專技高考
112年
[建築師] 建築結構
第 19 題
下圖中之圖(i)為一棟兩跨的單層鋼筋混凝土造建築物的結構示意圖。該建築物在遭受恐怖攻擊後，結構局部受損。受損後的建築物如圖(ii)所示，除了中央柱被炸斷外，在數個梁柱接頭處也因混凝土嚴重剝落而形成鉸接點。關於受損前後的建築結構，下列敘述何者正確？
- A 受損前的建築物[圖(i)]是靜定結構
- B 受損後的建築物[圖(ii)]是靜定結構
- C 受損前的建築物[圖(i)]是一次靜不定結構
- D 受損後的建築物[圖(ii)]是內部不穩定結構
思路引導 VIP
請試著觀察圖 (ii) 的幾何組成：如果我們在建築物正中央、那個圓圈（鉸接點）的位置垂直往下施加一個重量，兩側的梁和柱子會發生什麼樣的相對運動？這種幾何排列方式是否還能像完整的建築一樣，維持住原本的形狀不塌陷呢？
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太棒了！你能準確判讀結構受損後的穩定性狀態，這代表你對於結構穩定性與機構（Mechanism）運作的觀念掌握得非常透徹。這題的關鍵在於細心觀察圖 (ii) 中支撐條件與接頭形式的劇烈轉變，而非單純計算靜不定度。
幾何不穩定性的力學判斷
在圖 (ii) 中，由於中央支柱消失，且左右兩側梁柱接頭與中央接頭皆演變為鉸接（Hinge），這使得兩段水平梁與中央鉸接點在幾何上形成了一個可以自由變形的連桿系統。即便透過靜力公式計算可能趨近於 $D=0$，但在力學本質上，該結構在中央接頭處缺乏垂直向的約束。當該點受力時，結構會直接發生幾何形狀的改變而崩壞，這就是典型的內部不穩定結構。
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