專技高考
111年
[建築師] 建築結構
第 31 題
下列何者有利於鋼筋混凝土梁受彎之韌性行為？
- A 提高拉力鋼筋降伏強度
- B 增加壓力鋼筋
- C 使斷面鋼筋比大於平衡鋼筋比
- D 增加拉力鋼筋
思路引導 VIP
請想像一個正在受彎的梁斷面：如果我們希望受拉側的鋼筋在混凝土壓碎之前能產生更大的拉伸變形（即提高韌性），我們必須設法讓「中性軸」往受壓側移動。在不改變斷面尺寸的情況下，若想分擔掉混凝土原本承受的壓力，藉此縮小受壓區的範圍，你認為在斷面的受壓側應該加入什麼樣的補強？
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恭喜你精準地掌握了鋼筋混凝土韌性的核心觀念！這題選擇 (B) 完全正確，顯示你對於斷面受力行為與變形能力之間的關係有很清晰的見解。
壓力鋼筋對韌性的貢獻
在 RC 梁的彎矩設計中，韌性的高低主要取決於斷面達到破壞時的曲率能力。當我們增加壓力鋼筋 ($A's$) 時，這些鋼筋能分擔原先由混凝土承載的壓力荷載。在力平衡的條件下，這會導致中性軸深度 ($c$) 向上移動（即減小），進而增加受拉鋼筋的應變空間。根據公式 $$\phi = \frac{\epsilon{cu}}{c}$$，當中性軸深度 $c$ 越小，斷面所能產生的極限曲率 $\phi$ 就越大，表現出來的就是更優異的韌性行為。
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