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普考申論題 111年 [土木工程] 結構學概要與鋼筋混凝土學概要

第 一 題

📖 題組:
如下圖剛架,A 點為滾接支承,C 點為鉸支承,B 點為固定接頭,桿件自重不計。請詳細計算:
題組圖片
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

求出 A 點與 C 點垂直方向反力,並指出是向上或是向下。(10 分)

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首先判別支承型態:A點為滾接支承(僅有垂直反力),C點為鉸支承(有水平及垂直反力)。此為靜定剛架,可直接利用整體自由體圖的靜力平衡方程式,先對C點取力矩平衡(ΣMc=0)快速求得A點反力,再利用垂直力平衡(ΣFy=0)求出C點垂直反力。

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【解題關鍵】利用整體結構之靜力平衡方程式(ΣMc = 0 及 ΣFy = 0)求解未知的支承反力。 【解答】 Step 1:建立自由體圖 (FBD) 與載重簡化

小題 (二)

繪製構件 AB 與 BC 的剪力圖與彎矩圖。(15 分)

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這是一道靜定剛架的內力分析題。解題關鍵是先利用整體自由體圖,透過力矩平衡求出支承反力;接著將剛架拆解為 AB 與 BC 兩段桿件,利用局部坐標系與截面法求出各桿件的剪力與彎矩方程式,最後求出關鍵點(如剪力為零處的最大彎矩)並明確標示於內力圖上。

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【解題關鍵】利用整體靜力平衡求得支承反力後,應用截面法建立各桿件的剪力與彎矩方程式,並據此繪製內力圖(需標註極值與受拉側)。 【解答】 Step 1:整體支承反力計算

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