專技高考-建築師建築結構109 年第 6 題單選題
東海大學路思義教堂之結構系統較接近下列何種結構系統的組合?
A圓頂殼+桁架系統
B薄膜結構+構架系統
C雙曲面薄殼+格子梁系統正確答案
D圓筒殼系統+拋物線拱
C正確答案
路思義教堂由四片雙曲面薄殼構成,頂部接合處以格子梁加強,是華人建築史上經典殼體結構。
為什麼答案是 C
路思義教堂由四片「雙曲面薄殼」(Hyperbolic Paraboloid) 圍合而成,每片殼由格子梁 (Grid Beam/鑽石形格樑) 組成以增加剛度,為正確組合。
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完整詳解
Pro · 無限重點 路思義教堂由四片雙曲面薄殼構成,頂部接合處以格子梁加強,是華人建築史上經典殼體結構。
關鍵字:貝聿銘+陳其寬設計、四片曲面=雙曲面薄殼(Hyperbolic Paraboloid Shell),屋頂接縫=格子梁。
逐選項分析
A✕
圓頂殼 (Dome) 為半球形殼體,如羅馬萬神殿;路思義教堂為四片傾斜曲面,非圓頂;亦無桁架系統,判斷錯誤。
B✕
薄膜結構為張力系統(如體育館帳篷屋頂),需張拉材料;路思義教堂為鋼筋混凝土剛性殼體,非柔性薄膜,且無構架系統。
C✓ 正確
路思義教堂由四片「雙曲面薄殼」(Hyperbolic Paraboloid) 圍合而成,每片殼由格子梁 (Grid Beam/鑽石形格樑) 組成以增加剛度,為正確組合。
D✕ 陷阱
圓筒殼為半圓筒狀(如機棚屋頂),拋物線拱為平面拱結構;雖路思義教堂曲面含拋物線元素,但整體非筒殼+拱,為陷阱選項。
常見殼體結構類型對照
| 類型 | 幾何特徵 | 代表案例 | 受力特性 |
|---|
| 圓頂殼 | 半球面旋轉體 | 羅馬萬神殿、國家戲劇院 | 雙向壓力傳遞 |
| 圓筒殼 | 半圓筒延伸 | 機棚、倉庫屋頂 | 單向拱作用 |
| 雙曲面薄殼 (HP Shell) | 馬鞍形、直紋曲面 | 路思義教堂 | 彎矩小、薄膜應力為主 |
| 薄膜/張力結構 | 柔性拉伸曲面 | 慕尼黑奧運體育館 | 純張力、無壓力 |
D 選項用「拋物線拱」混淆考生。路思義教堂的曲面截面確實含拋物線,但整體是「雙曲拋物面殼 (HP Shell)」的空間曲面,不是平面拱結構,更不是圓筒殼。要記住:路思義 = 四片 HP 薄殼。