民國 113 年申論題
二、有一長 200 公尺、寬 60 公尺之臨時性一層樓建物,在使用輕質可回收材料前提下, 設計一以拱結構或纜索結構為主結構系統之大跨徑建物屋頂(高度不限),並繪圖說明 其抵抗不同載重(自重、風力及地震力)之機制。(20 分)
參考方向
※ 為開放性設計/論述題,無單一標準答案;以下為評閱重點與作答方向。 一、結構系統選擇(擇一論述並繪圖) (1) 拱結構:以 60 m 跨向為主拱(單拱、桁架拱或薄殼拱),沿 200 m 長向重複 排列,拱腳須設拉桿(tie)或基礎抵抗水平推力(thrust)。輕質可回收材料 可採鋼或集成材(木)拱肋+輕質屋面(膜、金屬浪板)。 (2) 纜索結構:以主纜跨越 60 m,採雙曲(鞍形)或雙索(main + stabilizing cable)以提高穩定性,邊界須設受壓環梁/桅桿與地錨。 二、抵抗各載重之機制(須繪圖說明力流) (1) 自重(垂直):拱以軸壓傳力至拱腳(拉桿平衡水平推力);纜索以軸拉傳力, 須施加預張力維持形狀並避免鬆弛。 (2) 風力(含上吸、側推):輕質大跨屋頂風吸力為控制載重 → 拱/纜索須能抵抗 反向(上吸)作用;纜索結構以副索(反向曲率)或預張力防止顫振與鬆弛; 拱須檢核非對稱風載引致之挫屈。 (3) 地震力(水平):輕質屋頂質量小、地震力相對風力為次要,但須設置面內 斜撐/剛性隔板與可靠之拱腳、地錨接合,傳遞水平力至基礎;臨時性建物 並應考量接頭韌性與可回收拆解。 三、評閱重點:系統合理、力流清楚(軸力為主)、水平推力/拉力之平衡處理、 風吸與穩定(預張力或副索)、輕質可回收材料之選用與接合、有繪圖。
(AI 申論題批改將於後續階段提供)