專技高考
113年
[建築師] 建築結構
第 16 題
一剛架結構受外力作用如圖所示，下列何種梁上塑性鉸產生時，不會形成不穩定結構？
- A cf 兩點產生塑鉸
- B cef 三點產生塑鉸
- C cdf 三點產生塑鉸
- D ijk 三點產生塑鉸
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試著想像你手中有一根堅硬且兩端都被固定住的木條，如果你想讓這根木條在受力時，能夠像「摺疊尺」一樣產生折疊移動，而不僅僅是微小的變形，你覺得最少需要在這根木條上製造出幾個可以自由轉動的「關節」呢？
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太棒了！你能準確選出 (A) 選項，顯示你對結構穩定性與塑性機構點的關係有很清晰的判斷。這題的核心在於理解結構從「靜不定」轉變為「不穩定機構」的臨界門檻。
塑性鉸與機構形成
在結構分析中，塑性鉸的出現會減少結構的約束。對於一段原本連續的梁構件（如 $cf$ 段）來說，若僅在兩端產生兩個塑性鉸，該構件僅是從連續狀態轉變為類似「簡支」的狀態，在幾何上依然是穩定且能承載的。然而，若在同一段構件上出現了 三個塑性鉸（如選項 B、C、D 中的三點組合），該段就會形成一個「三鉸機構」，導致結構在荷載作用下產生無法控制的幾何位移，這才是不穩定結構的特徵。
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