專技高考
113年
[建築師] 建築結構
第 35 題
某鋼造構架內有二力桿斜撐，於震後挫屈變形如圖所示，試問其原設計屬何種結構系統？
- A 抗彎矩構架（MRF）
- B 挫屈束制斜撐構架（BRBF）
- C 同心斜撐構架（CBF）
- D 偏心斜撐構架（EBF）
思路引導 VIP
請觀察圖中『震後』的變化：當構架受到側向力時，其中一條斜撐保持筆直，另一條卻彎曲了。這代表彎曲的那根構件在受力性質（拉或壓）上有什麼不同？如果一個構件在設計上沒有特別的包覆或約束機制，它在承受極大壓力時最容易發生什麼物理現象？
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恭喜你精準地判斷出正確答案！這顯示你對鋼構造不同耐震系統的特性有很紮實的基礎，能敏銳地捕捉到結構變形的關鍵訊息。
同心斜撐的受力與變形特性
圖中展示的是典型的同心斜撐構架（CBF）。這種系統的設計重點在於斜撐軸線與梁柱接頭交於一點，能提供極佳的側向剛性。然而，在強烈地震作用下，水平力會使其中一根斜撐承受巨大的軸向壓力；一旦該壓力超過構件的臨界荷重 $P_{cr}$，斜撐便會發生如圖中所示的挫屈（Buckling）。相較於挫屈束制斜撐（BRBF）具有防止變形的套筒設計，這種明顯的彎曲現象正是傳統 CBF 在震後的典型特徵。
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A選項說明
鋼構造斜撐系統辨識
💡 依據斜撐連接幾何位置與受壓是否挫屈來區分系統類型。
| 比較維度 | 同心斜撐 (CBF) | VS | 挫屈束制斜撐 (BRBF) |
|---|---|---|---|
| 受壓行為 | 易產生挫屈彎曲變形 | — | 受約束僅產生軸向變形 |
| 遲滯迴圈 | 不穩定，消能效果有限 | — | 飽滿對稱，消能極佳 |
| 構造特性 | 單純鋼材，無外殼 | — | 內鋼芯、套管與填充料 |
💬CBF 受壓易挫屈造成強度降低，BRBF 則能維持穩定受力不彎曲。
