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高考申論題 114年 [建築工程] 建築營造與結構系統

第 三 題

下圖所示剛構架承受水平均布載重,C 為鉸接,請分析此結構,繪出軸力圖、剪力圖與彎矩圖。(25 分)
(圖示描述:A及E為底部鉸支承。AB為左側直柱高4m,承受由左向右均布載重5 t/m。BC為水平梁長3m,C點有內鉸接。CD為水平梁長3m。DE為右側直柱高4m。)
題目圖片
📝 此題為申論題

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這是一道靜定剛架的結構分析題。解題關鍵在於利用整體靜力平衡方程式,配合內鉸 C 點彎矩為零的條件,先求出四個支承反力;接著使用切面法逐段求出各桿件的軸力、剪力及彎矩方程式,繪圖時須特別注意剛結點的彎矩連續性與受拉側的位置。

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【解題關鍵】利用整體靜力平衡與內鉸彎矩為零的條件求出支承反力,再以切面法逐段分析各構件內力,並依據力與力矩平衡繪製內力圖。 【解答】 一、支承反力計算

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📝 靜定剛構架內力分析
💡 運用整體平衡與內鉸矩零條件求解支承力,並繪製三種內力圖。

🔗 剛構架內力分析標準程序

  1. 1 求解支承反力 — 利用全體平衡及內鉸 M=0 條件求出所有反力。
  2. 2 分段內力分析 — 利用切面法依序分析柱與樑之 N、V、M 函數。
  3. 3 繪製內力圖 — 依計算數值與幾何關係畫出 AFD、SFD 與 BMD。
🔄 延伸學習:延伸學習:利用圖解法(面積法)快速檢核彎矩圖數值是否正確。
🧠 記憶技巧:反力找鉸點、節點看平衡、均布拋物線、剪零矩最大。
⚠️ 常見陷阱:最常在內鉸 C 點忘記斷開取自由體,或在節點轉換時將軸力與剪力方向弄反,導致圖形錯誤。
靜定結構位移計算 虛功法 力矩分配法(超靜定延伸)

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