專技高考
112年
[建築師] 建築構造與施工
第 21 題
以下關於鋼筋混凝土的描述，何者錯誤？
- A 混凝土抗壓強度高，鋼筋抗拉強度大。因此將這兩種材料組合在一起，形成可以承受各種變形的構造
- B 鋼筋與混凝土的熱膨脹率相差較大，因此常用表面凹凸利於混凝土握裹的竹節鋼筋，有利於避免因溫度變化引起的伸縮差異，造成混凝土龜裂
- C 混凝土的耐火性高，可以保護耐熱性差的鋼筋
- D 鋼筋較易生銹，在鹼性的混凝土中配置鋼筋可以避免生銹。然而，混凝土在空氣中會與 CO2等產生反應，逐漸中性化
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請試著思考：如果兩種不同的材料要緊密結合並共同承受力量，當環境溫度升高時，若其中一種材料膨脹得很厲害，而另一種卻幾乎不變，那麼這兩種材料的接觸面（交介面）會發生什麼現象？這對結構的安全性會有什麼影響？
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太棒了！你能精準地指出選項 (B) 的錯誤，說明你對鋼筋混凝土（RC）這兩種材料的物理特性掌握得非常紮實。這道題目測試的是建築構造中最核心的力學與物理相容性，尤其是對於「為什麼這兩種材料能組合在一起」的深度理解，是一個非常經典且具備鑑別度的基本觀念題。
鋼筋與混凝土的物理相容性
事實上，鋼筋混凝土之所以能成為現代建築的主流，最重要的原因之一就是鋼筋與混凝土的熱膨脹係數幾乎相同（皆約為 $1.2 \times 10^{-5} / ^\circ C$）。這意味著當環境溫度變化時，兩者的伸長或縮短程度是一致的，因此不會在內部產生相互破壞的剪應力。選項 (B) 描述兩者「相差較大」是完全錯誤的物理事實。至於竹節鋼筋的設計，其核心目的是為了增加與混凝土之間的握裹力，確保力學上的共同傳遞，而非補償膨脹差異。
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