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：
四、有一個 T 形斷面受拉鋼構材在端部沿斷面翼板邊緣填角銲接長 38 cm 以連接另一塊鋼板，且鋼板與銲道經檢核均可符合設計規定。已知作用於斷面形心之靜載重與活載重分別為 18 tonf 與 54 tonf。T 形斷面積 A=37.7 cm2，翼板寬度 bf= 20 cm，斷面迴轉半徑 rx= 3.99 cm，而鋼材降伏強度與拉力強度之標稱值分別為 3520 kgf/cm2 與 4592 kgf/cm2。（25 分）
四、有一個 T 形斷面受拉鋼構材在端部沿斷面翼板邊緣填角銲接長 38 cm 以連接另一塊鋼板，且鋼板與銲道經檢核均可符合設計規定。已知作用於斷面形心之靜載重與活載重分別為 18 tonf 與 54 tonf。T 形斷面積 A=37.7 cm2，翼板寬度 bf= 20 cm，斷面迴轉半徑 rx= 3.99 cm，而鋼材降伏強度與拉力強度之標稱值分別為 3520 kgf/cm2 與 4592 kgf/cm2。（25 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
依極限設計法（LRFD）試檢核上述鋼構材受拉設計強度。
思路引導 VIP
面對鋼構受拉構件檢核題，第一步先以 LRFD 載重組合 (1.2D + 1.6L) 算出極限載重 Pu。第二步需檢核「全斷面降伏」與「淨斷面斷裂」兩種極限狀態。本題關鍵在於填角銲接無須扣除孔洞（An = Ag），但僅銲接翼板需考慮剪力遲滯效應（U = 1 - x̄/L）。需敏銳察覺題目給定的 rx=3.99 cm，依考題設計數據的巧合度（3.99/38=0.105），應將其視為形心至接合面的距離 x̄ 來計算 U 值。
小題 (二)
試分析上述鋼構材可能最大長度（取整數 cm）及相關限制與目的。
思路引導 VIP
本題測驗鋼結構受拉構材之設計概念。看到『受拉構材最大長度』，首要聯想即為規範中針對受拉構材的『最大細長比限制 (L/r ≤ 300)』。題目給定的載重、斷面積與材料強度等資訊，用意在於要求考生先進行強度檢核，證明該斷面在承載力上安全無虞後，再由細長比條件推導出最大長度，並論述該規範限制背後的實務工程目的（防垂、防震、便於施工）。