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國營聯招 土木應用力學、材料力學104 年第 13 題單選題考點:公式類型誤用考點:彎矩傳遞與懸臂幾何變位

如右圖所示,於梁C點受一彎矩M作用,梁之抗撓剛度為EI,則該梁位於C點之垂直變位為何?

題目圖片
A$\frac{ML^{2}}{8EI}$
B$\frac{ML^{2}}{6EI}$正確答案
C$\frac{ML^{2}}{3EI}$
D$\frac{3ML^{2}}{8EI}$
答案與詳解
B
正確答案
C點受彎矩M,等效為B支承受彎矩M及BC懸臂段受純彎矩M。先求簡支梁B端受彎矩M造成的B點近端轉角θ_B=ML/(3EI),再疊加BC懸臂段自身彎曲變位,得C點總變位為ML²/6EI。

逐選項解析

A$\frac{ML^{2}}{8EI}$公式類型誤用✕ 易錯陷阱
ML²/8EI:常見於誤把M當作均布荷載或集中荷載並錯用 wL²/8 類型公式,分母8與本題彎矩傳遞機制不符,未正確處理懸臂段轉動關係。
B$\frac{ML^{2}}{6EI}$彎矩傳遞與懸臂幾何變位✓ 正確
正確答案ML²/6EI。解析:C點彎矩M使B支承受彎矩M,B端(近端)轉角θ_B=ML/(3EI)。C點變位由B點轉動引起之剛體位移(ML/3EI × L/3 = ML²/9EI)與BC懸臂段(長L/3)自身彎曲變位(M(L/3)²/2EI = ML²/18EI)疊加而成,總和為ML²/6EI。
C$\frac{ML^{2}}{3EI}$✕ 錯誤
D$\frac{3ML^{2}}{8EI}$✕ 易錯陷阱

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