專技高考-建築師建築結構109 年第 5 題單選題
有關建築物基本振動週期之敘述,下列何者錯誤?
A若為相同高度之抗彎矩構架系統,鋼骨建築物之基本振動週期較鋼筋混凝土建築物為長
B增加建築物重量或提升建築物結構勁度,皆可降低建築物基本振動週期正確答案
C若採隔震系統使建築物振動週期變長,可降低作用地震力,並提升其耐震性能
D以微震量測建築物地震前後之基本振動週期進行比較,若地震後量測之週期顯著增長,通常可判定建築物有所損傷
B正確答案
週期 T=2π√(m/k),質量增加週期變長、勁度增加週期變短,B 把兩者結果講成一樣是錯的。
為什麼答案是 B
由 T=2π√(m/k) 可知:質量 m 增加會使週期『變長』,勁度 k 增加才會使週期『變短』,兩者效果相反。題目卻說「皆可降低」週期,方向顛倒,為錯誤敘述,即本題要選的答案。
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完整詳解
Pro · 無限重點 週期 T=2π√(m/k),質量增加週期變長、勁度增加週期變短,B 把兩者結果講成一樣是錯的。
記公式 T∝√(m/k):m↑→T↑;k↑→T↓,方向相反,選 B。
逐選項分析
A✕
鋼骨勁度較 RC 小、韌性較大,相同高度下鋼骨建築基本週期確實較長(經驗公式 T=0.085H^0.75 (鋼)、T=0.07H^0.75 (RC)),敘述正確。
B✓ 正確
由 T=2π√(m/k) 可知:質量 m 增加會使週期『變長』,勁度 k 增加才會使週期『變短』,兩者效果相反。題目卻說「皆可降低」週期,方向顛倒,為錯誤敘述,即本題要選的答案。
C✕
隔震系統透過降低整體勁度延長結構週期,使其遠離地震主要能量頻帶,依反應譜可降低作用地震力,為現代耐震設計常見策略,敘述正確。
D✕
結構若於地震中受損,構件開裂或接頭鬆動會使勁度 k 下降,週期隨之變長。以微震量測前後週期比較,若顯著增長即為損傷判別依據,是結構健康監測常用方法。
基本振動週期 T=2π√(m/k) 影響因子
| 因子 | 變化 | 週期 T | 地震力 |
|---|
| 質量 m | 增加 | 變長 ↑ | 視反應譜 |
| 勁度 k | 增加 | 變短 ↓ | 通常↑ |
| 勁度 k | 降低 (隔震/損傷) | 變長 ↑ | 通常↓ |
| 高度 H | 增加 | 變長 ↑ | — |
B 選項把『增加質量』與『提升勁度』綁在一起說都能降低週期,實際上兩者對週期的影響方向相反。考選部常用「皆可」「均能」等全稱字眼包裹一正一反的概念,看到這種語氣要特別警覺,回到 T=2π√(m/k) 公式驗證。