免費開始練習
moea_joint_essay 110年 [土木] 大地工程學、結構設計

第 二 題

📖 題組:
四、如【圖 3】所示,有一鋼筋混凝土方柱,其斷面尺寸為 40 cm × 40 cm,主筋配置於左右兩側各 35 cm²,混凝土抗壓強度為 280 kgf/cm²,鋼筋降伏強度為 4200 kgf/cm²,鋼筋之彈性模數 Es 為 2040000 kgf/cm²,請依規範土木 401-100 回答下列問題(計算至小數點後第 2 位,以下四捨五入):(2 題,每題 10 分,共 20 分) (一)試算斷面為無軸力作用下之計算彎矩 Mno (tf-m)。 (二)試算斷面於平衡應變狀態下之計算彎矩 Mnb (tf-m)與計算軸力 Pnb (tf)。
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (二)

試算斷面於平衡應變狀態下之計算彎矩 Mnb (tf-m)與計算軸力 Pnb (tf)。
題目圖片

思路引導 VIP

平衡應變狀態表示拉力筋剛好達到降伏應變。先算出平衡中性軸深度 c_b,接著檢核壓力筋是否降伏。再分別計算 Cc, Cs, T 的受力,最後利用力平衡求得 Pnb,以及對斷面幾何中心取力矩求得 Mnb。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

平衡應變狀態下,拉力筋應變剛好為降伏應變 $\varepsilon_y$: $\varepsilon_y = \frac{f_y}{E_s} = \frac{4200}{2040000} = 0.0020588$ 平衡中性軸深度 $c_b$:

小題 (一)

試算斷面為無軸力作用下之計算彎矩 Mno (tf-m)。
題目圖片

思路引導 VIP

無軸力作用即 P=0(純彎矩狀態)。考慮斷面對稱,設受壓區深度為 c。假設拉力筋降伏,壓力筋不降伏。利用力平衡方程式 Cc + Cs = T,解出中性軸深度 c。確認假設正確後,對塑性中心(幾何中心)取力矩求得 Mno。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

已知:$b = 40$ cm,$h = 40$ cm,$d = 40 - 6 = 34$ cm,$d' = 6$ cm。 $A_s = A_s' = 35 \text{ cm}^2$,$f_c' = 280 \text{ kgf/cm}^2$,$f_y = 4200 \text{ kgf/cm}^2$,$\beta_1 = 0.85$。 於無軸力作用 ($P=0$) 下,設中性軸深度為 $c$,假設拉力筋降伏 ($f_s = f_y$),壓力筋未降伏,其應力為 $f_s' = E_s \times 0.003 \times \frac{c - d'}{c} = 2040000 \times 0.003 \times \frac{c-6}{c} = 6120 \frac{c-6}{c}$。

🏷️ 相關主題

鋼筋混凝土梁之撓曲強度分析與設計
查看更多「[土木] 大地工程學、結構設計」的主題分類考古題