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研究生: 楊宗融
Tsung-Jung Yang
論文名稱: 建築資訊模型之鋼筋混凝土建築物 耐久性診斷與維護管理系統
Durability Diagnosis and Maintenance Management System for Reinforced Concrete Buildings Using Building Information Modeling
指導教授: 楊亦東
I-Tung Yang
口試委員: 林祐正
YOU-ZHENG LIN
邱建國
JIAN-GUO QIU
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2019
畢業學年度: 107
語文別: 中文
論文頁數: 227
中文關鍵詞: 鋼筋混凝土建築物耐久性診斷劣化維護管理建築資訊模型Revit APIC#視覺化資料管理
外文關鍵詞: reinforced concrete, buildings, durability diagnosis, deterioration, maintenance management, BIM, Revit API, C#, visualization, data management
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目前在營建產業合法登記建造執照的建築物中,構造以鋼筋混凝土建築物的數量為大宗,由於台灣為一個海島型國家,又座落於板塊的交接處,因此自然天災如颱風、地震等,以及海島型自然環境對建築物的耐久度會帶來極大的影響。當建物使用一段時間後,材料會因為環境侵蝕,產生變質且逐漸失去其原有的外觀、色澤及功能,進而產生美觀上及結構上的劣化。因此擁有完善且有效率的維護管理能控制好建築物劣化的情形,延長建築物之壽命進而增加建築物的價值。
隨著內政部營建署於2017年頒布的「都市危險及老舊建築物加速重建條例」,代表著我國已重視建築物之耐久性議題。而要維持建築物的耐久性,「耐久性診斷」就扮演著十分重要的角色。良好且有效率的診斷方法可延續建築物的使用年限並降低其危險性。然而目前進行耐久性診斷後,由於缺乏完善的資訊系統提供作業上的協助,僅將診斷結果以文字的方式填寫於紙本表格中,這樣累積下來的資料會相當可觀,而且診斷人員進行查詢、保存、判斷維護策略與劣化構件實際位置等動作都有較大的困難性。
本研究的主旨在於針對鋼筋混凝土建築物,選定較合適的耐久性診斷方法,利用BIM軟體中的Revit做塑模的動作,接著利用C#語言撰寫Revit API,開發出利用使用者介面提供使用者操作的鋼筋混凝土耐久性診斷與維護管理系統。除了能夠達到劣化構件資料的輸入、修改、實際照片上傳以及劣化程度與建築物耐久性能的判斷,也能夠依據劣化程度以及突發事件(如地震),適時的給予補修方法的建議。此外,也能利用建築資訊模型的優勢,進行劣化構件視覺化的呈現、輸出資料、資料管理等功能,進而達到建築物有效地維護管理。


The majority of existing buildings in Taiwan are reinforced concrete structures. As Taiwan is an island and located at the boundaries of plates, it is threatened by a lot of natural disasters such as typhoons and earthquakes. Natural environment has a great influence on the durability of buildings. When building are used for a period of time, building materials will deteriorate because of environmental erosion, and gradually lose their original appearance, color, and function. It is crucial to handle the deterioration because an efficient maintenance management policy can prolong the durability and maintain the economic value of buildings.
The regulations about reconstruction of dangerous and old buildings in urban area were promulgated by the Buildings Department of the Ministry of the Interior in 2017, it places emphasis on the durability of aged buildings. To maintain the durability of a building, "durability diagnosis" plays a significant role because a proper and efficient diagnostic method can extend the life of the building and reduce its risk. However, owing to the lack of a complete information system, the durability diagnosis was conventionally performed with a paper-based process where diagnosis results are recorded in text or table formats. In this situation, it is difficult for the diagnostic personnel to query and save data, judge the maintenance strategy, and locate the actual position of the deteriorated components. In contrast, BIM (Building Information Modeling) has been shown to be an active visual communication tool.
There are two main purposes of this study. One is to choose a suitable durability diagnosis method for reinforced concrete buildings. The other is to develop a BIM-based durability diagnosis and maintenance management system for reinforced concrete buildings. The proposed system is implemented by a Revit API, using the C# language to provide necessary user interfaces. The proposed system has various functions: input and modify deterioration data, upload and store actual photos, and give advice on the repair method depending on the degree of deterioration and important events such as earthquakes. The proposed system can also determine the durability of the building based on pre-specified criteria. It has been demonstrated through case studies that the proposed system facilitates maintenance processes by allowing better visualized presentation and providing more user-friendly input/output interfaces.

目錄 圖目錄 ……...…………………...…………………….……………………...IX 表目錄 …………………………...…………………………………………...XV 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 研究目的 2 1.3 研究範圍與限制 3 1.4 研究方法與流程 4 1.5 論文內容與架構 5 第二章 文獻回顧 7 2.1 建築物生命週期 7 2.2 物業管理 10 2.2.1 物業管理定義與發展 11 2.2.2 物業管理於長期修繕計畫之角色 14 2.3 鋼筋混凝土建築物 15 2.4 鋼筋混凝土劣化之原因 17 2.5 耐久性能診斷方法回顧 26 2.5.1 耐久性能調查 27 2.5.2 混凝土結構物耐久性能診斷方法 30 2.5.3 鋼筋混凝土建築物耐久性能診斷方法 33 2.6 BIM技術利用Revit API做開發之應用 47 2.7 小結 51 第三章 建築資訊模型技術與應用 54 3.1 建築資訊模型之介紹及其應用 54 3.1.1 建築資訊模型之介紹 54 3.1.2 建築資訊模型之特性 56 3.1.3 BIM在建築生命週期中之應用 58 3.1.4 BIM在營運維護階段的應用 66 3.2 本研究使用的相關資訊技術 72 3.2.1 Autodesk Revit之介紹 72 3.2.2 Revit API之介紹 79 3.3 小結 80 第四章 系統功能分析與設計 81 4.1 鋼筋混凝土耐久性能診斷方法及流程 82 4.1.1 劣化初步評估 84 4.1.2 劣化詳細評估 95 4.1.3 劣化綜合評估 102 4.2 建築資訊模型之耐久性能診斷與維護管理系統設計架構與介紹 103 4.3 Revit介面介紹 105 4.4 耐久性能初步評估流程系統設計與介紹 110 4.5 耐久性能詳細評估流程系統設計與介紹 142 4.6 資料輸出功能 158 4.7 視覺化呈現功能 162 第五章 系統介面功能展示 166 5.1 情境分析一 167 5.1.1 情境背景 167 5.1.2 耐久性能診斷與維護管理系統操作 168 5.1.3 小結 178 5.2 情境分析二 179 5.2.1 情境背景 179 5.2.2 耐久性能診斷與維護管理系統操作 179 5.2.3 小結 187 5.3 情境分析三 187 5.1 情境背景 187 5.2 耐久性能診斷與維護系統操作 188 5.3 小結 194 5.4 小結 194 第六章 結論與未來展望 196 6.1 結論 196 6.2 未來展望 198 參考文獻 …………………………………………………………………………200 附錄一 補修策略建議 203 1.1 鋼筋腐蝕補修工法 203 1.2 中性化抑制工法 204 1.3 氯離子抑制工法 205 1.4 裂縫修補工法 206

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