司法三等申論題
111年
[檢察事務官營繕工程組] 結構分析(包括材料力學與結構學)
第 二 題
圖二所示剛構架,a 點為固定支承,c 點為滾支承,各桿件之 EI 值皆相同,且材料的熱膨脹係數α為 11×10^-6/℃,在環境溫度上升 20℃的情況下,不考慮桿件軸力引起之軸向變形,求 c 點支承反力(Rc)及 b 點轉角(θb)。(25 分)
📝 此題為申論題
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本題為靜不定度 1 度之剛構架溫度應力分析。看到此題應先想到使用「變形相合條件(Compatibility)」:結構受溫度上升產生無應力熱膨脹變形(ab桿向上伸長),但 c 點滾支承限制了垂直位移,故必須產生向下之支承反力 $R_c$ 將其壓回。解題時可採「單位力法(柔度法)」,計算熱膨脹位移與贅力 $R_c$ 引起之彎曲位移,兩者總和為零即可解出 $R_c$,再利用積分或力矩面積法求得 b 點轉角。
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【解題關鍵】利用「單位力法」建立變形相合條件,由桿件的無應力熱膨脹變形與贅力產生的彎曲變形總和為零來求解。 【解答】 Step 1:判定靜不定度與建立基本尺寸假設
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