鋼結構中構件斷面的結實性會影響梁或柱的極限狀態，下列敘述何者錯誤？

本題考點

鋼結構構材依肢材受壓時的局部挫屈行為，分為塑性設計斷面、結實斷面、半結實斷面與細長肢材斷面四類；要分辨每一類斷面能發揮到哪一個強度極限，以及斷面等級由哪一片肢材決定。

正解理由

《建築技術規則建築構造編》第 244 條把鋼結構構材斷面分為四類：塑性設計斷面是除彎矩強度可達塑性彎矩外，其肢材在受壓下可達應變硬化而不產生局部挫屈；結實斷面是彎曲強度可達塑性彎矩，變形能力約為塑性設計斷面之二分之一；半結實斷面是肢材可承壓至降伏應力而不產生局部挫屈，且無提供有效之韌性；細長肢材斷面則是肢材在受壓時將產生彈性挫屈。一個斷面由翼板、腹板等多片肢材組成，只要其中一片在降伏前就彈性挫屈，整個斷面便無法依賴該片肢材發揮降伏強度，因此斷面等級取決於最不利的那一片肢材。選項 (C) 把「有任一肢材屬細長肢材」的斷面歸為半結實斷面，與分類要件不符，是錯誤敘述，故選 C。

逐項排除

1. (A)

   正確。依《建築技術規則建築構造編》第 244 條，結實斷面的彎曲強度可達塑性彎矩，代表斷面在全斷面塑性化、發揮到極限彎矩強度之前，肢材不會先局部挫屈而提早喪失強度。結實斷面與塑性設計斷面的差別不在能否達到塑性彎矩，而在達到之後的變形能力：結實斷面約為塑性設計斷面之二分之一，轉動能力較有限。

2. (B)

   正確。依《建築技術規則建築構造編》第 244 條，半結實斷面的肢材可承壓至降伏應力而不產生局部挫屈，所以最外緣纖維可以降伏，彎矩可達降伏彎矩 My；但斷面繼續塑性化時，受壓肢材會在全斷面降伏之前局部挫屈，且無提供有效之韌性，因此無法到達塑性彎矩 Mp。選項以「挫屈時可達 My、到不了 Mp」描述半結實斷面的強度上限，與定義一致。

3. (C)

   錯誤。依《建築技術規則建築構造編》第 244 條，細長肢材受壓時將產生彈性挫屈，也就是應力尚未達降伏就已失穩；而半結實斷面的要件是「肢材可承壓至降伏應力而不產生局部挫屈」。斷面上只要有一片細長肢材，這個要件就不成立，斷面應歸為細長肢材斷面，而不是半結實斷面。改成「斷面上有任一肢材屬細長肢材時，斷面為細長肢材斷面」才正確。

4. (D)

   正確。依《建築技術規則建築構造編》第 244 條，塑性設計斷面的肢材在受壓下可達應變硬化而不產生局部挫屈；純受軸壓時各肢材都能先降伏再進入應變硬化，局部挫屈不會搶在降伏之前發生，因此在整體挫屈不控制的情形下，斷面可達全斷面降伏。《建築技術規則建築構造編》第 258 條之 2 要求設計壓力構材時應考量局部挫屈、整體挫屈、降伏等之安全性，塑性設計斷面就是三者之中把局部挫屈排在降伏之後的斷面。

記憶點