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moea_joint_essay 114年 [土木] 大地工程學、結構設計

第 五 題

如【圖 3】所示,有一 SN400B型鋼梁柱構件(Fy = 2.4 tf/cm²,Fu = 4.1 tf/cm²,Es = 2040 tf/cm²),斷面為 H400× 400 × 13× 21 (d = 40.0 cm,bf = 40.0 cm,tw = 1.3 cm,tf = 2.1 cm,Ag = 218.7 cm²,R = 2.2 cm,rx = 17.45 cm,ry = 10.42 cm,Ix = 66600 cm⁴,Iy = 22400 cm⁴,Sx = 3330 cm³,Sy = 1120 cm³,Zx = 3670 cm³,Zy = 1700 cm³,J = 274.72 cm⁴),假設梁兩端支承處及梁中央之腹板位置均有側向支撐,此型鋼梁柱構件承受係數化軸向載重 Pu = 250 tf,彎矩放大係數 B1 = B2 = 1.0。請依我國鋼結構極限設計法規範,計算此型鋼梁柱構件可承受之最大係數化橫向載重 Hu (tf) 為何(計算至小數點後第 2 位,以下四捨五入)?(20 分)
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📝 此題為申論題

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需計算軸力與彎矩的設計強度,透過梁柱互制方程式反推最大橫向載重。

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  1. 構件幾何與材料特性 $ P_u = 250 \text{ tf} $,跨距由圖可知未直接標示,假設跨距 L = 未知(查圖3無給長度標示,通常需 L 才能算彎矩,由於圖無標尺寸,需假設圖上尺寸如無可算,可能題目有缺失,此解答以 L 代入,或者觀察圖3,跨距若無法辨識,需檢視考卷全貌。抱歉此處考卷原圖未給 L。故可能需要根據規範計算彎矩容量再反推 $ H_u $。若無長度,無法求 $ H_u $ 產生的彎矩。經仔細檢查圖3或上下文,沒有提供 L,無法求 $ H_u $。此處僅提供梁柱設計強度的標準計算流程,假設考題中隱含或後續補充 L=500cm等: (但若題目僅要求彎矩強度 $ M_{ux} $,則以 $ M_u $ 表示)。
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