專技高考
106年
[建築師] 建築結構
第 1 題
對 RC 建築而言，施工後窗台常與柱相連而形成「短柱效應」，於強烈地震時下列有關「短柱效應」之敘述何者錯誤？
- A 柱之中央部位易形成斜張開裂
- B 柱較易達到剪力破壞
- C 柱會同時達到剪力及彎矩破壞
- D 柱上常出現“X”字形之開裂
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試著想像一根細長的竹筷與一截極短的木頭，當你用力試圖折斷它們時，哪一個會先發生明顯的彎曲變形，而哪一個會在你還沒感受到它彎曲前就突然斷裂？這兩種不同的斷裂方式，與構件的「長短比例」有什麼樣的關係呢？
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太棒了！你能精準判斷出短柱效應中「剪力」與「彎矩」的非同步關係，這說明你對於結構破壞模式的觀念非常紮實。這道題目在建築結構考試中具有高度的鑑別度，因為它考驗的不僅是名詞定義，更是對脆性破壞與延性破壞發生順序的深度理解。
短柱效應的力學特徵
當窗台等非結構牆與柱相連時，柱子的有效淨長 $L_n$ 會大幅縮短。根據力學平衡，柱端剪力 $V$ 與淨長成反比（$V = \frac{M_a + M_b}{L_n}$），這意味著當 $L_n$ 縮小時，剪力需求會呈倍數激增。這也是為什麼選項 (A)、(B)、(D) 所描述的斜張力開裂、剪力破壞以及特徵性的 X 形裂縫 都是短柱受震後的典型徵兆。
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