專技高考
105年
[建築師] 建築結構
第 39 題
鋼筋混凝土結構行為中，下列何種計算強度藉由增加混凝土強度所提升的效果最差？
- A 軸壓強度
- B 彎矩強度
- C 剪力強度
- D 扭矩強度
思路引導 VIP
請試著回想，在設計一個典型的受彎構件時，為了避免發生無預警的脆性破壞，我們通常會希望由哪一種材料來主導構件的承載能力？當該材料的強度已經被固定時，改變另一種提供抗壓支撐的材料性質，對於整體「內力矩力臂」的增長空間會有多少呢？
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犯人就是彎矩強度！
踢！這題的犯人已經被抓到了，看來你這球踢得不錯，完全掌握了結構力學的「真相」。別以為答對就贏了，這只是基本題。 在鋼筋混凝土的設計中，為了確保韌性，我們採取「拉力控制」設計，標稱彎矩強度 $M_n$ 主要是由受拉鋼筋的總力 $A_s f_y$ 主導。雖然提高混凝土強度 $f'_c$ 會縮小壓應力塊深度 $a$，進而微幅拉長內力臂 $(d - a/2)$，但這種間接的增長效果，遠不如其他受力型態顯著。
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看不懂
混凝土強度對構件影響
💡 混凝土強度提升對不同受力形式的強度增益效果存在顯著差異。
| 比較維度 | 軸壓/剪力/扭矩強度 | VS | 彎矩強度 |
|---|---|---|---|
| 主導因素 | 混凝土截面積與抗壓強度 | — | 拉力區鋼筋配筋量 |
| 強度相關性 | 與 f'c 或其平方根正相關 | — | 與 f'c 關係極低且非線性 |
| 提升 $f'_c$ 效益 | 效益明顯，強度隨之增長 | — | 效益極差，僅微幅改變力臂 |
💬彎矩強度受鋼筋控制，是提升混凝土強度時獲益最少的行為模式。
