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技師◆結構設計
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97年 - 97年高等三級暨普通高3_結構工程#38120
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題組內容
二、針對鋼結構受壓後之挫屈(buckling)行為,請回答下列問題:
⑴ 何謂靠桿效應(leaning column effect)?(5 分)
其他申論題
五、試說明鋼構材料編號前兩個字母 SS、SM、SN 的含義及其在耐震設計之適用情形。 (8 分)
#111056
六、試從設計及施工觀點說明構件接合採高強度螺栓接或焊接之優缺點。(10 分)
#111057
七、試繪設計示意圖說明柱梁接合為半剛性接合、剛性接合之方式各二種。(10 分)
#111058
一、鋼結構梁設計時考慮之 Cb 與梁柱設計時考慮之 Cm,此二係數在 AISC 中均稱為等 值彎矩係數(equivalent moment factor),試簡要說明此二係數間關係及其理由。 (10 分)
#111059
⑵ 圖 1 中之(a)、(b)二圖,除 CD 柱之 C 端,由圖(a)之剛接(rigid joint)改成圖(b) 之鉸接(hinged joint)外,所有條件均相同。現圖(b)中結構受壓後,因靠桿效應 影響,造成 AB 柱有效長度係數 K 增大為 2.7,試以圖(b)結構繪製力平衡關係圖, 簡要說明造成靠桿效應的機制。(15 分)
#111061
【已刪除】⑶ 房屋工程及橋梁工程在營造施工過程中,常需要搭設臨時性的模板支撐。國內模 板支撐常採用鋼結構方式組搭,若設計時僅考量單根受壓構件之挫屈,將無法評 估受靠桿效應影響所造成之挫屈載重下降,致使模板支撐在使用上,有非常高的 潛在倒塌之危險。請針對圖 2 所示之五種配置,簡要說明何種模板支撐鋼結構受 壓後,有靠桿效應產生及其產生的理由。(15 分)
#111062
【已刪除】三、圖 3 為一鋼梁,採用 A36 之 H 型鋼,鋼材及材料特性如下所示。假設鋼梁在 a、b、 c 三點之側向均有側撐,且梁承受均佈載重 w 之橫向力,如圖所示,試以極限設計法 (LRFD)求梁構材所能承受之標稱彎矩(nominal moment capacity)Mn。(25 分) H 型鋼斷面參數及材料特性如下:d=53.31 cm,bf=20.93 cm,tf=1.562 cm,tw=1.016 cm A=118.39 cm2,Ix=55359 cm4,rx=21.69 cm,Sx=2071.3 cm3,Zx=2361.4 cm3 Iy=2393.3 cm4,ry=4.50 cm,rT=4.90 cm,Cw=1602622 cm6,J=82.0 cm4 E=2040 tf/cm2,G=816 tf/cm2,Fy=2.5 tf/cm2
#111063
【已刪除】四、圖 4 為一鋼製梁柱構件,承受橫向力 H 及偏心軸壓力 P,若此構件採用 A36 之 W 1235 鋼材,H 為 3 tf,偏心 d 為 30 cm。假設構件在 a、b、c 三點側向均有側撐,如圖所示, 試以容許應力設計法(ASD),求梁柱鋼構材所能承受之最大軸壓力 P。(30 分) W 12x35 斷面參數如下所示: A=66.45 cm2,d=31.75 cm,bf=16.66 cm,tf=1.320 cm,tw=0.762 cm rx=13.34 cm,ry=3.91 cm,Sx=747.25 cm3,E=2040 tf/cm2,Fy=2.5 tf/cm2 (假設 Kx=Ky=1.0)
#111064
一、在一起始體積為 2 公升之批式反應器中進行 C2H6 → C2H4 + H2之氣相反應。反應開始 時,壓力為 1 大氣壓,溫度為 157℃,反應器內含有 80 mol %的 C2H6與 20 mol %的 惰性氣體氦氣。若此批式反應器為一固定體積之反應器,當反應器內之壓力增加至 1.6 大氣壓時,C2H6 之轉化率(conversion)為多少?假設為等溫操作且氣體皆遵守 理想氣體狀態方程式。理想氣體常數 R 為 82.05 (cm3 ·atm)/(mol·K)。(20 分)
#111065
【已刪除】二、在一固定體積之批式反應器中進行一均相反應 A → B,實驗結果如下表所示: 請求出反應階數(reaction order)與反應速率常數。(20 分)
#111066