高考申論題
105年
[建築工程] 建築結構系統
第 題
📖 題組：
拱（Arch）通常被運用在大跨距的結構中，一般拱的種類有固定拱，二鉸拱與三鉸拱，假設只考慮垂直載重，如圖 1。 試比較三種拱的：⑴水平推力。⑵斷面尺寸。⑶施工難度。⑷垂直載重能力。（20 分） 試繪製一拱的中央鉸接點大樣圖。（8 分）（拱為鋼構或木構皆可） 圖 1
拱（Arch）通常被運用在大跨距的結構中，一般拱的種類有固定拱，二鉸拱與三鉸拱，假設只考慮垂直載重，如圖 1。 試比較三種拱的：⑴水平推力。⑵斷面尺寸。⑶施工難度。⑷垂直載重能力。（20 分） 試繪製一拱的中央鉸接點大樣圖。（8 分）（拱為鋼構或木構皆可） 圖 1
試比較三種拱的：⑴水平推力。⑵斷面尺寸。⑶施工難度。⑷垂直載重能力。（20 分）
📝 此題為申論題
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本題測驗核心在於不同「邊界條件（支承與鉸接）」對拱結構行為的影響。解題時應先從「靜不定度（三鉸拱為靜定，二鉸與固定拱為靜不定）」切入，推導出彎矩分布狀況（決定斷面尺寸與載重能力），再評估基礎反力與變形容忍度（決定水平推力與施工難度），建議以表格橫向對比，並輔以力學原理解釋，最能展現高分專業度。
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【破題】 拱結構依靠幾何形狀將垂直載重轉化為軸向壓力，以發揮材料特性。三種拱的核心差異在於「靜不定度（Degree of Indeterminacy）」，這決定了系統的應力重分配能力、對變形的敏感度以及基礎反力的組成。 【論述】
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