所屬科目:結構分析(包括材料力學與結構學)
一、圖一為一個平面應力單元體,其上剪應力及 x 方向正交應力的大小及方向如圖一所示。若材料容許拉應力為-40 kgf/cm2,試求不使拉應力超出-40 kgf/cm2 時,在 y 方向需要施加的正交應力 σy,請列出 σy 的大小及方向。(25 分)
二、圖二為一個對稱剛架結構,A 點及 E 點為固定端,所有桿件採用剛接且EI 值均相同,剛架尺寸及均佈載重 w 施加方式如圖二所示。忽略各桿件軸向變形,試用彎矩分配法求解 A 點及 B 點的端彎矩 MAB、MBC 之大小與方向,及 C 點垂直位移∆C 之大小及方向。(25 分)
三、圖三為兩種構件組合成的 L 型結構,圓形實心斷面之 AB 構件直徑 d 為 6 cm,如圖三所示。已知構件 AB 長度為 200 cm,BC 構件長度為 80 cm, 施加在 C 端點之垂直力 F1 為 1 tf、水平力 F2 為 1.5 tf,施加方向如圖三所示。試求在此受力情況下,於 A 點固定端圓形斷面之 o 點的主應力 σ1 與 σ2,及最大平面剪應力 τmax。(20 分)
四、圖四為一剛架結構,各桿件以剛接連結;A 點為固定端,C 點下方有一滾支承,所有桿件具有相同的 EI 值,剛架尺寸配置如圖四所示。若於端點 D 施加一垂直載重 P,忽略各桿件軸向變形,試用傾角變位法求解 A 點及 B 點的端彎矩 MAB、MBC 之大小與方向,及 C 點水平位移∆C 之大小及方向。 (30 分)