鋼筋混凝土結構在耐震設計時,係依據鋼筋應力為 1.25 fy 所求得之彎矩強度以計算構材之設計剪力,此係數 1.25 所代表的意義為何?
- A考慮鋼筋應變硬化之可能強度正解 ✓
- B設計載重因數
- C強度折減因數
- D地震力放大倍數
官方答案 A
出處:110 年專門職業及技術人員高等考試建築師考試「建築結構」乙段測驗第 13 題(場次代碼 110180,全卷 40 題)。答案以考選部公布為準,本站不修改官方答案。
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本題考點
鋼筋混凝土耐震設計的「容量設計」觀念——以構材端部可能彎矩強度推求設計剪力時,鋼筋應力改取 1.25 fy 的物理意義,並與載重因數、強度折減因數、地震力放大倍數區分。
正解理由
《建築物混凝土結構設計規範》第 3.3.3 節 指出,計算構材強度時鋼筋應力以規定降伏強度 fy 為上限,鋼筋屈服後因應變硬化而增加的強度省略不計。這個假設用在「檢核構材夠不夠強」時偏於保守,是對的;但耐震設計要求構材先發生撓曲降伏(形成塑鉸)、不得先發生脆性的剪力破壞,此時要估的是塑鉸「最多可能」發展出多大的彎矩。若仍以 fy 計算,會低估塑鉸彎矩,也就低估了塑鉸形成時伴隨而來的剪力,剪力鋼筋可能配置不足。
因此改以 1.25 fy 計算「可能彎矩強度」,把鋼筋進入應變硬化後應力繼續上升、以及實際降伏強度常高於規定值的可能性一併納入,再由構材兩端的可能彎矩強度推得設計剪力,使剪力強度大於撓曲降伏時的剪力需求。1.25 是對鋼筋材料強度的上修,屬於構材能力上限的估計,故選 A。
逐項排除
- (A)
正確。1.25 乘在鋼筋應力 fy 上,代表鋼筋超過降伏後因應變硬化可能達到的較高應力。它與《建築物混凝土結構設計規範》第 3.3.3 節「計算強度時應變硬化增加之強度省略不計」正好反向操作:一般強度計算取下限以求安全,容量設計則取可能的上限,以免剪力需求被低估。
- (B)
錯誤。載重因數是乘在「載重」上的係數,《建築技術規則建築構造編》第 413 條之 1 第 1 項、第 413 條之 1 第 2 項 說明結構混凝土構件之設計載重應考慮載重因數及載重組合,作用對象是靜載重、活載重、地震力等外力效應,用來放大需要強度;本題的 1.25 乘的是鋼筋應力,作用在「強度」端。主體(外力 vs. 材料應力)與用途(求需要強度 vs. 估構材最大能力)都不同,載重因數應是「乘於各種載重以求需要強度之係數」,與 1.25 fy 無關。
- (C)
錯誤。強度折減因數依《建築技術規則建築構造編》第 414 條用於折減構件的標稱強度以得設計強度,方向是「打折」,使設計強度低於標稱強度,反映材料、尺寸與施工的不確定性;1.25 則是把鋼筋應力「放大」,方向相反。此外,計算可能彎矩強度時不再乘強度折減因數,因為目的不是保守檢核,而是估計構材實際可能出現的最大彎矩,若再打折反而會低估剪力需求。
- (D)
錯誤。耐震設計規範所稱的「起始降伏地震力放大倍數」是作用在「設計地震力」上的倍數,描述整體結構在設計地震力放大多少後才出現第一個斷面降伏,用於推算最小設計水平總橫力,屬於地震力需求端、針對整棟結構的係數;本題的 1.25 是針對單一構材鋼筋應力的材料超強係數,對象(整體地震力 vs. 鋼筋應力)與用途(決定設計地震力 vs. 決定構材設計剪力)都不同。
記憶點
1.25 fy=鋼筋應變硬化後的「可能強度」,用來算可能彎矩強度與容量設計剪力;載重因數放大外力、強度折減因數打折強度、地震力放大倍數放大設計地震力,三者都不是乘在鋼筋應力上。
內容更新 2026-10-12 · 詳解為 AI 生成並經程式關卡與覆核,僅供國考複習,不構成建築設計、結構設計、施工或法規諮詢建議 · 回報錯誤