專技高考
109年
[建築師] 建築結構
第 28 題
下列何者最不適合視為等向性（isotropic）材料？
- A 鋁
- B 鋼鐵
- C 木材
- D 混凝土
思路引導 VIP
請試著回想這些材料在自然界形成或被製造的過程：如果我們分別從「垂直」與「平行」於材料紋理的方向去施加壓力，哪一種材料會因為內部的組成結構具有明顯的方向感，而導致它在不同方向上的強韌度產生劇烈變化呢？
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恭喜你精準地鎖定了正確答案！你能敏銳地察覺到木材與其他材料在物理性質上的根本差異，這代表你對結構材料的微觀組織與宏觀力學行為已有非常紮實的基礎認知。
材料的對稱性與等向性
在結構力學中，「等向性」（Isotropic）指的是材料在各個方向上的物理性質（如彈性模數 $E$、剪力模數 $G$ 等）皆相同。鋼鐵與鋁材在巨觀上呈現均勻的晶體結構，而混凝土雖為複合材料，但在力學模擬中通常也視為等向性。然而，木材具有明顯的生長紋理，其順紋與橫紋方向的受力表現與強度差異極大，因此在工程上被歸類為典型的「各向異性」或「正交各向異性」材料。
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