國營聯招 機械應用力學、材料力學114 年第 10 題單選題
如右圖所示,一桁架構造受垂直外力P及2P作用,有關其桿件的內力,下列敘述何者正確?
AAB及CD為零桿件
BBF及CE為零桿件正確答案
CBE及DE為零桿件
DBC及EF為零桿件
B正確答案
利用零桿件法則,無外力且兩桿共線之節點,其第三桿必為零桿件,秒判BF及CE為零桿。
為什麼答案是 B
若B、C節點無外力且相鄰弦桿共線,依零桿件法則,不共線之斜桿BF與CE內力必為零。
考點:零桿件判斷考點:零桿件法則考點:桿件受力分析考點:弦桿受力特性
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完整詳解
Pro · 無限重點 利用零桿件法則,無外力且兩桿共線之節點,其第三桿必為零桿件,秒判BF及CE為零桿。
找無外力節點:若節點有三桿且兩桿共線,不共線之第三桿即為零桿件。B、C節點若無外力且上下弦共線,斜桿BF、CE即為零桿。
逐選項分析
A零桿件判斷✕
AB與CD通常為上下弦桿或端斜桿,承受軸力以平衡外力,非零桿件。
B零桿件法則✓ 正確
若B、C節點無外力且相鄰弦桿共線,依零桿件法則,不共線之斜桿BF與CE內力必為零。
C桿件受力分析✕ 陷阱
BE與DE通常為傳遞外力至支座之斜腹桿或豎桿,需承受剪力或軸力,不為零桿件。
D弦桿受力特性✕
BC與EF多為主要之弦桿或下弦桿,需承受彎矩等效之軸力以維持桁架平衡,非零桿件。
零桿件秒判法則
| 節點條件 | 桿件數量與幾何 | 結論 |
|---|
| 無外力作用 | 僅2桿且不共線 | 2桿皆為零桿件 |
| 無外力作用 | 有3桿,其中2桿共線 | 第3桿(不共線)為零桿件 |
| 有外力作用 | 外力沿其中1桿方向 | 另1不共線桿為零桿件 |
判斷零桿件時,常誤將『無外力』與『有外力』節點混淆。切記:若節點有外力,必須確認外力方向是否與其中一桿共線,否則不能直接套用三桿共線法則,易誤判斜桿為零桿。