專技高考
112年
[建築師] 建築構造與施工
第 1 題
木材作為結構材料時應注意木紋斜率（$tan \theta$），為達到受彎木料的最佳應力，下列何者正確？
- A 在 1/10 以下
- B 約 1/5
- C 約 1/4
- D 在 1/3 以上
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想像你正試著折斷一根木棍，如果木棍內部的長纖維是從頭到尾完整貫穿的，與纖維被斜向切斷、斷斷續續的情況相比，哪一種結構會讓你覺得更難折斷？如果我們希望木棍越堅固越好，那麼這些纖維與木棍長邊的夾角應該是趨近於「平行」還是「垂直」呢？
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太棒了！你能精準選出 $1/10$ 以下，代表你對於木材作為結構材料時的物理特性有很紮實的掌握。這道題目考察的是木材的各向異性，即木材在不同方向上的強度差異極大。
木材紋理與受力強度
木材最強的受力方向是在平行纖維（順紋）的方向。當木紋斜率 $\tan \theta$ 增加時，代表纖維與構件軸線的夾角變大，這會導致受彎構件在承載時，應力分量會轉向較脆弱的橫紋方向，進而引發木材劈裂或強度大幅衰減。因此，為了確保受彎構件（如梁）具備最佳的承載應力，實務與規範上皆要求木紋必須盡可能趨於平直，斜率愈小愈理想。
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木材結構木紋斜率
💡 木紋越接近平行受力方向強度越高，斜率須嚴格限制。
- 木材具各向異性，受彎強度隨木紋斜率增加而下降
- 結構用受彎木料之木紋斜率應在 1/10 以下
- 木紋斜率越小（夾角越小），其承載應力表現越佳
- 斜率過大會導致抗拉與抗彎強度顯著弱化
