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專技高考申論題 112年 [土木工程技師] 結構設計(包括鋼筋混凝土設計與鋼結構設計)

第 一 題

📖 題組:
一、有一鋼筋混凝土結構其樓層平面圖如下圖左所示,請依序回答下列問題: ※第一題及第二題之依據與作答規範:中國土木水利工程學會「混凝土工程設計規範與解說」(土木 401-110)
題組圖片
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📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (一)

請試述 I、II、III 區之樓版各須採單向版或雙向版設計。(5 分)

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本題測驗混凝土樓版之單、雙向判斷原則。依據《土木401-110》規範,當樓版長邊與短邊之跨距比值大於2時,載重主要由短邊傳遞,應設計為單向版;若比值小於或等於2,則應設計為雙向版。直接由平面圖讀取各區版格之長寬尺寸計算比值即可得出結論。

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【解題關鍵】依據《土木401-110》規範,四周受梁或牆支撐之樓版,其長邊跨距與短邊跨距之比值若大於2,應採單向版設計;若小於或等於2,則應採雙向版設計。 【解答】 由樓層平面圖可知,X方向有6個跨距,總長 $1800$ cm,故單一版格之短向跨距($l_x$)皆為 $300$ cm。

小題 (二)

目標 T 型梁以斜線標示,斷面如下圖右所示,試求其第 II 跨之有效版寬。(5 分)

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這題是標準的鋼筋混凝土T型梁有效版寬計算。直接應用土木401-110規範對「內部T型梁」的有效版寬檢核公式(三者取小:跨度/4、腹寬+16倍版厚、相鄰梁中心間距),代入第II跨的相關幾何參數即可求得。

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【解題關鍵】應用土木401-110規範內部T型梁有效版寬公式,取「跨度/4」、「腹寬+16倍版厚」及「相鄰梁中心間距」三者之最小值。 【解答】 已知:

小題 (三)

該連續梁經分析,其支承處之節點負彎矩經載重組合後如下表,若要求全梁負彎矩只採單一臨界值設計,且要求全梁各斷面皆以拉力控制滿足撓曲強度需求(ψ= 0.90),混凝土強度 f’c = 280 kgf/cm2,鋼筋中心保護層厚度均為 6.5 cm,單論此梁支承處之撓曲設計,請證明不配置下緣鋼筋亦可滿足強度需求。(15 分)

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本題測驗「單筋矩形梁」在拉力控制極限下之最大彎矩容量。首先找出支承處最大負彎矩作為設計臨界值,接著計算斷面在不配置壓力鋼筋且滿足拉力控制(φ=0.9)時的最大設計彎矩強度 φMnt。若 φMnt 大於臨界彎矩,即可證明不需配置下緣(壓力)鋼筋。

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【解題思路】找出全梁最大負彎矩作為單一臨界設計彎矩,並計算單筋斷面在拉力控制極限下所能提供的最大設計彎矩容量 $\phi M_{nt}$,若該容量大於臨界設計彎矩,即證明無需配置壓力鋼筋(下緣鋼筋)。 【詳解】 已知:條件整理

📜 參考法條

中國土木水利工程學會「混凝土工程設計規範與解說」(土木 401-110)

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