如右圖所示,有一個剛性板由 3 支相同材料的桿件所支承,彈性模數 E = 45 GPa,各桿件之剖面積 A = 4,000 mm²,其桿件之原設計長度 L = 2.0 m,但中間柱短少了 Δ = 1.0 mm,在 P = 500 kN 作用下,剛性板的變位最接近下列何者?

A1.58 mm
B1.67 mm
C2.19 mm正確答案
D2.52 mm
答案與詳解

正確解法:k=EA/L=45000×4000/2000=90000 kN/m=90 kN/mm。先檢查gap閉合所需力:若只靠兩側柱,δ=P/2k=500/(2×90)=2.778mm>Δ=1mm,故中間柱確實受壓。靜不定:設板位移δ,兩側柱力F_side=k×δ,中間柱力F_mid=k×(δ−Δ)=k×(δ−1)。平衡:2F_side+F_mid=P → 2×90δ+90(δ−1)=500 → 270δ=590 → δ≈2.185mm≈2.19mm。
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