圖示兩根柱,柱 1 之撓曲剛度為 、長度為 ;柱 2 之撓曲剛度為 、長度為 。請計算 比值,使柱 1 和柱 2 具有極為相近的臨界挫屈載重 。

A0.571正確答案
B0.699
C0.807
D1
答案與詳解

柱1上端固定(牆壁固接)下端固定(固定端):K1=0.5;柱2上端固定(牆壁固接)下端鉸支(pin):K2=0.7。令Pcr相等:π²EI/(K1L1)²= π²(2/3)EI/(K2L2)²,整理得(L2/L1)²=(2/3)×(K1/K2)²=(2/3)×(0.5/0.7)²=(2/3)×(25/49)=50/147,L2/L1=√(50/147)≈0.583…。再精確確認邊界條件:由圖柱1頂端為固定牆+鉸(pin頂),底端為固定端→實為pin-fixed,K=0.7;柱2頂端pin-固定牆,底端為pin→pin-pin,K=1。令π²EI/(0.7L1)²=π²(2/3)EI/(1×L2)²,得L2²=(2/3)(0.7L1)²=(2/3)(0.49)L1²=0.3267L1²,L2/L1=√0.3267≈0.5715≈0.571,符合選項A。
