同之管線，工程協調較為複；公路系統相較於市區道路，管線種類通常較少。
(二)市區道路與都市計畫及公路設計之互動
依據「市區道路條例」第六條、第八條、第十七條及第十八條規定，市區道路規劃設計時之注意要項包括：
1.市區道路之修築，其系統及寬度，應依照都市計畫之規定辦理，未有都市   計畫者，應依據所訂定之市區道路工程設計標準，參酌當地實際需要及可能發展，擬訂道路系統圖，並註明寬度，連同修築計畫，經報上級市區道   路主管機關核定後，公布施行。（第六條）
2.擬訂市區道路修築計畫時，應先與必須附設於道路範圍內之下水道、自來水、  電力、郵政、電信、瓦斯、水圳、堤堰、鐵路交叉道、公共汽車站等各該事  業之主管機關聯繫，取得協議，修築計畫報經核定後，各該事業附設於道路範圍內之設施，必須配合道路修築計畫辦理。（第八條）
3.公路路線應儘量避免穿越市區中心，其必須通過市區，並將市區道路一部份     劃為公路系統時，其經過之路線及寬度，由公路主管機關與同級市區道路主管機關協商辦理，並會報上級主管機關核定之。（第十七條）
4.經核定劃為公路路線系統之市區道路，其工程設計標準，應依照都市計畫或市區道路主管機關之規定，由公路主管機關與同級市區道路主管機關協商辦理之，但不得低於該公路路線之工程設計標準；如因公路工程標準變更，致高於原市區道路工程設計標準時，應改選路線系統或繞越市區外通過。（第十八條）

市區道路規劃
(一)交通動線規劃-於進行市區道路規劃之前，必須先配合土地使用計畫及都市空間活動系統，針對交通動線（車輛、行人、大眾運輸）進行研擬，以全盤掌握交通路網脈動，配置適宜之道路系統。
1.車行動線-車輛動線在整體土地使用規劃中應顯示出土地使用特性與街廓整體開發之需要，所有主要及次要幹道應形成一格狀網路式交通系統，以提供一高效率同時兼具可行性及易行性的交通運輸方式。各類型道路應依其所在區位功能、交通服務水準與周圍土地使用之特性，設置不同之車行、人行空間需求及景觀設計準則。
2.人行動線-行人動線主要是要提供一個可以順利通達主要公共設施、商業購物設施與休閒娛樂設施的安全步行動線系統。
行人動線應避免直接與車輛動線系統產生衝突，並應考量行動不便者之便利性與舒適性之需求。
3.大眾運輸動線-大眾運輸路線的規劃應與捷運車站、公車場站、主要土地使用街廓等產生密切的連繫關係。彈性化之大眾運輸路線規劃，再輔以完善之行人動線系統，可以有效減少非必要之自用車輛旅次。
(二)市區道路規劃流程-在都市地區新設一條道路或拓寬既有道路時，應依循前述交通動線規劃念，並依據交通量及道路通過地區兩旁土地使用現況或規劃使用目的，決定道路型式及寬度，同時亦考慮行人使用需求規劃人行道；人行道規劃作業流程應與市區道路規劃之流程同時並進。

道路橫斷面規劃單元
(一)規劃單元組成-道路橫斷面的構成要素依道路種類而異，其組成包含下列各項規劃單元。
1.車道：汽車道、機車專用道、公車專用道。2.分隔帶：中央分隔帶、車道(快慢)分隔帶。3.腳踏車道。4.人行道。5.人行道。6.排水設施。7.公共設施帶。8.其它。
(二)規劃單元寬度-
1.汽車道寬度-(1)快速道路每一汽車道寬度以3.65公尺為原則，最小不宜少於3.5公尺。(2)主要道路、次要道路每一汽車道寬度以3.5公尺為原則，最小不宜少於3公尺。(3)集散道路之汽車道，每車道寬度最小不宜少於3公尺。(4)巷道之汽車道，每單向可行駛空間寬度最小不宜少於2.5公尺。
2.機車道寬度-機車道係指供機車行駛為主之車道，含機車專用道、機車優先道或只提示機車可行駛之空間。單一機車道寬度於主要道路不得少於2公尺，次要幹道不宜少於1.8公尺。多機車道之每一機車道的寬度不宜少於1.25公尺。
3.腳踏車道寬度-腳踏車道係指供腳踏車行駛之車道。當僅允許單向單一腳踏車行駛腳踏車道寬度以1.5公尺為原則，不宜少於1.2公尺。允許雙向通行或兩輛腳踏車併行之腳踏車車道寬度不宜少於2公尺。
4.混合車道寬度-主要道路、次要道路、集散道路之混合車道寬度以5公尺為原則，縮減時不宜少於3.5公尺；巷道之混合車道在單向可用之寬度不宜少於2.5公尺。但考慮消防及緊急車輛通行之必要，整體巷道斷面可通行之淨寬度宜大於3.5公尺，且整體巷道可用作業寬度應滿足消防作業需要。
5.公車專用道寬度-公車專用道係指供公車行駛之車道，寬度以3.5公尺為原則，不宜小於3.25公尺，於站台區之車道寬不宜小於3.0公尺。
6.人行道寬度-人行道規劃應配合道路兩旁土地使用，在商業區與公共設施用地人行道寬度可預留較寬之人行道，例如4公尺；住商混合區可留設2.5公尺；住宅區可留設1.5公尺；工業區可留設1.5至3.5公尺。
7.有效車道寬-車道寬度應以有效寬度為依據。市區道路設有緣石者，車道寬度宜自距緣石面25公分處起算。有邊溝者邊溝不宜計入有效寬度內。
上述市區道路規劃單元之設置尺寸基本需求參考值彙整如下表所示。此值供作規劃時作為一個起始之參考基本值，實際設置時可由此基礎出發做必要之調整。在有設置該單元時，則依此尺寸計入留設之道路寬度，若不設置則不必計入。

市區道路規劃單元設置尺寸表    單位：公尺

道路分類 設置需求 快速道路 (快速道路*)   次要道路 服務道路 集散道路 巷道 分隔帶開口間距長 300(600*) 100 - - 人行道寬 4-1.5 3.5-1.5 2.5-1.5 1.5 汽車道寬 3.5-3 (3.75-3.5*) 3.5-3 3 2.5 混合車道寬 5-3.5 5-3.5 5-3.5 5-2.5(單向) 機車道寬 1.25-2 1.25-1.8 - - 腳踏車道寬 1.5 1.5 1.5 1.5 公車專用道寬 3.5-3.25 3.5-3.25 - - 臨近路口車道寬 ≧3 ≧3 ≧2.5 ≧2.5 中央分隔帶寬 4-0.5 1.5-0.5 - - 車道(快慢)分隔帶寬 ≧0.5 ≧0.5 - - 公車停靠空間寬 3.5-3 3.5-3 - - 上下車停車區空間寬 2 2 2 2 路邊汽車縱向停車空間寬 2.5 2.5 2.5 2.5 路邊機車橫向停車空間寬 2 2 2 2 公共設施帶寬 1.5 1.5 1.5 1.5

註：	1、表示快速道路之適用值。
	2、設計車輛主要道路及次要道路以大客車為主，集散道路及巷道以小客車為 主。
	3、巷道其整體可通行空間至少應符合消防車及垃圾車通行之需要。
	4、「機車道寬」欄位中，在只有一機車道時，可以採較大值規劃；在有二條機車道以上時，可採較小值計算。
	5、公共設施帶寬，宜以該路段上所有公共設施中最寬者為設計依據。

資料來源：內政部營建署，市區道路工程規劃及設計規範之研究，民國90年。

 

道路橫斷面佈設類型

(一)規劃單元組成
道路橫斷面的構成要素依道路種類而異，其組成包含下列各項規劃單元。
1、	車道：汽車道、機車專用道、公車專用道。
2、	分隔帶：中央分隔帶、車道(快慢)分隔帶。
3、	腳踏車道。
4、	人行道。
5、	路邊停車空間。
6、	排水設施。
7、	公共設施帶。
8、	其它。
(二)規劃單元寬度
1、	汽車道寬度
	(1)快速道路每一汽車道寬度以3.65公尺為原則，最小不宜少於3.5公尺。
	(2)主要道路、次要道路每一汽車道寬度以3.5公尺為原則，最小不宜少於3公尺。
	(3)集散道路之汽車道，每車道寬度最小不宜少於3公尺。
	(4)巷道之汽車道，每單向可行駛空間寬度最小不宜少於2.5公尺。
2、	機車道寬度
	機車道係指供機車行駛為主之車道，含機車專用道、機車優先道或只提示機 車可行駛之空間。單一機車道寬度於主要道路不得少於2公尺，次要幹道不宜少於1.8公尺。多機車道之每一機車道的寬度不宜少於1.25公尺。
3、	腳踏車道寬度
	腳踏車道係指供腳踏車行駛之車道。當僅允許單向單一腳踏車行駛腳踏車道 寬度以1.5公尺為原則，不宜少於1.2公尺。允許雙向通行或兩輛腳踏車併行之腳踏車車道寬度不宜少於2公尺。
4、	混合車道寬度
	主要道路、次要道路、集散道路之混合車道寬度以5公尺為原則，縮減時不宜少於3.5公尺；巷道之混合車道在單向可用之寬度不宜少於2.5公尺。但考慮消防及緊急車輛通行之必要，整體巷道斷面可通行之淨寬度宜大於3.5公尺，且整體巷道可用作業寬度應滿足消防作業需要。
5、	公車專用道寬度
	公車專用道係指供公車行駛之車道，寬度以3.5公尺為原則，不宜小於3.25公尺，於站台區之車道寬不宜小於3.0公尺。
6、	人行道寬度
	人行道規劃應配合道路兩旁土地使用，在商業區與公共設施用地人行道寬度 可預留較寬之人行道，例如4公尺；住商混合區可留設2.5公尺；住宅區可留 設1.5公尺；工業區可留設1.5至3.5公尺。
7、	有效車道寬
	車道寬度應以有效寬度為依據。市區道路設有緣石者，車道寬度宜自距緣石面25公分處起算。有邊溝者邊溝不宜計入有效寬度內。
上述市區道路規劃單元之設置尺寸基本需求參考值彙整如下表所示。此值供作規劃時作為一個起始之參考基本值，實際設置時可由此基礎出發做必要之調整。在有設置該單元時，則依此尺寸計入留設之道路寬度，若不設置則不必計入。
單位：公尺
道路分類 設置需求 快速道路 (快速道路*)   次要道路 服務道路 集散道路 巷道 分隔帶開口間距長 300(600*) 100 - - 人行道寬 4-1.5 3.5-1.5 2.5-1.5 1.5 汽車道寬 3.5-3 (3.75-3.5*) 3.5-3 3 2.5 混合車道寬 5-3.5 5-3.5 5-3.5 5-2.5(單向) 機車道寬 1.25-2 1.25-1.8 - - 腳踏車道寬 1.5 1.5 1.5 1.5 公車專用道寬 3.5-3.25 3.5-3.25 - - 臨近路口車道寬 ≧3 ≧3 ≧2.5 ≧2.5 中央分隔帶寬 4-0.5 1.5-0.5 - - 車道(快慢)分隔帶寬 ≧0.5 ≧0.5 - - 公車停靠空間寬 3.5-3 3.5-3 - - 上下車停車區空間寬 2 2 2 2 路邊汽車縱向停車空間寬 2.5 2.5 2.5 2.5 路邊機車橫向停車空間寬 2 2 2 2 公共設施帶寬 1.5 1.5 1.5 1.5
市區道路規劃單元設置尺寸表
註：	1、表示快速道路之適用值。
	2、設計車輛主要道路及次要道路以大客車為主，集散道路及巷道以小客車為 主。
	3、巷道其整體可通行空間至少應符合消防車及垃圾車通行之需要。
	4、「機車道寬」欄位中，在只有一機車道時，可以採較大值規劃；在有二條機車道以上時，可採較小值計算。
	5、公共設施帶寬，宜以該路段上所有公共設施中最寬者為設計依據。
資料來源：內政部營建署，市區道路工程規劃及設計規範之研究，民國90年。

...........................................................................................................................................................................

耐震詳細評估之意義

台灣位處地震帶，建築物可承受水平地震力之大小攸關建物安全甚鉅。各設計規範與時俱進，最新耐震設計規範於95年1月公佈實施，對於新建建築物之設計已有較細緻、較安全之考慮，然對於既有整棟建築物耐震能力是否足夠，就有賴於透過耐震詳細評估來瞭解結構安全，進而分析補強方法之最佳方案，並概估補強經費。
 

耐震詳細評估依據

1.	內政部營建署代辦建築物耐震能力詳細評估工作共同供應契約。
2.	內政部「建築物耐震設計規範及解說」，民國95年1月。
3.	內政部建築研究所「鋼筋混凝土建築物耐震能力評估法及推廣」，民國88年12月。
4.	內政部建築研究所「鋼筋混凝土建築物之修復與補強技術彙編」，民國88年10月。
5.	該案建築設計圖、結構平面圖、配筋圖。
6.	混凝土鑽心試體抗壓強度試驗、中性化試驗、氯離子含量試驗及鋼筋探測結果。
7.	建築技術規則建築構造編-混凝土構造。
8.	建築技術規則建築構造編-建築物基礎構造設計規範。

耐震能力不足之標準-以新建的建築物而言，根據耐震設計規範，其耐震能力應能達到震區水平加速度係數Z乘以用途係數。譬如建築物坐落於台北市，就要達到0.24g乘以用途係數。惟因新建建築物預計使用的壽命為50年，而50年超越機率為10%，即回歸期475年的地震係當做制訂震區水平加速度係數Z的標準。對現存建築物而言，剩餘使用壽命可能不到50年，因此其耐震能力的標準應只須達到剩餘使用壽命超越機率10% 的地表加速度即可。當然用途係數大於1.0的建築物還要乘上用途係數。剩餘壽命T年內超越機率10% 對應的回歸期
耐震能力評估方法-依據補強目標（修復補強後Ac值應達建物繼續使用壽命T年之現行耐震設計規範值以上），規劃設計補強方案。
規畫設計原則：1.安全2.經濟3.施工容易4.不影響使用機能5.美觀
修復補強工法：
1.結構元件修復工法：針對結構桿件之裂縫損壞加以修復，使其恢復原有強度。
2.結構元件補強工法：針對結構桿件之剪力、彎矩、軸力及韌性等加以補強（如鋼板補強、碳纖維補強及擴大斷面等）以提昇桿件及總體結構之強度，一般而言，對各結構元件加以補強，一般多少可提昇總體結構之強度，惟其補強成本卻極不經濟。（故實用上，結構元件之補強，須與結構系統之改善補強配合使用，以求最佳之補強效果）。。
3.結構系統改善補強工法：抗震補強中增設抵抗地震橫力的構材如（剪力牆、斜撐及翼牆等）以改變結構系統的力量傳遞路徑應屬最具總體補強效益（安全性高、成本低）等，惟建築物的使用機能可能。
4.結構系統加設消能隔減震裝置補強工法：消能隔減震為較先進補強工法，建築物若本身抵抗垂直力之能力無虞，但耐震能力不足，則在原結構系統中加設消能隔減震裝置亦可具體提昇建築物耐震能力，惟一般消能隔減震裝置成本較高，建議可優先考慮採用。
修復補強方案規劃-依據補強目標（修復補強後Ac值應達建物繼續使用壽命T年之現行耐震設計規範值以上），規劃設計補強方案。
規畫設計原則：1.安全2.經濟3.施工容易4.不影響使用機能5.美觀
修復補強工法：
1.結構元件修復工法：針對結構桿件之裂縫損壞加以修復，使其恢復原有強度。
2.結構元件補強工法：針對結構桿件之剪力、彎矩、軸力及韌性等加以補強（如鋼板補強、碳纖維補強及擴大斷面等）以提昇桿件及總體結構之強度，一般而言，對各結構元件加以補強，一般多少可提昇總體結構之強度，惟其補強成本卻極不經濟。（故實用上，結構元件之補強，須與結構系統之改善補強配合使用，以求最佳之補強效果）。
3.結構系統改善補強工法：抗震補強中增設抵抗地震橫力的構材如（剪力牆、斜撐及翼牆等）以改變結構系統的力量傳遞路徑應屬最具總體補強效益（安全性高、成本低）等，惟建築物的使用機能可能。
4.結構系統加設消能隔減震裝置補強工法：消能隔減震為較先進補強工法，建築物若本身抵抗垂直力之能力無虞，但耐震能力不足，則在原結構系統中加設消能隔減震裝置亦可具體提昇建築物耐震能力，惟一般消能隔減震裝置成本較高，建議可優先考慮採用。

使用程式-
一.1.ETABS 6.2
    2.ETABS Plus Version 8.5.1、Extended 3D Analysis of Building System
     ETABS結構程式為「建築專用」的結構分析軟體，為業界普遍使用之結構分析設計程式。
二.MIDAS/GenMIDAS/Gen結構程式具有廣泛通用領域，舉凡土木、建築，特殊結構均可適用，其設計功能亦含蓋鋼筋混凝土結構，鋼結構及鋼骨鋼筋混凝土(SRC)結構。
..................................................................................................................................................................................

結構補強意義
修復：針對原結構在安全無虜狀況下之部份結構損壞進行修復，以彌補損壞所導致喪失或降低強度之損失通常多屬少數構件瑕疵狀況。
補強：修後之方式並未能達成結構安全要求，必需對於既有建物做增強抵抗力之處理所做的措施。

建築物補強時機

何時需做建物結構補強評估?

1.因室內裝修需要需變動牆，版結構位置，甚或樑需穿孔者，如拆牆，變更樓梯位置，拆除部份樓板等。
2.樓層用途變更，增加設備載重等。
3.樑、柱、版、牆有多處較深較大裂縫，尤其有斜向或「X」字形裂縫者。
4.樑、柱、版、牆發現鋼?外露、銹蝕、或確認混凝土強度不足者。
5.鋼構材嚴重生銹或螺栓銹蝕、或確認混凝土強度不定者。

何時需做結構補強?

1.依安全鑑定有結構安全之慮者。
2.耐震詳細評估結果耐震能力不足需做結構補強者。
3.用載重明顯大於設計載重者。

建築物結構經評估(安全鑑定耐震詳評)後，大體上補強方式不外有二，其一為構件補強，其二為系統補強。
構件補強：柱、樑、版、牆等稱為結構元件是為局部補強。依據各構件及評估結果做為設計參考。一般採用鋼板或碳素纖維綱做為補強材料。
系統補強：當構件半數以上需補強時，較經濟可靠方式即為系統性補強。傳統之系統性補強工法大多持用增設剪力強或增設斜撐方式處理，惟近來採用阻尼器做為消能(減外地震力)的工法亦愈來愈多，也各有其利弊，但只要是系統性補強：其必需藉由程式找出最佳增設位置，而非隨意設置。