關於建築用鋼材之敘述，下列何者錯誤？

本題考點

建築用鋼材的基本材料性質——比重與線膨脹係數、含碳量對強度與韌性的影響、低降伏鋼的用途，以及彈性模數與強度的關係。

正解理由

鋼是鐵與碳為主的合金，含碳量提高會使鋼的強度與硬度上升，但同時使伸長率、韌性與可銲性下降，材料變得較脆，也較容易在銲接熱影響區產生硬化與裂縫。所以「含碳量愈高則韌性愈好」把方向講反了。《建築技術規則建築構造編》第 242 條要求以銲接為主接合的鋼結構應選用可銲性且延展性良好的銲接結構用鋼材，冷軋型鋼結構採銲接時也有相同要求（同編第 528 條第 2 項），這類鋼材正是以控制含碳量等化學成分來確保延展性與可銲性。本題問錯誤者，故選 B。

逐項排除

1. (A)

   正確。鋼材比重約為普通混凝土的 3 倍，這是材料密度的差異；而兩者在常溫下的線膨脹係數很接近，這是鋼筋混凝土與鋼骨鋼筋混凝土能夠成立的前提之一——溫度變化時鋼與混凝土伸縮量相近，介面不會因熱脹冷縮產生過大應力而破壞握裹。《結構混凝土施工規範》第 13.2.4 節也說明混凝土的熱學性質主要由骨材控制，表列常用混凝土的典型熱膨脹係數約落在 8.6 至 13.2（10-6/°C）之間，與鋼材屬同一量級，所以題目說「幾乎相同」成立。

2. (B)

   錯誤（本題答案）。含碳量提高，強度、硬度上升，但延展性、韌性與可銲性下降，兩者是此消彼長的關係，不是同方向增加。改成「一般而言，鋼材含碳量愈高則強度愈高、韌性愈差」才對。要兼顧強度與韌性，靠的是控制含碳量並配合其他合金元素與熱處理，而不是單純提高含碳量。

3. (C)

   正確。低降伏鋼的降伏強度刻意壓低、延展性很高，地震時能比主結構更早進入降伏，以反覆的塑性變形消散能量，而且能承受多次往復變形而不斷裂，因此適合做成剪力板型等金屬降伏阻尼器，讓主結構梁柱保持較小損傷。

4. (D)

   正確。彈性模數反映的是材料在彈性範圍內應力與應變的比例，主要由鐵原子之間的結合性質決定；不同強度等級的結構鋼，其降伏強度與抗拉強度可以差很多，但彈性模數幾乎相同。也就是說，改用高強度鋼可以提高構材的承載力，卻無法提高勁度，撓度與挫屈等受勁度控制的問題，不會因換用高強度鋼而改善。《木構造建築物設計及施工技術規範》第 4.7.2 節的表列也只依鋼種與厚度區分基準強度，不同強度鋼種之間並不另區分剛性。

記憶點