專技高考-建築師建築結構111 年第 34 題單選題
鋼結構中構件斷面的結實性會影響梁或柱的極限狀態,下列敘述何者錯誤?
A結實斷面的肢材在發揮到極限強度時不會發生挫屈
B構件發生挫屈時半結實斷面可達 My 但無法到達 Mp
C斷面上有任一肢材屬細長肢材時,斷面為半結實斷面正確答案
D塑性設計斷面純受軸力下可達全斷面降伏
C正確答案
鋼結構斷面依肢材寬厚比分四級:塑性、結實、半結實、細長,有任一肢材為細長時整個斷面就是細長斷面而非半結實。
為什麼答案是 C
錯誤!只要有任一肢材寬厚比超過半結實上限(屬細長肢材),整個斷面應歸類為「細長斷面 (slender)」而非半結實斷面,依最弱肢材決定等級。
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完整詳解
Pro · 無限重點 鋼結構斷面依肢材寬厚比分四級:塑性、結實、半結實、細長,有任一肢材為細長時整個斷面就是細長斷面而非半結實。
口訣:最弱肢材決定斷面等級。有細長肢=細長斷面(最弱等級),不是半結實。
逐選項分析
A✕
結實斷面 (compact) 能發展至塑性彎矩 Mp,且在達到極限強度前不會發生局部挫屈,敘述正確。
B✕
半結實斷面 (non-compact) 可達降伏彎矩 My,但因局部挫屈發生在塑性化完成前,無法到達塑性彎矩 Mp,敘述正確。
C✓ 正確
錯誤!只要有任一肢材寬厚比超過半結實上限(屬細長肢材),整個斷面應歸類為「細長斷面 (slender)」而非半結實斷面,依最弱肢材決定等級。
D✕
塑性設計斷面 (plastic/seismically compact) 寬厚比最嚴格,純受軸力下可達全斷面降伏而不發生局部挫屈,敘述正確。
鋼結構斷面四級分類 (依寬厚比 λ)
| 斷面等級 | 寬厚比條件 | 可達彎矩 | 挫屈行為 |
|---|
| 塑性設計斷面 | λ ≤ λpd | Mp + 塑鉸轉動 | 可承受大塑性變形 |
| 結實斷面 | λ ≤ λp | 可達 Mp | 極限前不挫屈 |
| 半結實斷面 | λp < λ ≤ λr | 僅達 My | 降伏後即局部挫屈 |
| 細長斷面 | λ > λr | 未達 My | 彈性階段即挫屈 |
C 選項把「有細長肢材」硬塞給半結實斷面,這是考選部常設的陷阱。鋼結構斷面分類採「最弱肢材原則」:任一肢材屬細長,整體就是細長斷面,而非半結實。學生容易誤以為要「全部肢材都細長」才算細長斷面。