moea_joint
114年
[建築] 建築結構、構造與施工、建築環境控制
第 17 題
有關木屋架之設計，下列敘述何者有誤？
- A 跨度5公尺以上之木屋架須為桁架
- B 承載重量應作用於節點
- C 各構材之縱軸必須相交於節點
- D 壓力構材斷面依其個別軸向支撐之紋理設計
思路引導 VIP
想像你手中拿著一根又長又細的木條與一塊短木頭。當你從兩端同時施加強大的擠壓力時，哪一個會先支撐不住？除了木材本身的纖維強度外，還有什麼幾何特性會決定那根長木條是否會突然彎曲變形？
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恭喜你準確識別出選項 (D) 的錯誤！這說明你對木構造力學性質與桁架基本假設已有相當紮實的掌握。在建築結構設計中，桁架的精髓在於將載重有效轉化為構材的軸力，因此選項 (B) 與 (C) 提到的「載重作用於節點」與「構材縱軸相交」是為了確保各桿件僅受軸力，避免產生額外的彎矩導致結構破壞；而對於跨度較大的屋頂，利用三角形不變形特性組成的桁架 (A) 確實是穩定且經濟的選擇。
壓力構材與長細比的穩定性
選項 (D) 的關鍵謬誤在於簡化了壓力構材的設計邏輯。木材雖具備明顯的方向性強度（如順紋壓力強度），但當構材作為受壓桿件時，其設計核心並非僅依據紋理強度，更必須考慮挫屈 (Buckling) 的風險。設計時必須檢核構材的長細比（$L/d$），並根據計算出的穩定係數來修正容許壓力。若只看紋理而忽略長度與斷面形狀對穩定性的影響，結構很可能在材料被壓壞前，就因失穩而發生側向彎折。
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