專技高考申論題
108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 二 題
二、有一單筋單排矩形梁(如下圖所示),其主筋採 D25,箍筋採 D13,混凝土骨材最大粒徑為 2.54 cm,試依照規範計算此梁最大與最小彎矩設計強度ψMn。(25 分)
(附圖資訊:b = 40 cm, h = 70 cm,保護層厚度至箍筋外緣為 4 cm (圖示 7 cm 至鋼筋中心),fc' = 280 kgf/cm², fy = 4,200 kgf/cm²)
📝 此題為申論題
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本題關鍵在於題目特別強調「單筋單排」並給予「骨材最大粒徑」。這暗示考生必須先檢核梁寬度內單排最多能排入幾支鋼筋,此即決定「最大彎矩」的物理上限;接著利用規範規定的最小配筋量公式求出「最小彎矩」。計算過程中務必檢核拉力筋應變 $\epsilon_t$ 以確保折減係數 $\phi$ 的正確性。
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【解題關鍵】最大彎矩受限於梁寬能容納之單排最大鋼筋數量;最小彎矩則由規範規定之最小配筋量 $A_{s,min}$ 決定,且均需檢核斷面應變狀態以決定 $\phi$ 值。 【解答】 依據現行《混凝土結構設計規範》進行計算:
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