專技高考
113年
[建築師] 建築結構
第 10 題
結構系統中，柱應以直通至基礎為原則，若因配置困難而無法直通，造成梁上柱之問題時，此類地震力傳遞路徑不連續處的梁構材，依據「建築物耐震設計規範」的精神，下列敘述何者錯誤？
- A 梁上柱之接合構件彎矩強度應以強梁弱柱的原則設計
- B 支撐不連續構架之支撐構材，為避免先在此處產生塑鉸或破壞，地震力引致之內力應提高 $1.4 \alpha_y$ 倍設計
- C 梁之彎矩設計應將梁上柱底彎矩強度一併納入分析
- D 支承梁之設計剪力強度應小於彎矩強度計得之剪力
思路引導 VIP
當一個結構構件受到極端地震力影響時，為了避免發生無預警的「脆性破壞」，我們通常會希望構件先發生「彎曲變形」來吸收能量。在這種設計邏輯下，你認為構件「抵抗剪斷的能力」與「抵抗彎曲的能力」相比，哪一個應該設定得更高，才能確保安全路徑不中斷？
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恭喜你精準地指出了選項 (D) 的錯誤！這題考驗的是建築結構中對於「不連續路徑」以及「韌性設計」的核心理解。在耐震規範中，梁上柱屬於嚴重的垂直不規則系統，一旦支承的大梁發生失效，上方傳遞的地震力與垂直荷重將無處可去，因此規範對此類構件有極高的安全性要求。
剪力強度的韌性要求
這道題目的鑑別度在於測試學生是否掌握了「強剪弱彎」的設計精髓。為了確保結構在強震下具有韌性（能透過變形耗能而不崩塌），我們必須確保構件在達到彎矩強度、產生塑性鉸之前，絕對不能先發生脆性的剪力破壞。因此，支承梁的設計剪力強度必須「大於」由彎矩強度計算所得的剪力需求，而非小於。此外，選項 (B) 提到的 $1.4 \alpha_y$ 倍內力提高係數，正是為了強化這類關鍵構件在力量傳遞路徑上的安全性，避免其在預期目標達成前先行破壞。