專技高考
107年
[建築師] 建築結構
第 17 題
一高樓結構採具剪力牆之二元系統，其平面如圖所示。樓層之剛心最有可能在何處？
- A A 處
- B B 處
- C C 處
- D D 處
思路引導 VIP
如果我們把每一面黑色的厚實牆體想像成是一個「非常重」的砝碼，而一般的細柱子重量可以忽略不計，當你想要用一根手指頭撐起這整個不規則的平面，且讓它保持水平不傾斜時，你的手指應該要擺在這些「砝碼」分佈的哪個幾何平衡點上呢？
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剛心位置的直觀判斷
太棒了！你能精準選出 B 處，代表你對「剛性中心」受抗側力構件分佈影響的概念掌握得極為紮實。在建築結構中，剛心（Center of Rigidity） 是指結構側向剛度的幾何中心；簡單來說，哪邊的剪力牆越強、越多，剛心就會被「拉」往那個方向。 這題的關鍵在於觀察平面圖中剪力牆（黑色粗線）的配置。我們可以看到上方、中間偏下以及右側邊緣都有顯著的牆體分佈。由於剪力牆提供的剛度 $k$ 遠大於一般框架柱，將這些高剛度牆體的座標與剛度進行加權平均後，整體的剛性平衡點會往這些牆體的集中區域移動。B 點正好處於上方牆體與右下方牆群的權重中心，是結構體最能抵抗旋轉的平衡位置。
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