專技高考-建築師建築結構111 年第 30 題單選題
四組鋼造構架經耐震設計如下圖所示,其門型框架與斜撐斷面均同,僅斜撐配置不同,其中桿件⑥為 BRB。若四組構架頂部受側力後位移均為△,下列敘述何者正確?
A若構架 B 桿件③發生挫屈,則該結構系統變為不穩定
BPB < PA < PC
C四組構架頂部位移均為△,最可能發生挫屈之桿件為⑥
DPC < PA < PB正確答案
D正確答案
BRB(構架C)勁度低、純門型(A)居中、雙斜撐(B)勁度最大,故同位移下 PC<PA<PB。
為什麼答案是 D
正。同位移下力與勁度成正比,K_B(雙斜撐)>K_A(純門型)>K_C(BRB較柔),故 PC<PA<PB。
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完整詳解
Pro · 無限重點 BRB(構架C)勁度低、純門型(A)居中、雙斜撐(B)勁度最大,故同位移下 PC<PA<PB。
1. 同頂部位移△下,P=K△,故側力大小取決於側向勁度K。
2. 構架A為門型框架(無斜撐),勁度由柱抗彎提供,中等。
3. 構架B加裝一般受拉/受壓斜撐,勁度大幅提升,K最大。
4. 構架C使用BRB(挫屈束制斜撐),雖可雙向降伏但軸向勁度通常較同斷面一般斜撐低(因核心斷面有效長度較短且設計上較柔),且題目暗示其為四者中最柔。
5. 因此 K_B > K_A > K_C ⇒ P_C < P_A < P_B。
逐選項分析
A✕
錯。構架B為門型框架加斜撐,即使斜撐③挫屈,門型框架本身仍可抵抗側力,結構不會立即不穩定。
B✕
錯。順序顛倒,B有斜撐勁度最大,應為 PC<PA<PB。
C✕
錯。BRB經套管束制,設計上不會發生整體挫屈,反而是一般斜撐(如B構架的受壓斜撐)較易挫屈。
D✓ 正確
正。同位移下力與勁度成正比,K_B(雙斜撐)>K_A(純門型)>K_C(BRB較柔),故 PC<PA<PB。
勿誤以為BRB勁度等同於普通斜撐;BRB核心斷面較小、有效降伏段使其軸向勁度反而較低。