高考申論題
114年
[土木工程] 材料力學與結構學
第 一 題
📖 題組:
如圖所示,一外伸簡支梁 ABC,A 端為鉸支承,B 端為滾支承,C 端為自由端。梁段 AB 與 BC 之長度分別為5 m與3 m,撓曲剛度為常數 EI。全梁受均佈載重q = 8 kN/m作用。試以共軛梁法(Conjugate Beam Method)求出: (一)鉸支承 A 端之傾角。(10 分) (二)自由端 C 之垂直位移。(15 分)
如圖所示,一外伸簡支梁 ABC,A 端為鉸支承,B 端為滾支承,C 端為自由端。梁段 AB 與 BC 之長度分別為5 m與3 m,撓曲剛度為常數 EI。全梁受均佈載重q = 8 kN/m作用。試以共軛梁法(Conjugate Beam Method)求出: (一)鉸支承 A 端之傾角。(10 分) (二)自由端 C 之垂直位移。(15 分)
📝 此題為申論題,共 2 小題
小題 (一)
鉸支承 A 端之傾角。(10 分)
思路引導 VIP
看到求變位或傾角的題目且指定『共軛梁法』,第一步應先解出真實梁的支承反力與彎矩分佈。接著將支承條件進行共軛轉換(端鉸支承不變、內部滾支承變為內部鉸),並將 $M/EI$ 視為載重施加於共軛梁上。最後,利用共軛梁的靜力平衡(如對內部鉸取力矩)求出 A 端之剪力,即為真實梁 A 端之傾角。
小題 (二)
自由端 C 之垂直位移。(15 分)
思路引導 VIP
本題要求外伸梁自由端的垂直位移,最適合的方法為「共軛梁法(Conjugate Beam Method)」。解題時,考生應先求出真實梁的彎矩函數 $M(x)$,接著將支承條件轉換為共軛梁(自由端變固定端、滾支承變內部鉸),並以 $M/EI$ 作為虛擬載重。最終,計算共軛梁固定端 C' 的彎矩值,該數值即為真實梁 C 點的垂直位移。