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普考申論題 109年 [建築工程] 工程力學概要

第 二 題

二、如圖示,長度為2L之梁,A點為鉸接B點為滾接,承受三角形分布力作用,試繪出其剪力圖與彎矩圖,並標示出最大、最小之剪力與彎矩大小及其位置。(25分)
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📝 此題為申論題

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看到題目要求繪製剪力圖(V-diagram)與彎矩圖(M-diagram),首先需釐清梁的尺寸、支承位置及外力載重條件。從圖中可看出,梁總長為 2L,A 點位於 x=L/2,B 點位於 x=1.5L,載重為最大值 $w_0$ 位於中心的對稱三角形分布力。解題順序應為:1. 求取支承反力(利用整體靜力平衡與對稱性)。2. 將梁分段(0至L/2、L/2至L...),寫出載重函數 $w(x)$。3. 利用積分關係式 $V = \int -w dx$ 及 $M = \int V dx$ 推導剪力與彎矩方程式。4. 找尋特徵點:集中力反力處的剪力跳躍點,以及剪力為零處即為彎矩極值點。5. 繪出精確的曲線(注意一次載重對應二次剪力、三次彎矩曲線)。

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【考點分析】 本題考查靜定梁的支承反力計算、奇異函數或分段積分求剪力與彎矩方程式,以及剪力圖(SFD)和彎矩圖(BMD)之正確繪製。 【理論/法規依據】

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