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 四 題
四、如下圖之 H 熱軋型鋼柱（H400 × 400 × 13 × 21）為有側撐構架中之主結構體，柱高 9 m 承受係數化之設計軸力 Pu = 200 tf 。柱之兩端假設為鉸接，且在柱弱軸方向在柱中間有水平梁支撐。假設鋼料為 SN400B，彎矩放大係數B1 = B2 = 1.0。請依我國鋼構極限設計規範，求在柱高 4.5 m 處，柱強軸方向可承受之最大係數化水平作用力 Hu 為何？（25 分）
📝 此題為申論題
📜 參考法條
H400x400x13x21 斷面性質：Ag = 218.7, Ix = 66600, Iy = 22400, Zx = 3670, rx = 17.45, ry = 10.42
互動公式：Pu / (φPn) ≥ 0.2 時，Pu / (φPn) + 8/9(Mux / φMnx + Muy / φMny) ≤ 1.0
臨界應力 Fcr 計算公式...
SN400B: Fy = 2.4 tf/cm²
思路引導 VIP
本題考查鋼柱在軸壓與強軸彎矩聯合作用下之極限設計（梁柱互制）。解題需先計算斷面幾何性質，接著檢核有效長度並求得設計壓彎強度，最後代入梁柱互制方程式（H1-1a）求解最大水平力。
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【解題關鍵】本題為標準之梁柱互制分析，須利用鋼結構極限設計規範之軸力與彎矩互制方程式（H1-1a），計算柱之軸壓強度 $\phi_c P_n$ 與強軸彎矩強度 $\phi_b M_{nx}$ 後反推最大水平力。 【解答】 一、 斷面性質與材料參數假設
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