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建築結構
民國 113 年申論題

一、如圖所示為一左右完全對稱之桁架,B 點承受 36 kN 之集中載重,各桿件的 AE 值 均相同,試回答下列問題: (一)該桁架的穩定性及靜定性為何?(5 分) (二)該桁架有那些桿件為零桿件?(5 分) (三)BD 及 BE 桿件的內力?(10 分) (幾何:上弦 A—B—C 水平,A 左、B 中(承 36 kN 向下)、C 右;下弦 D、E 為 鉸支承。全寬 16 m,左 4 m/中 8 m/右 4 m,桁高 3 m。可設 A(0,3)、B(8,3)、C(16,3)、D(4,0)、E(12,0);桿件為 AB、BC、AD、DB、BE、EC、DE。)

題目附圖

參考方向

(一)穩定性與靜定性 桿件數 m = 7(AB、BC、AD、DB、BE、EC、DE); 反力數 r = 4(D、E 兩鉸支承各 2);節點數 j = 5。 m + r = 11,2j = 10,11 > 10 → 結構「穩定」且為「一次靜不定」(內外合計 1 度)。 (二)零桿件 節點 A 僅交會 AB、AD 兩根不共線桿件且無外力 → AB、AD 為零桿件。 節點 C 僅交會 BC、EC 兩根不共線桿件且無外力 → BC、EC 為零桿件。 故零桿件為 AB、BC、AD、CE 四根。 (三)BD、BE 之內力 AB=BC=0,節點 B 僅餘 BD、BE 及外力 36 kN(向下)。 BD:B(8,3)→D(4,0),方向 (−4,−3)/5;BE:B(8,3)→E(12,0),方向 (4,−3)/5。 ΣFx:−0.8 N_BD + 0.8 N_BE = 0 → N_BD = N_BE(對稱)。 ΣFy:−0.6 N_BD − 0.6 N_BE − 36 = 0 → N = −30 kN。 結論:BD = BE = 30 kN(壓力)。

(AI 申論題批改將於後續階段提供)