圖中構架 ABCD 之 A 點固端彎矩為何? 3m 2 kN 4m 10 kN-m 2 kN

- A2 kN-m
- B4 kN-m
- C6 kN-m
- D8 kN-m正解 ✓
官方答案 D
出處:110 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 34 題(場次代碼 110180,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
剛構架的支承反力求解。題圖已把 D 點的反力(向上 2 kN 與 10 kN-m 的彎矩)標出,只要對 A 點取力矩平衡,就能直接解出 A 點固端彎矩,不必處理構架的靜不定問題。
正解理由
依題圖,構架 ABCD 的 A、D 兩端為固定支承,柱高 4 m、梁跨 3 m;C 點受向右的水平力 2 kN,D 點標有向上的反力 2 kN 與依圖示轉向為逆時針的 10 kN-m 彎矩。對 A 點取力矩:A 點的水平反力與垂直反力都通過 A 點,力臂為零,不進方程式;D 點與 A 點同在柱腳高程,D 點若有水平反力,作用線也通過 A 點,同樣不產生力矩。因此只剩三項外力矩與 A 點固端彎矩:C 點水平力對 A 點產生順時針 2 kN × 4 m = 8 kN-m;
D 點向上反力對 A 點產生逆時針 2 kN × 3 m = 6 kN-m;D 點彎矩 10 kN-m 為逆時針。逆時針合計 6 + 10 = 16 kN-m,順時針只有 8 kN-m,要讓構架整體力矩平衡,A 點固端彎矩須補上順時針 16 − 8 = 8 kN-m,大小為 8 kN-m,故選 D。
逐項排除
- (A)
2 kN-m:錯誤。這個數等於只取 D 點彎矩 10 kN-m 減去 C 點水平力的力矩 8 kN-m,漏掉 D 點向上反力 2 kN 對 A 點以 3 m 力臂產生的 6 kN-m;三項外力矩全部計入後,A 點固端彎矩為 8 kN-m。
- (B)
4 kN-m:錯誤。這個數等於 D 點彎矩 10 kN-m 減去 D 點垂直反力的力矩 6 kN-m,等於忽略了 C 點的水平載重 2 kN;而這個水平力正是使構架產生側向變形的主要外力,不能略去,計入後答案為 8 kN-m。
- (C)
6 kN-m:錯誤。這個數只是 D 點向上反力 2 kN 乘以跨距 3 m 的力矩,既沒有計入 C 點水平力的 8 kN-m,也沒有計入 D 點的 10 kN-m 彎矩;固端彎矩要由全部外力矩一起平衡,結果為 8 kN-m。
- (D)
8 kN-m:正確。對 A 點力矩平衡,逆時針的 6 kN-m 與 10 kN-m 合計 16 kN-m,減去順時針的 8 kN-m,A 點固端彎矩須為順時針 8 kN-m,符合題目所問。
演算步驟
- 公式:構架整體對 A 點取力矩平衡,ΣM_A 合計為零(逆時針為正)。
- 步驟一 C 點水平力的力矩:M = 2 kN × 4 m = 8 kN-m(順時針)。
- 步驟二 D 點向上反力的力矩:M = 2 kN × 3 m = 6 kN-m(逆時針)。
- 步驟三 逆時針外力矩合計:D 點反力力矩 + D 點彎矩 = 6 kN-m + 10 kN-m = 16 kN-m。
- 步驟四 A 點固端彎矩:M_A = 16 kN-m − 8 kN-m = 8 kN-m(順時針)。
- 結果:A 點固端彎矩大小為 8 kN-m。
記憶點
支承反力題先看哪些反力已知,再挑「未知力都通過的點」取力矩,一條方程式就能解出固端彎矩。
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