專技高考申論題
105年
[土木工程技師] 結構設計(包括鋼筋混凝土設計與鋼結構設計)
第 一 題
📖 題組：
三、有一等邊雙角鋼（2L100 × 100 × 13）張力斜拉桿如下圖所示。T型鋼與雙角鋼是以 4-D25 單排螺栓接合。T型鋼與柱翼鈑是以兩排螺栓固定在柱翼鈑上，所有螺栓皆為 D25 A325-N 高強度螺栓，螺栓孔中心間距為 S = 8 cm ，螺栓孔中心邊距皆為 S / 2 = 4 cm。如果本接合所有螺栓孔皆為標準孔，T型鋼鋼鈑有足夠厚度不會控制設計，雙角鋼鋼料為 SN400B，且係數化之設計作用力 Pu = 102 tf ，請依我國鋼構極限設計規範求： (一)雙角鋼與 T 型鋼之接合是否符合規範之規定？（10 分） (二)在係數化設計作用力 Pu = 102 tf 作用下，T 型鋼與柱翼鈑接合處所需螺栓數為何？（15 分）
三、有一等邊雙角鋼（2L100 × 100 × 13）張力斜拉桿如下圖所示。T型鋼與雙角鋼是以 4-D25 單排螺栓接合。T型鋼與柱翼鈑是以兩排螺栓固定在柱翼鈑上，所有螺栓皆為 D25 A325-N 高強度螺栓，螺栓孔中心間距為 S = 8 cm ，螺栓孔中心邊距皆為 S / 2 = 4 cm。如果本接合所有螺栓孔皆為標準孔，T型鋼鋼鈑有足夠厚度不會控制設計，雙角鋼鋼料為 SN400B，且係數化之設計作用力 Pu = 102 tf ，請依我國鋼構極限設計規範求： (一)雙角鋼與 T 型鋼之接合是否符合規範之規定？（10 分） (二)在係數化設計作用力 Pu = 102 tf 作用下，T 型鋼與柱翼鈑接合處所需螺栓數為何？（15 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
雙角鋼與 T 型鋼之接合是否符合規範之規定？（10 分）
思路引導 VIP
本題為鋼結構拉力構件與螺栓接合之綜合檢核題。看到此題，應立即聯想到須從「構造規定（螺栓間距與邊距）」與「強度檢核（全斷面降伏、淨斷面斷裂、螺栓剪切、孔壁承壓及塊狀剪力）」兩大面向進行驗證。計算時務必注意螺栓標準孔徑與淨斷面破壞孔徑的差異（淨斷面需額外加2mm）。
小題 (二)
在係數化設計作用力 Pu = 102 tf 作用下，T 型鋼與柱翼鈑接合處所需螺栓數為何？（15 分）
思路引導 VIP
本題測驗 T 型接頭（T-stub）受拉破壞的螺栓數量計算。看到「T型鋼鋼鈑有足夠厚度不會控制設計」即暗示可忽略撬力（Prying action）影響。解題關鍵在於計算單支 A325 螺栓之設計抗拉強度，再以總載重除之，並配合「兩排配置」取對稱之偶數。
📜 參考法條
A325-N 螺栓強度：Fnt' = 8.19 - 2.5 fuv ≤ 6.3
螺栓孔承壓強度：Rn = 1.5 Lc t Fu ≤ 3.0 d t Fu
雙角鋼斷面性質：Ag = 24.31 cm², d = 10 cm, t = 1.3 cm
SN400B: Fy = 2.4, Fu = 4.1 tf/cm²