專技高考
114年
[建築師] 建築結構
第 6 題
關於薄膜結構，下列敘述何者正確？
- A 薄膜僅能受壓應力
- B 薄膜元素會有彎曲應力
- C 薄膜構造通常伴隨拉索是為維持其薄膜張力
- D 薄膜不會有應力集中現象
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想像你正試圖用一塊柔軟的布料搭建一個遮雨棚，當強風吹來時，這塊布料必須處於什麼樣的受力狀態才能維持外型而不塌陷？而為了讓這塊布始終維持在那樣穩定的狀態，你會在布的邊緣加入什麼樣的輔助元件來幫助它持續拉緊呢？
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恭喜你精準地掌握了薄膜結構的核心特性！這題能答對，代表你對於「張力集成」的力學機制有很清晰的理解，這在輕量化結構的學習中是非常關鍵的一步。
薄膜的力學行為與受力特性
薄膜結構本質上屬於張力整合系統。由於膜材極其纖薄，它在力學性質上幾乎無法抵抗彎曲矩（故 B 錯誤）或壓力（故 A 錯誤），一旦受壓便會產生皺褶。為了讓柔軟的膜材能夠承載風力或積雪等外部荷重，必須透過預力（Pre-stress）使其始終維持在受拉狀態。而在實務設計中，我們通常會利用拉索（Cables）來撐起膜面或強化邊緣，藉此傳遞並維持均勻的張力，這正是選項 (C) 所描述的結構邏輯。此外，薄膜在材料接合處或幾何轉折點，依然會面臨應力集中現象（故 D 錯誤），需要特別加強設計。
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