專技高考-建築師建築構造與施工114 年第 23 題單選題
為獲得較大的使用面積,在結構設計時通常會適度地縮減柱的平面尺寸。下列何種方式對縮減「箱形鋼柱」外徑尺寸的效益最低?
A增加鋼板厚度
B鋼柱內填充混凝土
C縮小結構跨距、增加柱的數量
D增加柱內的加勁板正確答案
D正確答案
箱形鋼柱縮小外徑要靠提升整體斷面承載力,加勁板主要防局部挫屈,對縮徑效益最低。
為什麼答案是 D
加勁板主要功能是防止鋼板局部挫屈(鼓脹),屬於穩定性補強,對整體軸壓/彎矩承載力提升有限,無法有效縮減外徑尺寸。
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完整詳解
Pro · 無限重點 箱形鋼柱縮小外徑要靠提升整體斷面承載力,加勁板主要防局部挫屈,對縮徑效益最低。
問「縮小外徑效益最低」=哪個方法對提升承載力幫助最小。加勁板是防鼓脹,不是增加強度。
逐選項分析
A✕
增加鋼板厚度直接提升鋼柱斷面積與抗壓、抗彎能力,是縮小外徑最直接有效的方法,效益高。
B✕
內填混凝土形成 CFT(鋼管混凝土)複合柱,鋼管束制混凝土、混凝土防鋼管內凹挫屈,承載力大幅提升,縮徑效益很高。
C✕
縮小跨距、增加柱數量可降低每根柱分擔的軸力與彎矩,使柱斷面需求變小,對縮小外徑效益顯著。
D✓ 正確
加勁板主要功能是防止鋼板局部挫屈(鼓脹),屬於穩定性補強,對整體軸壓/彎矩承載力提升有限,無法有效縮減外徑尺寸。
縮減箱形鋼柱外徑的方法比較
| 方法 | 作用機制 | 縮徑效益 | 備註 |
|---|
| 增加鋼板厚度 | 提升斷面積與慣性矩 | 高 | 最直接 |
| 內填混凝土(CFT) | 鋼與混凝土互制互補 | 高 | 現代高樓常用 |
| 縮小跨距/增柱 | 降低單柱承載需求 | 高 | 需配合建築計畫 |
| 增加加勁板 | 防止鋼板局部挫屈 | 低 | 僅穩定性補強 |
考生容易以為「加勁板=補強=有助縮徑」,但加勁板是解決局部挫屈(薄板鼓脹)的穩定性問題,並非提升軸力承載力。要縮小外徑必須提升整體斷面強度,加勁板幫不上這個忙。