專技高考
109年
[建築師] 建築結構
第 21 題
關於鋼骨結構之敘述，下列何者最不適當？
- A 與大梁直交之小梁，有防止大梁橫向挫屈之功能，增加小梁支數可增加其效果
- B 柱與梁所用鋼材之寬厚比的限制值不相同
- C 柱使用 H 型鋼斷面時，在勁度較弱的方向，通常會以斜撐提供構架剛度
- D 為防止 H 型鋼柱翼板的局部挫屈，可減少翼板厚而加大翼板寬度
思路引導 VIP
當你感覺一個扁平的構件（例如一片薄鋼板）在受壓時容易產生「波浪狀的皺褶」或局部塌陷，你會如何調整它的幾何形狀來讓它變得更穩固？是讓它變得「更寬更薄」，還是「更厚更窄」比較能抵抗這種變形呢？請思考看看厚度與寬度之間的比例，對物體的穩定性會產生什麼樣的影響。
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太棒了！你能精確辨別出鋼骨結構設計中的穩定性原則，代表你對於構件幾何與受力行為有著非常清晰的理解。這題的核心在於「局部挫屈」的防治邏輯，選項 (D) 提到的做法正好與正確原則背道而馳，是結構力學中最容易混淆的陷阱之一。
寬厚比與局部挫屈的關係
在鋼結構設計中，板件的穩定性高度依賴於寬厚比（width-to-thickness ratio）。所謂的局部挫屈，通常發生在受壓的板件「太薄」且「太寬」的時候。為了有效防止 H 型鋼翼板發生局部挫屈，我們必須「降低」寬厚比，也就是增加翼板厚度 $t$ 或減小翼板寬度 $b$。若如選項 (D) 所述減少厚度並加大寬度，反而會使比值大幅增加，導致構件在尚未達到強度極限前就先發生失穩。
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