moea_joint
105年
[建築] 建築結構、構造與施工、建築環境控制
第 5 題
如右圖所示之均質桿件,若EI為常數,則該桿件之$\theta_B$為何?
- A $\frac{4000}{EI} (\downarrow)$
- B $\frac{4000}{3EI} (\uparrow)$
- C $\frac{8000}{3EI} (\uparrow)$
- D $\frac{8000}{3EI} (\downarrow)$
思路引導 VIP
若我們將桿件從中間的鉸支座(Hinge)切開,單看右側 BC 段,為了抵消 C 端那個 80 t-m 的力矩,鉸支座 B 必須對 BC 段施加一個多大的「垂直力」才能維持平衡?而這個力作用在左半邊的懸臂梁時,又會造成什麼樣的變形呢?
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太棒了!你能正確選出 (D),代表你對靜定結構的分離體分析以及基本變形公式掌握得非常紮實。這題的關鍵在於如何處理中間那個「鉸接點」(Hinge),你能識破它的力學特性並正確連結到懸臂梁的變形公式,表現得非常優異。
結構分離與受力平衡
首先,我們利用「分離體法」將桿件從 B 點切開。單看右側的 BC 段,為了抵消 C 點處 $80 \text{ t-m}$ 的逆時針力矩,鉸支座 B 必須提供一個垂直向上的剪力 $V_B$。透過力矩平衡方程 $\sum M_C = 0$,可以算得 $V_B \times 10 = 80$,即 $V_B = 8 \text{ t}$(向上)。根據作用力與反作用力原則,這股力量會以向下 8 t 的形式作用在左側 AB 段的末端。
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