專技高考-建築師建築結構106 年第 7 題單選題

高層建築結構常採用核心結構（core structure）系統，當核心尺度不足，可增加外伸穩定架（outrigger）及外圈桁架（belt-truss）連接外柱以提高整體結構之水平載重抵抗能力。當此系統承受水平載重時，下列敘述何者正確？

A無外伸穩定架與外圈桁架時，核心頂部之應力較大正確答案

B外伸穩定架可用來懸吊下方樓層，因此平面外圍支柱可不需與地面連接正確答案

C外伸穩定架主要用來抑制核心傾斜轉動，因此應儘量配置於核心頂端正確答案

D此系統又稱為管中管系統正確答案

答案與詳解

A、B、C、D

正確答案

核心+外伸桁架系統透過外柱軸力抵抗傾倒彎矩，外伸架配置越高效果越佳，但底部彎矩最大。

核心結構承受水平力如懸臂樑，彎矩由頂向底遞增，故底部應力最大、頂部應力小。但若無外伸架協助，核心需獨自承擔全部彎矩，整體應力及側移都會加大，頂部側移尤其明顯。相對有外伸架時核心頂部應力獲得釋放。

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Pro · 無限

重點　核心+外伸桁架系統透過外柱軸力抵抗傾倒彎矩，外伸架配置越高效果越佳，但底部彎矩最大。

秒殺技巧

核心結構像懸臂樑，底部彎矩最大→頂部應力小；外伸架把核心傾倒力傳給外柱拉壓，故A正確。

A✓ 正確

B✕ 陷阱

外伸穩定架是透過連接外柱產生軸向拉壓力（一側受拉、一側受壓），形成力偶抵抗核心傾倒彎矩。外柱必須落地傳遞軸力至基礎，若不與地面連接則無法形成抗傾倒力偶，系統完全失效。懸吊樓層是另一種特殊結構。

C✕ 陷阱

外伸架抑制核心轉動的效率取決於外柱軸力形成的力偶臂長及該處核心轉角大小。配置於頂端時核心轉角雖大，但下方核心仍承受完整彎矩。研究顯示最佳位置約在建築高度 0.4~0.6 處，而非頂端。頂端效率反而較差。

D✕ 陷阱

管中管系統（tube-in-tube）是指外周密柱深梁形成外管，搭配核心內管共同抵抗側力，兩者透過各樓層樓板連接。核心+外伸架+外圈桁架屬於「外伸桁架系統（outrigger system）」，兩系統的側力傳遞機制完全不同，名稱不可混用。

系統	抗側力機制	適用高度	特徵
核心結構	核心牆懸臂作用	中高層	頂部側移大
外伸桁架系統	外柱軸力+核心彎矩	超高層	外伸架配置於設備層
管中管系統	外周密柱管+內核心管	超高層	外管剪力滯後效應
束管系統	多個管狀單元組合	極高層	如 Willis Tower