專技高考-建築師建築結構113 年第 37 題單選題
於體育館大跨度空間的結構設計中,下列何種結構系統最不符合結構效益?
A桁架結構系統
B薄殼結構系統
C纜索結構系統
D梁柱結構系統正確答案
D正確答案
大跨度空間首選桁架、薄殼、纜索等輕量化系統,傳統梁柱因彎矩過大、斷面需求誇張,最不符效益。
為什麼答案是 D
梁柱系統主要以彎矩抵抗垂直荷重,跨度越大則梁深、斷面需求急速放大,自重倍增、用料暴增,大跨度最不經濟。
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完整詳解
Pro · 無限重點 大跨度空間首選桁架、薄殼、纜索等輕量化系統,傳統梁柱因彎矩過大、斷面需求誇張,最不符效益。
看到「大跨度」直接刪掉梁柱系統,剩下三個都是大跨度專用結構。
逐選項分析
A✕
桁架以三角形單元將彎矩轉為桿件軸力(拉壓),用料省、跨度大,是體育館、機棚常見系統,效益極佳。
B✕
薄殼利用曲面幾何以膜應力傳力,材料厚度極薄卻能跨越大空間,如雪梨歌劇院,是大跨度經典解法。
C✕
纜索以純拉力傳遞荷重,鋼索強度極高且自重輕,適合體育館、吊橋等超大跨度,效益最佳。
D✓ 正確
梁柱系統主要以彎矩抵抗垂直荷重,跨度越大則梁深、斷面需求急速放大,自重倍增、用料暴增,大跨度最不經濟。
大跨度結構系統效益比較
| 系統 | 主要受力 | 適用跨度 | 效益 |
|---|
| 桁架 | 軸力(拉/壓) | 30-100m | 高 |
| 薄殼 | 膜應力 | 50-200m | 高 |
| 纜索 | 純拉力 | 100m以上 | 最高 |
| 梁柱 | 彎矩為主 | 一般 <12m | 大跨度低 |
題目問「最不符合」而非「最適合」,若粗心選 A/B/C(都是大跨度好系統)就會掉坑。梁柱是日常建築主力,但放到體育館級跨度,彎矩與自重會讓它完全失去經濟性。