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地特四等申論題 108年 [土木工程] 靜力學概要與材料力學概要

第 一 題

📖 題組:
如圖二所示之桁架,試求:
題組圖片
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

支承 A 及 G 之反力。(5 分)

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面對桁架求支承反力的題型,應首先辨識支承型式(如本題 A 為鉸支承有兩方向分力、G 為滾支承有一方向分力)。接著,取整體桁架為自由體 (FBD),確認各外力的作用點與相對應的力臂,直接代入剛體靜力平衡方程式(ΣFx=0, ΣFy=0, ΣM=0)即可快速求解,無須切斷任何桿件進行內力分析。

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【解題關鍵】取整體桁架為自由體 (FBD),利用剛體靜力平衡方程式 ($\Sigma F_x = 0$, $\Sigma F_y = 0$, $\Sigma M = 0$) 求解未知反力。 【解答】 計算:

小題 (二)

桿件 BC、BD、CD 及 CE 之軸力。(請同時標示張力或壓力)(25 分)

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本題為靜定桁架分析,核心步驟為「先整體、後局部」。首先將整體桁架視為自由體,透過力矩與力平衡方程式求出支承反力;接著採用「節點法」或「剖面法」,由已知外力較多或端點處(如節點 A)逐步推進,利用各節點的 ΣFx=0 與 ΣFy=0 求解各桿件軸力,過程中需特別留意各桿件的幾何斜率與正負號(張力或壓力)。

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【解題關鍵】利用靜力平衡方程式求出支承反力後,以節點法依序推導各節點受力狀態,並依據桿件幾何長度計算分力比例。 【解答】 Step 1:求取整體支承反力

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