結構材料之承載效率可利用強度除以比重來評估，則在建築結構常用之鋼鐵、混凝土及木材中，三者抗拉承載效率之大小順序為何？

本題考點

結構材料「承載效率」的比較，也就是以強度除以比重得到的比強度；本題限定比較鋼鐵、混凝土、木材三者在「抗拉」方向的比強度。

正解理由

承載效率等於強度除以比重，分子與分母要同時看，不能只看其中一項。先看分母：《建築技術規則建築構造編》第 11 條列出各材料的單位體積重量下限，其中鋼、生鐵、熟鐵都遠重於水泥混凝土與鋼筋混凝土，而針葉樹木材、闊葉樹木材與硬木則明顯輕於混凝土，三者的重量排序是鋼鐵最重、混凝土居中、木材最輕。再看分子：鋼材是延性金屬，抗拉強度在三者中最高，而且高出另外兩者甚多；木材順紋方向的纖維可以承受相當的拉力，但節、斜紋等缺陷與接合部位會使結構用木材的抗拉能力打折，強度居中；

混凝土是脆性材料，抗拉強度只有其抗壓強度的一小部分，結構設計上通常不倚靠混凝土抗拉，拉力改由鋼筋承擔，強度最低。把兩項合起來：鋼雖然最重，但抗拉強度的優勢遠大於重量的劣勢，比強度仍排第一；木材強度居中、重量最輕，比強度排第二；混凝土抗拉強度極低、重量又不輕，比強度最差。順序為鋼鐵＞木材＞混凝土。故選 B。

逐項排除

1. (A)

   鋼鐵＞混凝土＞木材：不符合題目所問。鋼鐵排第一正確，但混凝土與木材的相對位置顛倒：混凝土的抗拉強度低於木材，單位體積重量又大於木材，分子較小、分母較大，抗拉效率必然低於木材。應改為木材在前、混凝土在後。

2. (B)

   鋼鐵＞木材＞混凝土：符合題目所問。鋼以極高的抗拉強度抵過最重的缺點排第一，木材以輕量與中等的順紋抗拉強度排第二，混凝土抗拉強度最低又不輕而排最後，與比強度的推論一致。

3. (C)

   木材＞鋼鐵＞混凝土：不符合題目所問。混凝土排最後這一段正確，但把木材排在鋼鐵之前是錯的：這個排法只看到木材很輕，忽略了鋼的抗拉強度高出木材甚多，兩者重量的差距抵不過強度的差距。應改為鋼鐵在前、木材在後。

4. (D)

   木材＞混凝土＞鋼鐵：不符合題目所問，不符之處有兩個：其一，鋼鐵被排在最後，實際上鋼鐵的抗拉效率最高；其二，混凝土被排在鋼鐵之前，實際上混凝土的抗拉效率最低。整個順序只有「木材高於混凝土」這一段相對關係成立，應改為鋼鐵＞木材＞混凝土。

記憶點