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101年 - 101年高等三級暨普通考高考三級_結構工程#26365
科目：
鋼結構設計 |
年份：
101年 |
選擇題數：
0 |
申論題數：
5
試卷資訊
所屬科目：
鋼結構設計
選擇題 (0)
申論題 (5)
⑴鋼結構設計中，受壓結構因桿件受壓及邊界條件配置的不同，常造成受壓結構系 統內有靠桿效應（leaning column effect）的產生，試請說明此靠桿效應產生需具 有的條件。（10 分）
⑵圖 1(a)中CD柱之D端為剛接（rigid joint），圖 1(b)中CD柱之D端為鉸接 （hinged joint），二者除此外所有條件均相同。已知圖 1(b)中結構受靠桿效應影 響，AB柱有效長度係數KAB需作修正為K
i,modified
=[（π
2
EI/L
2
/P
i
）（ΣP/ΣP
eK
）]
0.5
。試求 圖 1(a)結構有效長度係數KAB及圖 1(b)結構中受靠桿效應影響之有效長度係數K
AB
。 （15 分）
二、美國 AISC 2010 年版第 C 章-穩定設計（Design for Stability）中，針對鋼結構穩定問 題要求採用直接分析法（Direct Analysis Method of Design）進行鋼結構強度設計，直 接分析法為一種直接考慮 P-Δ 及 P-δ 效應之二階分析（Second-order Analysis）法。 試簡要說明：何謂二階分析（Second-order Analysis）與一階分析（First-order Analysis）？（10 分） 此外，在上一版之美國AISC 2005 年版第C章-穩定分析及設計（Stability Analysis and Design）中，使用放大之一階分析來處理二階分析（Second-order Analysis by Amplified First-order Analysis ），所建議之梁柱效應的設計彎矩公式為 M
u
=B
1
M
nt
+B
2
M
lt
。試簡要說明此公式中何者為二階彎矩（Second-order Moment）及 一階彎矩（First-order Moment）？何謂B
1
及B
2
？並簡要說明為何AISC 2010 年版 第C章採用「二階分析」，藉以取代 2005 年版第C章「設計彎矩公式」？（15 分）
【已刪除】三、一無側撐之鋼架如圖 2 所示，圖中G點可水平移動但不可轉動、H點可水平移動也 可轉動。試依據Alignment Chart並作必要的修正，分別求取彈性範圍之柱DE及柱EF 的有效長度係數K
DE
及K
EF
。此外，試使用LRFD規範求取非彈性範圍之柱DE的有效 長度係數K ′
DE
。各柱與梁之I值如下表所示。（25 分）
柱DE相關之斷面性質：A=102 cm2 ，Ix=12600 cm4 ，r
x
=11.1 cm；F
y
=2.5 tf/cm
2
，E=2040 tf/cm
2
（柱邊界為固接（Fixed end）時 G 可使用 1、為鉸接（hinged end）時 G 可使用 10。）
【已刪除】四、一懸臂鋼梁如圖 3 所示，A、B 兩點均有側向支撐。鋼梁長度 L 為 16 m，採用 W16×100 鋼材，梁鋼材特性及斷面尺寸如下所示。已知鋼梁在 B 端有一集中載重 P， 試以 ASD 規範求解此鋼梁所能承受之載重 P。（25 分）
鋼材料特性及斷面尺寸： A=190 cm
2
，d=43.1 cm，t
w
=1.49 cm，b
f
=26.5 cm，t
f
=2.5 cm，E=2040 tf/cm
2
，Fy=2.5 tf/cm
2
I
x
=61900 cm
4
，Sx=2870 cm
3
，r
x
=18 cm，I
y
=7770 cm
4
，r
y
=6.39 cm （梁容許剪力：V=d×t
w
×F
v
=d×t
w
×0.4F
y
）
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柱DE相關之斷面性質：A=102 cm2
，Ix=12600 cm4
，rx=11.1 cm；Fy=2.5 tf/cm2
，E=2040 tf/cm2
（柱邊界為固接（Fixed end）時 G 可使用 1、為鉸接（hinged end）時 G 可使用 10。）
鋼材料特性及斷面尺寸： A=190 cm2
，d=43.1 cm，tw=1.49 cm，bf=26.5 cm，tf=2.5 cm，E=2040 tf/cm2
，Fy=2.5 tf/cm2
Ix=61900 cm4
，Sx=2870 cm3
，rx=18 cm，Iy=7770 cm4
，ry=6.39 cm
（梁容許剪力：V=d×tw×Fv=d×tw×0.4Fy）