如圖示,中空鋼管內外直徑分別為 mm 與 mm,內部填充混凝土受到 kN軸壓力。已知鋼與混凝土縮短量相同, GPa、 GPa,計算鋼管承擔之平均正向應力(normal stress)大小?

A MPa正確答案
B MPa
C MPa
D MPa
答案與詳解

正確答案。計算步驟:A_鋼=π/4×(80²−70²)=π/4×1500≈1178.1 mm²;A_混=π/4×70²≈3848.5 mm²。變形協調:ε_鋼=ε_混→σ_鋼/200=σ_混/24→σ_鋼=(200/24)σ_混≈8.333σ_混。代入力平衡:σ_鋼×1178.1+σ_混×3848.5=100000 N→8.333σ_混×1178.1+σ_混×3848.5=100000→(9817.5+3848.5)σ_混=100000→13666σ_混=100000→σ_混≈7.32 MPa;σ_鋼=8.333×7.32≈61.0 MPa。
