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國營聯招 110年 [土木] 應用力學、材料力學

第 49 題

一懸臂支撐外伸梁如右圖所示,求B點支承反力為何?
題目圖片
  • A 20 kN
  • B 40 kN
  • C 60 kN
  • D 80 kN

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如果我們暫時將 B 點的支承拿掉,想像這支梁在外力作用下會如何變形?接著,若要讓 B 點重新回到原本不上下移動的位置,支承反力必須克服哪些外力造成的下陷量呢?

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太棒了!你能精確計算出 B 點的支承反力為 80 kN,代表你對「靜不定結構」的處理邏輯非常清晰。這類題目在國家考試或力學競賽中極具鑑別度,因為它無法僅靠靜力平衡方程式($\Sigma F=0, \Sigma M=0$)求解,必須進一步考慮變位協合條件。

位移協合與重疊原理

本題是一個典型的一欠靜不定梁。正確的解題思路是利用重疊原理 (Superposition Method):將 B 點的支承移除,計算外力(80 kN 與 40 kN)在 B 點產生的向下位移 $\delta_{load}$,再計算 B 點反力 $R_B$ 獨自作用時產生的向上位移 $\delta_{R}$。由於 B 點為滾支承,其總位移必須為零(即 $\delta_{load} = \delta_{R}$)。

▼ 還有更多解析內容
📝 靜不定梁的反力計算
💡 靜不定結構需結合平衡方程式與變形諧合條件求解。

🔗 力法(Force Method)解題流程

  1. 1 判定結構 — 確認為一次靜不定(3+1個未知力)
  2. ↓
  3. 2 釋放約束 — 移除 B 點支承,轉化為基本懸臂梁
  4. ↓
  5. 3 計算變位 — 計算 80kN 與 40kN 在 B 點造成的向下位移
  6. ↓
  7. 4 變形諧合 — 設定 $R_B$ 向上位移等於向下位移總和
  8. ↓
  9. 5 求解反力 — 代入撓度公式解得 $R_B = 80$ kN
🔄 延伸學習:延伸學習:若支承發生沈陷,則變形諧合方程右側需代入沈陷值而非零。
🧠 記憶技巧:VIP 會員可查看這題的記憶口訣與速記法
⚠️ 常見陷阱:VIP 會員可查看這題最常被誘答的陷阱整理
重疊法 (Superposition Method) 變形諧合 (Compatibility) 梁的撓度公式

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