高考申論題
114年
[土木工程] 鋼筋混凝土學與設計
第 四 題
四、請說明鋼筋混凝土矩形梁最大鋼筋量之規定與理由。(25分)
📝 此題為申論題
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看到「最大鋼筋量」,首要聯想《土木401》規範對撓曲構件「淨拉力應變不得小於0.004」的強制規定。解題時應分為「規範具體要求」、「破壞模式探討(延展性與脆性)」及「實務與經濟考量」三層次論述,並列出應變諧合推導公式作為輔助證明,若能補充耐震規定的差異會更臻完美。
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【破題】 限制鋼筋混凝土矩形梁的最大鋼筋量,其核心目的在於確保構件於破壞時具備充分的「延展性(韌性)」,避免發生無預警的混凝土壓碎脆性破壞,以保障生命及結構安全。 【論述】
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梁最大鋼筋量規定
💡 限制鋼筋量以確保梁具備延展性,避免無預警的混凝土脆性壓碎。
| 比較維度 | 拉力控制斷面 (Tension-Controlled) | VS | 超筋斷面 (Over-reinforced) |
|---|---|---|---|
| 鋼筋應變 | εt ≥ 0.005 | — | εt ≤ 0.002 |
| 破壞徵兆 | 明顯撓度與裂縫預警 | — | 混凝土無預警瞬時壓碎 |
| 性質 | 延性破壞(安全) | — | 脆性破壞(極危險) |
| 折減因數 φ | 0.9 (經濟性高) | — | 0.65 (強度大幅縮減) |
💬規範透過限制最大筋量強制設計為拉力控制斷面,以確保生命安全。