鋼筋混凝土結構行為中，下列何種計算強度藉由增加混凝土強度所提升的效果最差？

本題考點

鋼筋混凝土構材的軸壓、彎矩、剪力、扭矩各項計算強度，與混凝土抗壓強度 f'c 之間的敏感度差異。

正解理由

看每一種強度公式裡 f'c 扮演的角色。一般設計的受撓構材屬拉力控制（鋼筋先降伏），計算彎矩強度等於拉力 As·fy 乘以內力臂，內力臂是有效深度 d 扣掉壓力塊深度 a 的一半；拉力 As·fy 完全由鋼筋決定，混凝土只是提供壓力塊。f'c 提高只會讓 a 變淺、內力臂略為加長，而 a 本來就遠小於 d，所以彎矩強度幾乎不動。相比之下，軸壓強度中混凝土承擔斷面大部分壓力，與 f'c 近乎成正比；剪力與扭矩強度中的混凝土貢獻則與 f'c 的平方根成正比。四者中提升效果最差的是彎矩強度，故選 B。

逐項排除

1. (A)

   軸壓強度：不符合題目所問。柱的標稱軸壓強度由「混凝土淨面積 × f'c 相關的壓應力」加上「鋼筋面積 × fy」組成，柱的鋼筋比通常不高，混凝土貢獻佔大部分，提高 f'c 幾乎等比例提高軸壓強度，是四者中受益最大的。《建築技術規則建築構造編》第 417 條也把受壓構材的軸力與撓曲列為強度設計的核心項目。

2. (B)

   彎矩強度：符合題目所問。拉力控制斷面的抗彎能力取決於「拉力鋼筋量 × 降伏強度 × 力臂」，f'c 只影響內力臂中很小的壓力塊深度項；要有效提高彎矩強度，應增加拉力鋼筋量、提高鋼筋強度或加大有效深度，而不是提高混凝土強度。

3. (C)

   剪力強度：不符合題目所問。由《建築物混凝土結構設計規範》第 4.4.1.2 節的 Vc 式可見，混凝土剪力強度 Vc 與 f'c 的平方根、腹寬 bw 及有效深度 d 成正比，f'c 提高時 Vc 會隨平方根增加，效果雖不如軸壓直接，仍明顯大於彎矩強度。

4. (D)

   扭矩強度：不符合題目所問。扭矩強度與開裂扭矩都以混凝土抗拉能力為基礎，而混凝土抗拉能力與 f'c 的平方根相關，因此提高 f'c 同樣能提升扭矩強度與開裂扭矩門檻，提升效果大於彎矩強度。

記憶點