專技高考-建築師建築結構104 年第 29 題單選題
如下圖所示之構架,其懸臂端承受集中載重P。下列何者為正確之彎矩圖?
A彎矩圖呈三角形,最大值為PL/2正確答案
B彎矩圖呈梯形,最大值為PL
C彎矩圖呈矩形,最大值為PL/2
D彎矩圖呈拋物線形,最大值為PL
A正確答案
懸臂長L/2受集中力P,根部彎矩為PL/2;無均佈載重,彎矩圖必為直線(三角形),秒選A。
為什麼答案是 A
正確。懸臂端E彎矩為0,至根部B點彎矩線性增加至最大值 P×(L/2)=PL/2。橫樑BC段無載重,彎矩線性遞減至C點為0,整體呈三角形分佈。
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 懸臂長L/2受集中力P,根部彎矩為PL/2;無均佈載重,彎矩圖必為直線(三角形),秒選A。
集中載重→彎矩圖為直線(排除D拋物線)。懸臂長L/2→最大彎矩=P×(L/2)=PL/2(排除B的PL)。直接選A。
逐選項分析
A✓ 正確
正確。懸臂端E彎矩為0,至根部B點彎矩線性增加至最大值 P×(L/2)=PL/2。橫樑BC段無載重,彎矩線性遞減至C點為0,整體呈三角形分佈。
B✕ 陷阱
錯誤。陷阱在懸臂長度誤判為L。題幹圖示懸臂段為L/2,故最大彎矩應為PL/2而非PL。且梯形通常出現在兩端皆有彎矩之情況。
C✕
錯誤。矩形彎矩圖代表純彎曲狀態(例如簡支樑中段承受兩對稱集中力),本題為懸臂受單側集中力,彎矩必從自由端之0開始變化。
D✕
錯誤。拋物線形彎矩圖對應的是「均佈載重」(剪力為線性,彎矩為二次函數)。本題為集中載重,剪力為常數,彎矩圖必為直線。
載重類型與彎矩圖形狀對照
| 載重類型 | 剪力圖形狀 | 彎矩圖形狀 | 本題對應 |
|---|
| 無載重 | 水平線 (常數) | 斜直線 | 橫樑BC段 |
| 集中載重 | 突變 (階梯狀) | 折線 (尖點) | 懸臂EB段 |
| 均佈載重 | 斜直線 | 拋物線 | 選項D錯誤原因 |
考選部最愛在圖形比例上動手腳。題幹明確標示懸臂段為 L/2,但考生常直覺認為懸臂長就是 L,從而誤算最大彎矩為 PL 而錯選 B。務必看清圖示尺寸標註!