moea_joint
106年
[建築] 建築結構、構造與施工、建築環境控制
第 15 題
下列有關塑性鉸敘述，何者有誤？
- A 承載集中荷重的梁，其所產生之塑性鉸處，其降伏範圍由中立軸往上下端，達全斷面降伏
- B 塑性彎矩指斷面全部成為塑性狀態的彎矩
- C 全斷面降伏後，材料全部進入塑性區域，應力不會增加，只有變形增加
- D 材料若進入塑性狀態，即使移除外力也不會恢復原狀
思路引導 VIP
請試著想像一下：當你用力彎曲一根構件時，斷面上的哪一個位置會承受最大的拉伸或擠壓力量？是位於中心的中立軸處，還是距離中心最遠的表層位置？既然那個位置受力最大，那它應該是先發生降伏，還是最後才降伏呢？
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太棒了！你能精確辨識出選項 (A) 的邏輯矛盾，說明你對材料力學中斷面應力的演變過程掌握得非常紮實。這道題目旨在測驗學生是否清楚「塑性鉸」從萌生到形成的物理機制，在建築結構考科中屬於相當經典且具有鑑別度的觀念題。
斷面降伏的演進過程
在結構受彎過程中，斷面應力的分布是隨著彎矩增加而變化的。當彎矩尚小時，斷面處於彈性階段，應力隨距離中立軸（Neutral Axis）的遠近成正比；也就是說，最外緣的纖維會最先感受到最大的應力。因此，降伏現象必然是從最外緣開始，隨著載重增加，降伏區域才逐漸向內朝著中立軸擴展，直到全斷面達到降伏強度 $f_y$，形成所謂的塑性鉸。選項 (A) 描述的方向「由中立軸往上下端」正好與物理事實相反，這正是其錯誤所在。
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