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高考申論題 112年 [建築工程] 建築結構系統

第 一 題

📖 題組:
如圖一所示之外伸梁,A 點為鉸支承而 D 點為滾支承。若 B 與 C 二點各承受一集中載重,DE 間為均佈載重作用,各施力大小請參考圖一所示,試回答下列問題:
題組圖片
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

A 及 D 點之支承反力為何?(10 分)

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看到靜定梁反力計算,首要步驟是畫出自由體圖,確立支承反力的方向與未知數(A點為鉸支承有二個反力,D點為滾支承有一個反力)。接著將均佈載重簡化為作用於該段形心的等效集中力,最後代入平面靜力平衡方程式(ΣM=0, ΣFy=0, ΣFx=0)依序解出即可。

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【解題關鍵】繪製自由體圖,將均佈載重轉換為等效集中力,並應用平面靜力平衡方程式(\Sigma F_x=0、\Sigma F_y=0、\Sigma M=0)求解。 【解答】 Step 1:設立座標系與支承反力

小題 (二)

試繪製外伸梁之剪力與彎矩圖(須標示各轉折點數值)。(15 分)

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拿到此外伸梁題目,首先應利用整體靜力平衡方程式(ΣM=0, ΣFy=0)精確求出 A、D 兩點的支承反力。接著,運用載重、剪力與彎矩間的微積分關係(面積法),由左至右逐段計算各載重作用點(轉折點)的剪力與彎矩數值。最後繪圖時需注意:集中載重處剪力圖會有垂直跳躍、彎矩圖為折線,而均佈載重處剪力圖為斜直線、彎矩圖呈二次拋物線。

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【解題關鍵】運用靜力平衡方程式解出支承反力,再利用載重、剪力與彎矩之間的微積分關係(面積法)計算關鍵點數值並繪製內力圖。 【解答】 Step 1:計算支承反力

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