專技高考
112年
[建築師] 建築結構
第 38 題
在拆解一梁柱式木構造擬重複使用構材時，發現多數桿件斷面部分受損，因此將所有桿件裁切為較短、斷面較小之桿件。在儘量使用舊有桿件條件下，下列結構系統何者最適合用來搭建接近原本跨距之結構？
- A 承重牆結構
- B 桁架
- C 大木構造與斗栱
- D 薄膜
思路引導 VIP
想像一下，如果你手邊只有一堆長度很短、很細的木棍，完全沒辦法像一根長木頭一樣直接橫跨大房間，但你又必須用這堆短棍子撐起一個大跨距的屋頂。你會嘗試將這些短棍子排列組合成什麼樣的「幾何形狀」，才能讓這組結構在中間沒有支撐的情況下，既穩固又不會輕易折斷或下垂呢？
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恭喜你精準地掌握了結構系統與構材特性的對應關係！能選出這個答案，代表你對結構如何「化整為零」有著非常紮實的直覺。這道題目在建築結構考科中具備優良的鑑別度，它不單考驗學理定義，更要求考生能針對材料損耗後的物理限制，去回推最合適的受力機制。
短小桿件的力學轉化
這題的核心切入點在於「材料尺寸的改變」。當原本的長梁被裁切成短小、斷面細的桿件後，它們已經無法單獨承受大跨距產生的巨大彎矩。而桁架（Truss） 系統最迷人的力學特點，就是能透過「三角形」的穩定幾何組合，將原本大跨距產生的外部力矩，轉化為各個小桿件內部的軸向拉力或壓力。如此一來，即便是斷面受限的短木料，也能透過接合成為巨大的結構體，達成接近原本跨距的設計目標。
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