結構材料若具有高延展性，可對整體結構產生之正面效應，下列何者正確？

本題考點

材料延展性（韌性）對結構行為的影響，包括應力集中的緩和、靜不定結構的應力重分配、靜不定度的定義，以及塑性鉸的形成與轉動能力。

正解理由

延展性是材料在降伏後仍能承受大量塑性變形而不斷裂的能力。結構中開孔、斷面突變或接合處會產生局部應力集中，當局部應力達到降伏，延展性高的材料會先在該處降伏、產生塑性變形，應力不再繼續上升，而把多出的力轉給周圍尚未降伏的材料分擔，使應力分布趨於平均，不會因局部高應力而發生脆性斷裂。《建築技術規則建築構造編》第 287 條與第 538 條第 1 項要求接合傳力方式緩和漸變以避免應力集中，同編第 242 條要求以銲接為主接合的鋼結構選用延展性良好的鋼材，都反映「延展性是應力集中處的安全餘裕」。故選 A。

逐項排除

1. (A)

   正確。高延展性材料在應力集中處先局部降伏，藉塑性變形把應力分散給相鄰材料，緩和應力集中，這是延展性對整體結構的正面效應。

2. (B)

   錯誤。效果方向寫反了。靜不定結構有多餘的約束與傳力路徑，某一斷面降伏後，靠材料延展性維持塑性變形，載重可以轉由其他尚未降伏的斷面承擔，這就是「應力（彎矩）重分配」；延展性越高，重分配越充分，結構可利用的強度越多。改成正確說法：對靜不定結構，高延展性「可使應力重分配得以發生」，而不是防止。

3. (C)

   錯誤。靜不定度是由支承條件與構件連接方式（未知反力與內力數目和平衡方程式數目的差）決定的幾何與拓樸性質，與材料是否具延展性無關。靜定結構換用高延展性材料仍是靜定結構，任何一處形成塑性鉸就會變成機構；延展性只影響構件降伏後能變形多少，不會增加多餘約束。改成正確說法：增加靜不定度要靠增設支承或剛接等多餘約束，不是靠材料延展性。

4. (D)

   錯誤。延展性的作用不是讓塑性鉸「不易發生」，而是讓塑性鉸「能夠發生並持續轉動」。依《建築技術規則建築構造編》第 244 條，塑性設計斷面的彎矩強度可達塑性彎矩，且肢材在受壓下可達應變硬化而不產生局部挫屈，這種斷面才有能力形成塑性鉸並維持轉動；半結實斷面則無有效韌性。塑性鉸的出現與轉動使結構能消散能量、產生明顯變形預警，這才是穩定安全的來源；若材料缺乏延展性，斷面一達極限就斷裂，反而是脆性破壞。改成正確說法：高延展性使塑性鉸得以形成並具足夠轉動能力，結構破壞前有預警。

記憶點