一長 m,斷面為 cm cm 之矩形空心管柱,管壁厚 cm,彈性模數 為 tf/cm²。現在形心軸上施加一無偏心之軸向壓力載重 (如圖所示),若取安全係數 ,不考慮局部挫屈,則其容許挫屈載重為:

A tf
B tf
C tf正確答案
D tf
答案與詳解

正確答案。計算步驟:外截面 12×6,內截面 (12-3)×(6-3)=9×3。最小慣性矩(繞弱軸,即6cm方向):I_min = (6×12³ - 3×9³)/12 = (1036.8 - 218.25)/12... 實際應繞使I最小的軸。繞短邊(y軸):I_y = (12×6³)/12 - (9×3³)/12 = (12×216/12) - (9×27/12) = 216 - 20.25 = 195.75 cm⁴。兩端固定→有效長度Le=L/2=100 cm(但本題圖示底部固定頂部自由,應為懸臂柱Le=2L=400 cm?重新確認:圖示為一端固定一端自由懸臂柱,Le=2×200=400 cm)。Pcr=π²×10⁴×195.75/400²= 9.8696×10⁴×195.75/160000≈9.8696×1957500/160000≈120.6 tf。容許載重=120.6/2=60.3 tf。
