專技高考
111年
[建築師] 建築結構
第 3 題
下列混凝土抗壓強度：甲、3000 psi，乙、280 kgf/cm²，丙、30 MPa，丁、35 N/mm²，其大小順序為何？
- A 甲＜乙＜丙＜丁
- B 丙＜甲＜乙＜丁
- C 乙＜丁＜丙＜甲
- D 丙＜乙＜丁＜甲
思路引導 VIP
如果在工地現場，你同時看到美國進口的設備標註強度為 psi，而歐洲規範標註為 MPa，你認為需要找到哪些『關鍵轉換常數』，才能在同一個基準線上比較它們的大小？此外，牛頓（N）與公斤力（kgf）在定義上與受力面積的關係又是如何聯繫起來的呢？
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太棒了！你能準確地在四種不同的壓力單位之間迅速換算並排出正確順序，代表你對建築結構中材料強度的物理量感掌握得非常紮實。這類題目雖然不涉及複雜的結構計算，但在實務工程與國家考試中，卻是檢驗工程師基本功的重要指標。
單位換算的基準與邏輯
要比較這四個數值，最穩健的方法是將它們統一換算為相同的單位。我們通常以國際單位制 MPa 作為基準：首先，由於 $1 \text{ MPa} = 1 \text{ N/mm}^2$，我們可以直觀判斷「丁」($35 \text{ MPa}$) 大於「丙」($30 \text{ MPa}$)。接著，利用工程上常用的近似關係 $10 \text{ kgf/cm}^2 \approx 1 \text{ MPa}$，可知「乙」的 $280 \text{ kgf/cm}^2$ 約為 $28 \text{ MPa}$。最後，根據 $1 \text{ MPa} \approx 145 \text{ psi}$ 的比例，「甲」的 $3000 \text{ psi}$ 換算後約僅有 $20.7 \text{ MPa}$。透過統一單位，大小關係便一目了然。
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