關於木質構造，下列敘述何者錯誤？

本題考點

木質構造的材料與結構特性，包括潛變、垂直纖維方向壓陷的變形行為、接合部提供韌性的機制，以及含水率與木材強度的關係。

正解理由

木材是會吸濕的天然材料，細胞壁內的結合水會削弱纖維間的分子結合力：在纖維飽和點以下，含水率越低，細胞壁越緻密、剛硬，強度與彈性模數越高；含水率升高，強度隨之下降。規範的調整方向也是如此：《木構造建築物設計及施工技術規範》第 6.1.6 節要求設計時若木材之平均含水率無法保持在 19％以下，接合部位之容許應力應予減少 1/3；同規範第 4.6.4 節則規定合板若 12 個月期間之平均含水率在 25％以上，容許應力與彈性模數都要乘上調整係數折減（受彎、受拉、剪斷為 0.6，受壓為 0.4）。

兩者都是「含水率高，容許應力打折」；反過來說，含水率減少時強度是提高，不是減低。(D) 把方向講反，是本題要找的錯誤敘述，故選 D。

逐項排除

1. (A)

   正確。《木構造建築物設計及施工技術規範》第 3.3.2 節明定潛變所引起之變形對結構體會有相當之影響，應納入考量，尤其是靜不定結構。木材在長期持續載重下，變形會隨時間繼續增加，梁的長期撓度會大於剛加載時的彈性撓度，因此《木構造建築物設計及施工技術規範》第 1.1 節也指出潛變後之容許最大撓曲要視不同使用狀況而定。靜不定結構受支承束制，潛變變形會造成內力重分配，所以規範特別點名。此敘述與規範一致。

2. (B)

   正確。力與纖維垂直時，受壓的是一束束中空管狀細胞的側壁：細胞壁被逐步壓扁、壓密，荷重超過比例限度後仍能繼續上升，變形很大卻不會突然斷裂，荷重與變形曲線呈延展、能吸收能量的形態，這就是題目所說的韌性行為。對照之下，《木構造建築物設計及施工技術規範》第 1.1 節描述木材整體特性為無明顯之降伏點、伸長量亦小、有可能發生脆性破壞，這主要表現在順纖維受拉、受剪等斷裂型破壞；壓陷正是其中的例外。設計上壓陷也被獨立成一個檢核項目，《木構造建築物設計及施工技術規範》第 4.3.2 節將「容許部分壓縮（壓陷）應力」與「容許全面壓縮應力」分開列值。考生常把「木材是脆性材料」整句套到所有受力方向，忽略了橫紋壓陷這一項。

3. (C)

   正確。《木構造建築物設計及施工技術規範》第 1.1 節說明使用非韌性材料所建造之結構體，係利用接合部之變形以獲得一些韌性；若接合部選用初期剛性高且會發生降伏變形之接合方法，構造體就具降伏點又有大變形能量，能量在接合部被吸收，成為韌性構造體。螺栓接合受力時，螺栓本身彎曲降伏，加上螺栓周圍木材的局部壓陷，正好提供這種可降伏、可大變形的機制；《建築技術規則建築構造編》第 206 條也把接合圈及螺栓、接合板及螺栓列為木構材的接合方式。要分清楚的是：韌性來源在接合部，不在木材本身；而《木構造建築物設計及施工技術規範》第 1.1 節也提到除利用膠合者外，以接合扣件接合者才會產生變形，膠合接合就不靠這種變形取得韌性。

4. (D)

   錯誤。含水率與強度是反向關係：在纖維飽和點以下，含水率減少，木材強度與剛性提高；含水率增加，強度才下降。《木構造建築物設計及施工技術規範》第 6.1.6 節對平均含水率無法保持在 19％以下者將接合部位容許應力減少 1/3，同規範第 4.6.4 節對合板平均含水率在 25％以上者以調整係數折減，含水率在 15％與 25％之間時再以直線內插求調整係數，都是「越濕越弱」。要改成正確敘述，應為「木料強度隨著其含水率減少而增加」，或「隨著其含水率增加而減低」。

記憶點