112 高普考高考二級 建築工程 建築構造與施工 考古題詳解
第 一、 題25 分
請試述下列木構造名詞之意涵:
(一) 集成材(Glued Laminated Timber)
(二) 直交集成材(Cross Laminated Timber)
(三) 框組式構造( 構法)
(四) 柱梁構架構造(在來軸組構法)
(五) 重木構造(mass timber construction)
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核心觀念
本題考查五種木構造名詞的材料組成、受力方向與構造系統。作答時,應分清楚「木材如何製成構材」與「構材如何組成建築」:集成材與直交集成材是工程木材;框組式構造與柱梁構架構造是結構系統;重木構造則是以大型工程木材或大型實木構件為主的建築構造類型。
解題方法與名詞說明
(一) 集成材(Glued Laminated Timber,Glulam)
集成材是將乾燥木板依纖維方向大致平行排列,沿板材間的膠合面施加結構用膠黏劑,經加壓膠合製成的工程木材。依設計需求,可製成較大斷面、較長跨度或弧形構材,常用於梁、柱、屋架等承重構件。
其主要特點是以多片木板組成一個構材,可利用木板分級與排列控制材質分布,降低天然木材缺陷對構件性能的影響。判斷重點是:層板纖維方向大致平行。
(二) 直交集成材(Cross Laminated Timber,CLT)
直交集成材是將多層木板逐層堆疊,相鄰層的木板纖維方向互相垂直,再以結構用膠黏劑膠合成大型板狀構件。其常用於牆、樓板與屋面板,可作為承重或具面內抗剪能力的構件。
與集成材相比,CLT 的主要構造差異在於層板方向:集成材的纖維方向大致平行;CLT 的相鄰層則採交錯、直交排列,因此具有板材雙向配置的特性。
(三) 框組式構造( 構法)
框組式構造是以間距較密的立柱、頂底枋及樓層梁等小斷面木構件,組成牆體、樓板與屋架,再以木質面板等覆材固定,形成整體結構。 是常見的構材名目尺寸稱呼,並非構件完成後的實際尺寸。
常見作法為平台式構法(platform framing):先完成一層樓板平台,再於平台上組立該層牆體,逐層向上施工。此系統的荷重通常經由牆體等構件逐層傳至基礎;牆面覆材亦可協助承受水平力。
第 二、 題25 分
有帶窗設計之建築物外牆採鋁合金金屬帷幕牆時,請繪圖說明連結樓板之層間窗間牆構造。
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核心觀念
本題考查鋁合金金屬帷幕牆在樓板位置的層間窗間牆(spandrel)構造,以及帷幕牆與樓板的連結方式。層間窗間牆是上下樓層窗洞之間的外牆區段;設計重點是讓外牆荷重可靠地傳至樓板,同時處理樓層變位、防火、防水、保溫及外觀遮蔽。
此題屬構造剖面繪圖題,未提供尺寸或性能條件,應以典型鋁合金明框帷幕牆節點示意,並標出各層材料與連接關係。題目不涉及特定法條;防火與節能細部仍須依建築物用途及適用規定檢討。
解題方法
採垂直剖面表達,從室外至室內標示外牆面板、窗框/橫料、窗間牆填充層、樓板邊緣及室內側收邊;並補充帷幕牆支承件與樓板的連接。示意圖須讓閱卷者看出:
- 帷幕牆自重及外力由立柱、橫料與支承件傳至樓板。
- 樓板邊緣與帷幕牆之間設有防火填塞及必要的防煙封堵。
- 窗間牆背後設置保溫及內側遮蔽層,避免樓板邊緣形成熱橋及室內可見裸露構件。
- 接縫有防水、氣密處理,並容許樓層間相對位移。
構造剖面示意
第 三、 題25 分
請說明集合住宅採同層排水設計的構造工法要點。
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核心觀念
同層排水的核心,是把每一戶衛浴的器具排水管與排水橫支管配置在該戶樓層內,讓該戶管線能在本戶範圍檢查、維修與更新,避免排水管穿越分戶樓板進入下層住戶的專有空間。排水立管、通氣立管仍可依設計穿越樓板。
題目重點不是只列出工法名稱,而是交代「排水路徑、樓板與管線配置、存水與通氣、防水及施工查驗」如何配合。工法可採降板式、架高式或牆前式;選擇時須一併考慮建築空間、結構、管道間、衛生設備位置與後續維護。
以命題當年(民國 112 年)法規為準,相關規定包括《建築技術規則》建築設備編第 29 條之 1,以及《建築物給水排水設備設計技術規範》第 4.1.3 點等。該年度起施行的規範要求同層排水管線不得貫穿分戶樓板,並要求配置符合衛生、功能與維護需求。
解題方法:依設計與施工順序說明
一、先整合建築、結構與機電配置
施工前應由建築、結構及機電專業協調,確認衛浴器具位置、排水方向、管道間位置、管徑、坡度、通氣方式與檢修需求。管路配置須保有適當坡度與轉折空間,避免管線交叉、倒坡、堵塞或妨礙結構構件;管材、管件及配件應符合相關國家標準及系統設計要求。
排水立管宜集中配置於管道間,戶內排水橫支管在本戶內接至立管。應預先安排清潔口、檢修口及必要的設備拆裝空間,使管線能檢查與維修。
二、依空間條件選擇同層排水工法
- 降板式:衛浴區結構樓板局部降低,利用降板空間配置排水管與存水彎,再施作回填、地坪及防水。可提供較充足的配管空間,但須檢討降板深度、結構設計、附加荷重、管線維修與積水排除。
- 架高式:在原樓板上設置架高層或架高地板,於其內配置排水管。較適合既有建築或不便變更結構樓板的情況;須留意室內淨高、門檻高差、地坪穩定與檢修方式。
- 牆前式:在結構牆前設置管線空間或假牆,常配合壁掛式衛生器具,使排水管集中於牆體前方。須預留足夠管線及設備空間,並處理假牆固定、器具支承與檢修口。
三種工法的共同判準,是器具排水管與排水橫支管留在本戶樓層範圍,並可接入立管;不能為了方便配管而讓戶內排水管穿入下層住戶空間。
第 四、 題25 分
請論述常見既有鋼筋混凝土構造建築物外牆漏水原因及修復對策。
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核心觀念
本題考查既有鋼筋混凝土(RC)建築物外牆漏水的水源辨識、入水路徑判斷與修復工法選擇。外牆漏水通常不是單一材料失效,而是雨水、牆體裂縫或接縫、窗框周邊、女兒牆及樓層交界等部位共同作用的結果。修復須先找出水源和入水路徑,再依漏水原因處理;只在室內表面補漆或批土,通常無法根治。
常見漏水原因與修復對策
| 漏水原因 | 常見情形及入水路徑 | 修復對策 |
|---|---|---|
| 外牆裂縫 | 混凝土乾燥收縮、溫度變化、鋼筋鏽蝕膨脹、地震或結構變形,使牆面產生裂縫;雨水沿裂縫滲入。 | 先判斷裂縫是否仍在活動、有無結構安全疑慮。穩定的非結構裂縫可清除鬆動物後,以彈性填縫材或修補砂漿封填,再施作外牆防水塗層;較深裂縫可依狀況採低壓灌注。活動裂縫須採具延展性的處理方式,不能只用硬質材料封死。 |
| 外牆飾面或防水層老化、破損 | 塗膜粉化、龜裂、起泡、剝落,或磁磚勾縫劣化,雨水由飾面缺陷進入牆體。 | 刮除失效塗層及鬆動飾材,修補基層裂縫、孔洞與不平處,待基層適當乾燥後,依系統要求塗布底漆及足量防水材,並妥善處理搭接、轉角及收頭。若磁磚有空鼓或剝落,須先排除墜落風險,再修復基層與接縫。 |
| 窗框與外牆交界失效 | 窗框周邊填縫材老化、脫落,窗框固定處或窗台收邊不良;雨水由框牆接縫、窗台裂縫或排水孔周邊滲入。 | 清除失效填縫材及污物,確認框體固定與窗台坡度、滴水及排水功能,再以相容且具耐候性的填縫材重新封縫;必要時增設止水或防水層,並確保窗台外側排水順暢。 |
| 施工縫、伸縮縫及樓層交界滲水 | 新舊混凝土接合不良、施工縫止水措施失效,或伸縮縫填縫材老化,使水沿接縫滲入。 | 依接縫性質清除失效材料,修復基層後,以適用的止水材、彈性填縫材或接縫防水系統重作;伸縮縫須保留足夠變形能力,不可用剛性材料填滿。 |
| 女兒牆、屋頂及外牆交接處收頭不良 | 屋頂或陽台積水越過防水層收頭,或女兒牆裂縫、壓頂及轉角未妥善防水,水沿外牆或樓板交界進入室內。 | 檢修屋頂排水、坡度與防水層收頭,補強牆面轉角、女兒牆壓頂及外牆交接處;同步修補裂縫並確保防水層連續上翻、收頭密合。 |
| 排水、滴水及細部設計不良 | 窗台或外牆水平面坡度不足、滴水線缺漏、排水孔堵塞,雨水滯留或倒流至接縫。 |