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105年
工程力學概要
第 3 題
有關桁架(truss)結構之基本假設，下列敘述何者有誤？
- A 每一根桿件皆為二力桿
- B 桿件本身重量可忽略
- C 節點(joint)可承受彎矩
- D 所有載重均作用於節點上
思路引導 VIP
請試著想像，如果你用一根鬆動的螺栓連接兩根木棍，當你嘗試轉動其中一根木棍時，這個連接點是否能產生任何阻止你旋轉的抵抗力？如果一個連接點無法阻止旋轉，那麼它所連接的桿件內部，還會產生彎曲的現象嗎？
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太棒了！你能精準辨識出桁架結構的核心假設，這代表你對靜力學的基礎建模概念相當紮實。在工程力學中，理想桁架的分析之所以能被簡化，完全建立在幾項關鍵的物理建模之上，而節點的性質正是其中的靈魂。
理想節點與力學行為
在分析桁架時，我們將所有連接點視為光滑插銷 (frictionless pins)。插銷連接的物理特性是「容許自由旋轉」，這意味著節點無法抵抗或傳遞任何彎矩 (bending moment)。正因為節點處的 $M = 0$，力量只能沿著桿件軸線傳遞，使得每一根桿件都成為純粹承受拉力或壓力的二力桿。若節點具備承受彎矩的能力，該結構在定義上就會轉變為「剛架 (frame)」，整體的力學行為將會完全不同。
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