高考申論題
114年
[建築工程] 建築營造與結構系統
第 三 題
📖 題組:
如圖所示之雙桿,a、b 為鉸支承,c 為鉸接,已知E = 彈性模數、A = 桿件斷面積、I = 面積慣性矩、H = L / 2,請回答以下問題:
如圖所示之雙桿,a、b 為鉸支承,c 為鉸接,已知E = 彈性模數、A = 桿件斷面積、I = 面積慣性矩、H = L / 2,請回答以下問題:
📝 此題為申論題,共 3 小題
小題 (三)
說明在 P 力作用下的節點 c 之位移特性。(10 分)
思路引導 VIP
本題測驗結構對稱性原則與桁架位移分析。看到對稱結構與對稱載重,應直覺聯想到對稱軸上的節點無側向位移,並透過節點受力平衡與桿件軸向變形,進一步推導出實際的垂直位移特性與數值。
小題 (一)
說明雙桿受力特性。(5 分)
思路引導 VIP
看到兩端鉸接且載重僅作用於節點的結構,應直覺判定其為「二力桿件」,內部僅有軸力無彎矩。接著由外力 P 向下壓,判斷雙桿皆承受「軸向壓力」,並進一步聯想到受壓細長桿件必須考量「彈性挫曲 (Buckling)」的力學行為(呼應題目給定面積慣性矩 I 的用意)。
小題 (二)
計算在 P 力作用下的雙桿內力。(10 分)
思路引導 VIP
本題為基本靜定結構分析。由於結構幾何形狀與受力均呈左右對稱,可直接取受力節點 c 繪製自由體圖,透過平面共點力系的水平與垂直靜力平衡方程式,即可快速求出兩桿的軸向內力。