圖示結構物為幾度靜不定?鉸接

- A1
- B2正解 ✓
- C3
- D4
官方答案 B
出處:109 年專門職業及技術人員高等考試建築師考試「建築結構」乙段測驗第 12 題(場次代碼 109180,全卷 40 題)。答案以考選部公布為準,本站不修改官方答案。
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本題考點
平面剛架的靜不定度判定——以「支承反力未知數 − 平衡方程式數 − 內部鉸接釋放的條件數」計算,並辨識內部鉸接對靜不定度的影響。
正解理由
依題圖所示,此為一座山形(人字形)門架:左右兩柱底端皆為固定端,兩根斜梁在屋脊處以一個鉸接相連,其餘接點(柱頂與斜梁交接處)為剛接。每個固定端可提供水平反力、垂直反力與彎矩三個未知數,兩個固定端合計 6 個反力未知數。整體結構在平面上只有 3 條平衡方程式(ΣFx = 0、ΣFy = 0、ΣM = 0)。屋脊的鉸接只連接左右兩根構件,該處彎矩為零,多提供 1 條條件方程式。因此靜不定度 = 6 − 3 − 1 = 2,此結構為二度靜不定,故選 B。
逐項排除
- (A)
1:比正確結果少 1 度。兩個固定端提供的反力數與屋脊鉸接只釋放一個條件都已確定,扣除後剩下 2 個多餘未知數,不是 1;要得到一度靜不定,必須再多一個釋放條件(例如再增加一個內部鉸接或把一端改為鉸支承),與題圖不符。
- (B)
2:正確。6 個反力未知數扣掉 3 條整體平衡方程式,再扣掉屋脊鉸接提供的 1 條彎矩為零條件,剩下 2 個多餘未知數,符合題目所問。
- (C)
3:這是把屋脊的鉸接忽略、當成整體剛接門架時的結果,即 6 − 3 = 3。兩端固定的封閉剛接門架才是三度靜不定;題圖屋脊明確標示為鉸接,必須再扣 1,所以不是 3。
- (D)
4:比正確結果多 2 度,超過了兩個固定端所能提供的多餘反力數。此結構反力總數只有 6,即使不計鉸接也只到 3,不可能達到 4;要到四度靜不定需要更多支承束制或封閉構件迴路,題圖沒有。
演算步驟
- 1. 反力未知數:每個固定端 3 個(水平力、垂直力、彎矩),兩端合計 r = 3 + 3 = 6 個。
- 2. 平面靜力平衡方程式:3 條(ΣFx = 0、ΣFy = 0、ΣM = 0)。
- 3. 內部鉸接條件:屋脊鉸接連接 2 根構件,釋放條件數 = 2 − 1 = 1 條(鉸接處彎矩 M = 0)。
- 4. 靜不定度 = 6 − 3 − 1 = 2 度。
記憶點
兩端固定的門架是三度靜不定,每加一個連接兩根構件的內部鉸接就減一度,所以「兩固定端+屋脊一鉸」的山形門架是二度靜不定。
內容更新 2026-10-12 · 詳解為 AI 生成並經程式關卡與覆核,僅供國考複習,不構成建築設計、結構設計、施工或法規諮詢建議 · 回報錯誤