民國115年 高考三級 土木工程 營建管理與工程材料
第4題
依現行CNS 560「鋼筋混凝土用鋼筋」（2018）規範，請說明： SD280、SD280W、SD420、SD420W 等規格中，「SD」、數字、「W」 各代表…
題目
依現行CNS 560「鋼筋混凝土用鋼筋」（2018）規範，請說明： SD280、SD280W、SD420、SD420W 等規格中，「SD」、數字、「W」 各代表何種意義？並說明SD420 與SD420W 之主要差異。（15 分） 繪製典型熱軋鋼筋之應力－應變曲線，並標示出下列特徵點與區段： 比例限度（proportional limit）、降伏點（yield point）、極限抗拉強度 （ultimate tensile strength）、頸縮區（necking）、應變硬化區（strain hardening）（10 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、代號「SD」之意義：依 CNS 560「鋼筋混凝土用鋼筋」之規定，S 代表鋼（Steel），D 代表變形鋼筋（Deformed bar），即竹節鋼筋；故 SD 係指供鋼筋混凝土構造使用之熱軋竹節鋼筋，其表面須具備規定之竹節形狀與尺度，以確保與混凝土之握裹力。
- 二、數字之意義：數字代表規定之降伏強度（yield strength）最小值，單位為 N/mm²（即 MPa）。SD280 表降伏強度不小於 280 N/mm²，SD420 表降伏強度不小於 420 N/mm²；並另規定抗拉強度下限、降伏比與伸長率等，以確保鋼筋具足夠強度與韌性。
- 三、代號「W」之意義：W 表可銲性（Weldable），即該鋼筋除須符合對應強度等級之機械性質外，另須符合較嚴格之化學成分限制與碳當量（carbon equivalent, CE）上限（約 0.55% 以下），並限制磷、硫含量，使其於銲接、機械續接或冷彎時不易產生硬化裂紋，適用於須銲接之鋼筋籠、續接器及耐震構件。
- 四、SD420 與 SD420W 之主要差異：兩者降伏強度同為 420 N/mm²，抗拉強度與伸長率要求亦大致相同，差異在於 SD420W 須符合可銲性之化學成分與碳當量限制，冶煉與軋製成本較高、單價較貴；SD420 則未強制限制碳當量。故設計圖說若註明可銲鋼筋或採銲接續接，應採用 SD420W，不可逕以 SD420 替代。
- 五、應力－應變曲線之繪製要領：以縱軸為應力（stress，MPa）、橫軸為應變（strain，%）作圖。起點 O 至 A 為彈性直線段，斜率即彈性模數 Es（約 2.04×10⁵ MPa），A 點為比例限度（proportional limit），此後曲線開始偏離直線；B 點為降伏點（yield point），熱軋鋼筋常呈上降伏點與下降伏點及降伏平台。
- 六、曲線後段與標註：由降伏平台末端 C 起進入應變硬化區（strain hardening），曲線再度上升至峰值 D，該點對應極限抗拉強度（ultimate tensile strength，fsu）；過 D 後斷面開始局部收縮，進入頸縮區（necking），曲線下降至 E 點斷裂。繪圖時應標明 O、A、B、C、D、E 各點名稱、降伏平台、應變硬化區與頸縮區範圍，並註明兩軸名稱與單位，考生須依上述描述自行繪製。
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