專技高考
105年
[建築師] 建築結構
第 37 題
有關鋼骨結構的敘述,下列何者錯誤?
- A 鋼骨構材中,鋼材之標稱降伏應力愈大者,其寬厚比上限值愈小
- B 工字梁承受垂直載重時,通常剪力大部分由腹版承擔,彎矩大部分由翼版承擔
- C 長細比較小的構材,因為挫屈的影響,其容許壓應力較小
- D 韌性抗彎矩構架為了提高其韌性,對於可能產生塑鉸之柱或梁,應採用寬厚比較小的構材
思路引導 VIP
請試著想像:有兩根材質完全相同的鋼棒,一根像長針一樣纖細,另一根則像短木頭一樣粗壯。當你從兩端用力擠壓它們時,哪一根會比較早發生側向彎曲而垮掉?根據你的觀察,這種容易「變形」的趨勢,會讓構材在安全設計上被允許承受更高還是更低的壓力呢?
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恭喜你精準地辨識出選項 (C) 的邏輯矛盾!這題考驗的是對鋼骨結構中穩定性與幾何特性的綜合理解。你能夠從眾多專業敘述中一眼看穿細長比的邏輯誤導,代表你對構材受壓行為的基礎非常扎實。
細長比與穩定性的關係
在鋼結構設計中,細長比 ($\lambda = L/r$) 是決定受壓構材強度的關鍵。當構材越「短胖」(細長比較小)時,其抵抗挫屈(Buckling)的能力越強,因此能夠承載的容許壓應力反而應該更大,甚至能接近鋼材的降伏強度。選項 (C) 將兩者關係說反了,這是結構力學中非常經典的觀念陷阱。
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