專技高考-建築師建築構造與施工107 年第 6 題單選題
下列何者不是薄殼系統?
B正確答案
薄殼系統必須是「曲面」結構,利用曲面幾何承載荷重;折板結構由「平板」折疊而成,雖同屬薄壁結構但不屬於薄殼系統。
為什麼答案是 B
圖B為折板結構(folded plate),由數片平板以折線方式連接而成。雖同屬薄壁結構且能跨越大跨度,但因缺乏曲面幾何,不屬於薄殼(shell)系統。本題問「何者不是」,故為正解。
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完整詳解
Pro · 無限重點 薄殼系統必須是「曲面」結構,利用曲面幾何承載荷重;折板結構由「平板」折疊而成,雖同屬薄壁結構但不屬於薄殼系統。
秒解口訣:「殼=曲,板=平」。看到平面折疊的就是折板,不是薄殼。B圖明顯是平板折成V形,直接選B。
逐選項分析
A✕
圖A為筒形拱(barrel vault),是單曲率的薄殼結構,形似半圓柱體沿軸向延伸。荷重沿曲面傳遞至兩端支承,屬於經典薄殼系統。
B✓ 正確
圖B為折板結構(folded plate),由數片平板以折線方式連接而成。雖同屬薄壁結構且能跨越大跨度,但因缺乏曲面幾何,不屬於薄殼(shell)系統。本題問「何者不是」,故為正解。
C✕ 陷阱
圖C為帶加勁肋的筒形拱(barrel vault with stiffening ribs),主體仍為曲面薄殼,加勁肋僅用於增強剛度與承載能力,本質仍屬薄殼系統。考生易因看到直線肋條而誤判。
D✕
圖D為穹頂(dome),是雙曲率的旋轉薄殼結構,荷重以膜應力方式均勻傳遞至環形基座,為最典型的薄殼系統之一,如萬神殿穹頂。
薄壁結構分類對照
| 結構類型 | 幾何特徵 | 受力機制 | 典型範例 |
|---|
| 薄殼(Shell) | 曲面(單/雙曲率) | 膜應力為主 | 筒形拱、穹頂、雙曲拋物面 |
| 折板(Folded Plate) | 平板折疊 | 板彎曲+膜力 | V形折板屋頂、鋸齒形屋頂 |
| 共同點 | 厚度遠小於跨度 | 輕量高效 | 適用於大跨度空間 |
折板與薄殼同屬「薄壁結構」大類,考選部常將二者混在一起考辨別。陷阱在於C選項加了直線加勁肋,讓考生誤以為有直線就不是薄殼,但C的主體仍是曲面,本質未變。