臺灣的學校建築常見短柱現象，關於短柱現象之敘述，下列何者正確？

本題考點

短柱效應的成因（窗台矮牆束制柱身，使柱的有效淨高變短）、破壞模式（剪力破壞），以及它與強柱弱梁的區分，和以隔離縫消除短柱效應的構造原理。

正解理由

臺灣學校教室常沿外牆或走廊設置窗台矮牆，矮牆與柱子砌成一體時，柱子被夾住的下段無法自由變形，地震時能側向彎曲變形的只剩窗台以上的一小段。柱子在樓層側位移下兩端產生彎矩，柱身剪力大致等於兩端彎矩之和除以可變形的淨高；淨高變短，同樣的側位移就要以更陡的彎矩梯度完成，剪力需求急遽上升，柱子勁度也變大而吸引更多地震力，結果在撓曲降伏之前就先發生斜向剪力破壞。這種脆性破壞，正是《建築技術規則建築構造編》第 410 條要求受撓柱在大地震時不致產生的非韌性破壞。

既然問題出在矮牆對柱身的束制，在窗台與柱之間切割隔離縫，讓矮牆不再夾住柱子，柱子就恢復以整段淨高參與變形，剪力需求回到原設計假設的水準，短柱效應即被消除，故選 D。

逐項排除

1. (A)

   錯誤。窗台夾住柱子，並不會讓柱的「抗剪強度」上升：柱斷面尺寸、混凝土與箍筋都沒有改變，剪力強度基本不變。上升的是柱的勁度與「剪力需求」：有效淨高變短，勁度增大而分擔更多地震力，彎矩梯度變陡使柱身剪力變大。需求上升、強度不變，剪力破壞因而提前發生。改成「柱構件被窗台夾緊，造成剪力需求上升」才對。

2. (B)

   錯誤。短柱的典型破壞是剪力破壞，柱身出現斜向或 X 形交叉裂縫、混凝土剝落，而不是撓曲破壞。原因是淨高短，柱子還沒達到撓曲降伏彎矩，剪力就先超過剪力強度；一般柱淨高較長，剪力需求較低，才較有機會以撓曲降伏的方式發展韌性。若把「撓屈」理解為細長柱的挫屈，短柱長細比小，更不是由挫屈控制。改成「短柱較一般柱更容易發生剪力破壞」才對。

3. (C)

   錯誤。強柱弱梁處理的是梁與柱「撓曲強度」的相對配比，目的在讓塑性鉸發生在梁端而非柱端，避免某一樓層的柱子同時降伏而形成軟弱層；《建築技術規則建築構造編》第 410 條也把強柱弱梁要求與剪力強度要求列為受撓柱設計中各自獨立的細節項目。短柱效應則來自非結構矮牆改變了柱的有效淨高，屬於柱身剪力需求與剪力強度的問題。即使梁柱強度配比符合強柱弱梁，只要柱身被窗台夾短，仍可能發生短柱剪力破壞。與短柱現象直接相關的是柱的有效淨高與剪力強度，不是強柱弱梁。

4. (D)

   正確。在窗台矮牆與柱之間切割隔離縫，使矮牆與柱子脫開，柱子不再受束制，有效淨高恢復為整層淨高，剪力需求隨之降低，柱可依原設計發展撓曲韌性，短柱現象即被消除。隔離縫要能讓柱子在地震側移時不再撞上矮牆，縫寬須足以容納柱的側向變形，縫內通常填充可壓縮的柔性材料兼顧防水。

記憶點