專技高考-建築師建築結構110 年第 37 題單選題
根據鋼筋混凝土「單筋矩形梁」之斷面極限彎矩強度分析,若鋼筋混凝土梁斷面在「平衡應變狀態」之鋼筋量 Asb = 20.28 cm2 時,則當拉力鋼筋量 As 為下列何者時,在極限狀態下拉力鋼筋已降伏?
A4 根 D22 鋼筋正確答案
B4 根 D29 鋼筋
C5 根 D25 鋼筋
D8 根 D19 鋼筋
A正確答案
拉力鋼筋降伏條件:As < Asb(低於平衡鋼筋量)。只要算出各選項鋼筋總面積,小於 20.28 cm² 者即為降伏。
為什麼答案是 A
D22 單根面積約 3.871 cm²,4 根 = 15.48 cm² < Asb = 20.28 cm²,屬於拉力控制斷面,極限狀態下拉力鋼筋已降伏,符合題意。
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完整詳解
Pro · 無限重點 拉力鋼筋降伏條件:As < Asb(低於平衡鋼筋量)。只要算出各選項鋼筋總面積,小於 20.28 cm² 者即為降伏。
記住各號鋼筋單根面積:D19≈2.865、D22≈3.871、D25≈5.067、D29≈6.469 cm²,乘根數後比對 20.28。
逐選項分析
A✓ 正確
D22 單根面積約 3.871 cm²,4 根 = 15.48 cm² < Asb = 20.28 cm²,屬於拉力控制斷面,極限狀態下拉力鋼筋已降伏,符合題意。
B✕
D29 單根面積約 6.469 cm²,4 根 = 25.88 cm² > 20.28 cm²,屬於超筋斷面,破壞時混凝土先壓碎,鋼筋尚未降伏。
C✕ 陷阱
D25 單根面積約 5.067 cm²,5 根 = 25.34 cm² > 20.28 cm²,超過平衡鋼筋量,鋼筋未降伏。考生若記錯 D25 面積易誤判。
D✕ 陷阱
D19 單根面積約 2.865 cm²,8 根 = 22.92 cm² > 20.28 cm²。雖然號數小看似較細,但根數多仍超過平衡量,為超筋斷面。
鋼筋降伏判斷 (單筋矩形梁)
| 鋼筋量關係 | 斷面類型 | 破壞模式 | 安全性 |
|---|
| As < Asb | 低筋斷面 | 鋼筋先降伏 → 延性破壞 | 安全 ✓ |
| As = Asb | 平衡斷面 | 鋼筋降伏與混凝土壓碎同時 | 臨界 |
| As > Asb | 超筋斷面 | 混凝土先壓碎 → 脆性破壞 | 危險 ✗ |
題目問「拉力鋼筋已降伏」= 需 As < Asb(低筋設計)。考生若誤以為「鋼筋越多越安全」而挑選面積大者就錯了。規範要求梁必須設計為低筋斷面,確保延性破壞預警。