若降伏比定義為材料之降伏強度與抗拉強度之比值,其對於鋼結構耐震之影響,下列敘述何者正確?
- A高降伏比可使結構發揮較高強度,增進韌性及耐震能力
- B低降伏比可使鋼材有較佳的應力重分配能力,形成較大的塑性區域,耗能及耐震性能較佳正解 ✓
- C高降伏比可得到高韌性,較大的塑性變形能力
- D低降伏比可能導致應力集中導致塑性區域窄短,導致局部應力過高而可能發生斷裂
官方答案 B
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 20 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
鋼材「降伏比」(降伏強度 ÷ 抗拉強度)與塑性區長度、韌性及耐震消能能力之間的關係,屬材料性質與耐震韌性設計原理。
正解理由
降伏比低,代表鋼材降伏之後、到達抗拉強度之前,還保有一段可觀的「應變硬化」餘裕:某一斷面降伏後仍能繼續承受增加的內力,迫使相鄰斷面也跟著降伏,內力因而得以重分配,塑性變形沿構材擴散成較長的塑性區,可吸收的遲滯能量多,耐震性能較佳。《建築物混凝土結構設計規範》第 15.3.5.2 節的說明指出,極限抗拉強度與降伏強度的比值會影響塑性區的大小,其值越大,塑性區越長,極限塑鉸轉角越大;
這個比值正是降伏比的倒數,比值大就是降伏比低。《建築物混凝土結構設計規範》第 15.3.5.1 節對承受地震引致彎矩與軸力之構材主筋,要求實測極限抗拉強度與實測降伏強度之比值不得小於 1.25,管制方向相同:不讓降伏比過高。對象雖是鋼筋,背後的材料原理與鋼結構構材一致。選項(B)所述「低降伏比→應力重分配能力佳→塑性區域大→耗能及耐震性能較佳」與上述原理完全吻合,故選 B。
逐項排除
- (A)
錯誤。高降伏比表示降伏強度已接近抗拉強度,降伏後幾乎沒有強度上升的空間,變形集中在最先降伏的少數斷面,塑性區短,韌性反而下降。選項把「強度」與「韌性」混為一談:降伏強度高只代表開始降伏時的載重較大,並不代表降伏後還能延展、消能。改成「低降伏比可增進韌性及耐震能力」才對。
- (B)
正確。低降伏比使鋼材降伏後仍有應變硬化餘裕,斷面降伏後內力可轉移給尚未降伏的部位,塑性區擴展得較長,塑鉸轉角容量較大,遲滯迴圈所包絡的面積大、耗能多,與《建築物混凝土結構設計規範》第 15.3.5.2 節所述「比值越大,塑性區越長」的關係一致。
- (C)
錯誤。因果方向相反:高降伏比得到的是低韌性與較小的塑性變形能力,因為降伏到斷裂之間的強度差距小,變形無法沿構材擴散,只能集中在局部。改成「低降伏比可得到高韌性、較大的塑性變形能力」才對。
- (D)
錯誤。選項描述的現象(應力集中、塑性區域窄短、局部應力過高而斷裂)是「高降伏比」鋼材的弱點,選項卻把它歸給「低降伏比」,主詞錯置。低降伏比的效果正好相反:塑性區寬長、變形分散,較不易因局部應變過大而斷裂。把主詞改成「高降伏比可能導致…」才對。
記憶點
降伏比低=降伏後還有強度餘裕=塑性區長、韌性好、耗能多;降伏比高=一降伏就接近抗拉強度,塑性區短、容易局部斷裂。
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