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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:
如圖二所示之簡單桁架系統,D 點為滾支承而 F 點為鉸支承。若 A、B 及 C 三個節點上各承受一集中載重,各施力大小請參考圖二所示,試回答下列問題:
題組圖片
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

D 及 F 點之支承反力為何?(10 分)

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這題是基本的靜定桁架外力平衡計算。首先辨識支承條件:D 點為滾支承(僅有垂直反力),F 點為鉸支承(有垂直與水平反力)。接著,將整體桁架視為一自由體,利用靜力平衡方程式(水平力總和為零、垂直力總和為零、力矩總和為零)或利用結構與載重的「對稱性」,即可精確求出各支承的反力。

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【解題關鍵】利用整體結構的靜力平衡方程式($\sum F_x=0$, $\sum F_y=0$, $\sum M=0$)求解,或觀察結構與載重對稱性直接計算。 【解答】 計算:Step 1→2→3 逐步推導

小題 (二)

各桿件內力分別為何?(15 分)

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首先觀察結構與載重是否具備對稱性,藉此快速求得整體支承反力。接著利用「零桿判斷法則」找出不受力的桿件(如上弦桿與垂直中桿)以簡化計算,最後運用「節點法」從外側邊緣(如節點A、D)逐步解出剩餘的桿件內力,並明確標註拉力(T)或壓力(C)。

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【解題關鍵】運用整體靜力平衡方程式求得對稱的支承反力,並利用零桿判斷法則簡化計算,再以節點法(Method of Joints)逐步推導解出各桿件內力。 【解答】 Step 1:幾何關係與整體支承反力

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