國營聯招 土木應用力學、材料力學112 年第 43 題單選題考點:漏疊加/誤用力臂考點:偏心載重疊加
如右圖所示,一矩形梁斷面短梁之 A 點,受一平行於軸向集中之載重 8 kN 作用(0.8 m 處,斷面 0.4 m),試求 C 點之應力為何?
A62.5 kPa
B125 kPa正確答案
C187.5 kPa
D250 kPa
B正確答案
偏心軸向載重在矩形斷面同時產生均勻軸向應力與彎曲應力;C點依題圖與軸向應力異號疊加,150−25=125 kPa。
逐選項解析
A62.5 kPa漏疊加/誤用力臂✕ 易錯陷阱
62.5 kPa 通常源自未依題圖取 0.8 m 力臂,或漏掉軸向與彎曲應力的正確疊加,導致數值偏低;此非 C 點正確疊加結果。
B125 kPa偏心載重疊加✓ 正確
斷面寬b=0.4 m、高h=0.8 m,A=0.32 m²。載重8 kN平行軸向作用,力臂/偏心距e=0.8 m。直接軸向應力σ_axial=P/A=8000/0.32=25 kPa。彎矩M=P·e=8000×0.8=6400 N·m,慣性矩I=bh³/12=0.4×0.8³/12=0.017067 m⁴,C點位於邊緣y=0.4 m,彎曲應力σ_bend=M·y/I=6400×0.4/0.017067≈150 kPa。依題圖C點之彎曲應力與軸向直接應力異號,故σ_C=150−25=125 kPa,B正確。
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