民國 112 年申論題
三、下圖結構中,A 點為固定端,D 點為鉸接,E 點為滾支承,並於 C 點與 F 點各受 垂直力(C 點 20 kN、F 點 10 kN)。 (一)試求 A 點與 E 點之反力。(10 分) (二)試繪製 AB 桿件之彎矩圖與剪力圖。(10 分) (尺寸詳附圖:左柱 A–B 高 30 m,水平向 20 m/10 m/10 m,右側 15 m。)
參考方向
※ 解題方法(實際數值請依試題附圖之尺寸與力之位置代入): 一、利用 D 點為鉸接(內部彎矩 = 0)將結構拆為兩部分分析 (1) 先取「含滾支承 E 之一段」,以 ΣM_D = 0(鉸接處彎矩為零)解出 E 之反力 E_y,再由該段 ΣFx、ΣFy 求得 D 點之內力(傳遞至另一段)。 (2) 再取「含固定端 A 之一段」,將 D 點傳來之內力與外加垂直力(C 點 20 kN) 一併納入,由 ΣFx = 0、ΣFy = 0、ΣM_A = 0 解出 A 點之 A_x、A_y、M_A。 二、AB 桿件(左側豎向構材)之內力 AB 為自固定端 A 上伸之豎向構材: - 剪力(水平向內力)沿 AB 為定值,等於由頂端 B 經梁系傳入之水平力 → SFD 為矩形(常數)。 - 彎矩沿 AB 自 A 端(最大,等於 M_A)向 B 端線性變化 → BMD 為三角形/梯形 (視 B 端是否另有彎矩而定)。 三、評閱重點:正確運用鉸接條件拆解、反力三方程式、AB 桿剪力為定值、彎矩 線性分布且於固定端 A 為最大。
(AI 申論題批改將於後續階段提供)