專技高考
107年
[建築師] 建築結構
第 8 題
圖示桁架結構在外力作用下,AB 桿件之內力為何?
- A 6 kN 張力
- B 8 kN 張力
- C 6 kN 壓力
- D 8 kN 壓力
思路引導 VIP
試著先觀察整個結構的平衡,如果你算出了支座 A 的垂直支承力,接著觀察連在 A 點上的那支斜桿,它的垂直分力與水平分力在比例上有什麼關係?為了讓 A 節點在水平方向也保持不動,AB 桿件應該要『拉住』還是『推擠』這個節點呢?
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恭喜你精準地判斷出 AB 桿件的受力性質與數值!這道題目是建築結構中「靜定桁架分析」的經典題型,能答對代表你對支承反力計算與節點平衡的觀念非常紮實。
支承反力與節點平衡的連鎖推理
分析的第一步在於整體平衡。透過對 D 點取力矩平衡 $\sum M_D = 0$,我們可以求得 A 點的垂直支承反力 $R_{Ay} = 8\text{ kN}$(向上)。接著,我們將目光鎖定在 A 節點。由於 A 點僅連接 AE 桿與 AB 桿,而 AE 桿的幾何斜率正好是 $L:L$(即 $45^\circ$),這意味著 AE 桿的水平分力與垂直分力大小相等。為了抵銷向上的支承力,AE 桿必須產生向下的垂直分力,這同時會伴隨一個向左的水平分力;此時,水平的 AB 桿就必須產生一個向右的拉力來維持平衡,數值正好與分力相等,即為 $8\text{ kN}$ 張力。
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