高考申論題
109年
[建築工程] 建築結構系統
第 三 題
📖 題組:
四、關於受軸壓力之非預力鋼筋混凝土構材,試述:
四、關於受軸壓力之非預力鋼筋混凝土構材,試述:
📝 此題為申論題,共 3 小題
小題 (三)
軸壓力大小對於撓曲破壞控制構材韌性之影響。(5分)
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看到本題,首先要辨識出「韌性(Ductility)」與鋼筋塑性變形能力的關係。接著應該從應變協調(Strain Compatibility)的角度切入:軸壓力增加 $\rightarrow$ 需要更大的混凝土受壓區 $\rightarrow$ 中性軸深度(c)變大 $\rightarrow$ 拉力鋼筋的極限拉應變($\epsilon_t$)變小 $\rightarrow$ 鋼筋降伏後的塑性變形量減少,甚至不降伏 $\rightarrow$ 結論:韌性顯著降低。
小題 (一)
軸壓力大小對於剪力計算強度之影響。(8分)
思路引導 VIP
看到本題,首先要辨識出是在探討 RC 構材在軸向壓力下,其抗剪能力(Vc)的變化。接著應該從「力學現象」切入,說明軸壓力能將混凝土壓緊、延遲對角拉力裂縫的產生與張開;再對應到「規範公式」,指出規範中 Vc 會隨著軸壓力 Nu 增加而乘上一個放大係數。
小題 (二)
軸壓力大小對於彎矩計算強度及設計強度之影響。(12分)
思路引導 VIP
看到本題,首先要辨識出需區分「標稱彎矩強度(Mn)」與「設計彎矩強度($\phi Mn$)」。接著應該從「P-M 互制圖(軸力-彎矩互制圖)」切入。對於 Mn,需以「平衡點」為界,說明軸力在低於平衡點時使 Mn 增加,高於平衡點時使 Mn 減少。對於 $\phi Mn$,則必須引入強度折減係數 $\phi$隨拉應變(由拉控轉壓控)遞減的概念,說明設計強度提升受限或更早開始下降。