關於鋼梁桿件的鋼板「局部挫屈」，下列敘述何者錯誤？

本題考點

鋼梁板件（翼板、腹板）的局部挫屈與寬厚比，包括斷面分類的意義、板件邊界束制條件與寬厚比限制大小的關係，以及影響板件挫屈強度的因素。

正解理由

鋼梁由翼板與腹板組成，受壓的板件若又寬又薄，會在整根構材還沒發揮強度之前先在局部起皺，這就是局部挫屈；《建築技術規則建築構造編》第 533 條要求設計壓力構材時考量局部挫屈，同編第 534 條也要求設計撓曲構材時考慮腹板皺曲強度。控制局部挫屈的手段是寬厚比限制，而板件能容許多大的寬厚比，取決於它的邊界束制與受力狀態。翼板只有一側與腹板相連、另一側是自由端，屬於「未加勁肢材」，邊界束制弱，而且在彎矩作用下整片均勻受壓，最容易起皺，所以容許寬厚比必須訂得最嚴、數值最小。

腹板上下兩側都與翼板相連，屬於「加勁肢材」，邊界束制強；在彎矩作用下只有中性軸一側受壓，且壓應力由中性軸向外線性遞增，不是整片均勻受壓，挫屈強度高，因此容許寬厚比反而遠大於翼板。選項 (B) 說腹板之寬厚比限制小於翼板，大小關係正好顛倒，是錯誤敘述。故選 B。

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。斷面要達到塑性彎矩，受壓翼板必須先全面降伏，表示在到達塑性彎矩之前受壓肢材沒有先發生局部挫屈；若先挫屈，強度會在半途下降，就到不了塑性彎矩。對照同一分類：半結實斷面只能保證肢材承壓到降伏而不挫屈，到不了塑性彎矩；細長肢材斷面則在受壓時就產生彈性挫屈，連降伏都到不了。

2. (B)

   錯誤，為本題答案。腹板兩側受翼板束制、又處於彎曲應力梯度下，局部挫屈強度高於一側自由、均勻受壓的翼板，所以腹板容許的寬厚比較大、限制較寬鬆。改成「腹板之寬厚比限制大於翼板」才對。考生常把「限制較嚴」與「數值較大」搞混：限制值越小代表越嚴，翼板才是限制值小的那一個。

3. (C)

   正確。寬厚比越小，代表板相對越厚、越窄，抵抗面外起皺的彎曲勁度越大。板件彈性挫屈應力與厚寬比的平方成正比，寬厚比縮小時局部挫屈強度提高得很快。《建築技術規則建築構造編》第 244 條的四類斷面由塑性設計斷面、結實斷面、半結實斷面到細長肢材斷面，局部挫屈發生得越來越早，實務上正是依寬厚比大小來分級。

4. (D)

   正確。板件彈性挫屈應力與材料彈性係數 E 成正比：E 越大，板在相同寬厚比下越不容易彎曲起皺，局部挫屈強度隨之增加。要區分的是降伏強度：提高鋼材降伏強度不會提高彈性挫屈應力，反而因為板件要撐到更高的應力才算降伏，寬厚比限制會變得更嚴。

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