專技高考-建築師建築結構107 年第 38 題單選題
下圖桁架的穩定與可定性質為何?
A不穩定
B靜定
C1 次靜不定
D2 次靜不定正確答案
D正確答案
如圖所示,桁架由 6 個節點、10 根桿件組成,且 A、D 兩端皆為鉸支承。平面桁架以 m+r 與 2j 比較判斷可定性:本題 m=10、r=4、j=6,故 m+r−2j=2,為 2 次靜不定。
為什麼答案是 D
m=10 根桿件,j=6 個節點,A、D 皆為鉸支承故 r=4;m+r−2j=10+4−12=2,為 2 次靜不定。
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完整詳解
Pro · 無限重點 如圖所示,桁架由 6 個節點、10 根桿件組成,且 A、D 兩端皆為鉸支承。平面桁架以 m+r 與 2j 比較判斷可定性:本題 m=10、r=4、j=6,故 m+r−2j=2,為 2 次靜不定。
如圖所示,桁架由 6 個節點、10 根桿件組成,且 A、D 兩端皆為鉸支承。數節點 j=6、桿件 m=10、反力 r=4(A、D 皆為鉸支承各 2 反力),代入 m+r−2j=10+4−12=2,秒選 D。
逐選項分析
A✕
桁架幾何組構完整且支承足夠,並非不穩定結構;m+r=14 大於 2j=12,屬靜不定而非不穩定。
B✕ 陷阱
若誤將 A、D 皆視為滾支承或只算 r=3,會得 m+r=13≠12 而誤判;實際 r=4,並非靜定。
C✕ 陷阱
若只算一端鉸支承一端滾支承(r=3),會得 m+r−2j=1 而誤選;但圖中兩端皆為鉸支承,r=4。
D✓ 正確
m=10 根桿件,j=6 個節點,A、D 皆為鉸支承故 r=4;m+r−2j=10+4−12=2,為 2 次靜不定。
平面桁架穩定與可定性判斷
| 條件 | 性質 | 說明 |
|---|
| m+r < 2j | 不穩定 | 桿件或支承不足,幾何可變 |
| m+r = 2j | 靜定 | 恰可求解所有桿力與反力 |
| m+r > 2j | 靜不定 | 多餘約束,次數 = m+r−2j |
本題最大陷阱在於支承判讀:A 與 D 的符號皆為鉸支承(各 2 反力),若誤判 D 為滾支承則 r=3,會錯算為 1 次靜不定而選 C。務必仔細辨認支承符號。