桁架結構如下圖,a~d 桿件中何者軸拉力最大? 1.5 m 3m 3m 1.5 m 2m 3@3 m = 9 m

- Aa 桿件
- Bb 桿件
- Cc 桿件
- Dd 桿件正解 ✓
官方答案 D
出處:114 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 22 題(場次代碼 114180,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
華倫式桁架弦桿與斜桿內力的比較——弦桿以截面法取力矩求,斜桿以截面剪力求,最後比較拉力大小。
正解理由
依題圖,跨度 3@3 m = 9 m、高 2 m,下弦節點在 0、3、6、9 m,上弦節點在 1.5、4.5、7.5 m,各受 4 kN 向下,左端鉸支承、右端滾支承。載重對稱,兩支承反力各為 (4 + 4 + 4) / 2 = 6 kN。斜桿水平投影 1.5 m、垂直投影 2 m,桿長 2.5 m。a 為左邊第一格下弦,對上方 1.5 m 節點取力矩:a × 2 = 6 × 1.5,a = 4.5 kN(拉)。d 為中間格下弦,對上方 4.5 m 節點取力矩:d × 2 = 6 × 4.5 − 4 × 3,d = 7.5 kN(拉)。
b、c 兩斜桿所在截面的剪力都是 6 − 4 = 2 kN,斜桿內力 2 × 2.5 / 2 = 2.5 kN,其中 b 為拉力、c 為壓力。拉力最大者為 d 桿件 7.5 kN。故選 D。
逐項排除
- (A)
不符。a 桿件拉力 4.5 kN;它靠近支承,力矩中心(1.5 m 處上弦節點)的彎矩較小,拉力小於中間格的 d。
- (B)
不符。b 桿件為拉力,但只承擔截面剪力 2 kN,換算成斜桿內力為 2.5 kN,遠小於 d 的 7.5 kN。
- (C)
不符。c 桿件同樣承擔 2 kN 剪力、內力 2.5 kN,而且受的是壓力而非拉力,不符合「軸拉力」的比較對象。
- (D)
符合。d 位在跨度中央附近,對應的彎矩最大,拉力 7.5 kN 為四者最大。
演算步驟
- 1. 支承反力:R = (4 + 4 + 4) / 2 = 6 kN。
- 2. a 桿:對 1.5 m 處上弦節點取力矩,a × 2 m = 6 kN × 1.5 m → a = 6 × 1.5 / 2 = 4.5 kN(拉)。
- 3. d 桿:對 4.5 m 處上弦節點取力矩,d × 2 m = 6 kN × 4.5 m − 4 kN × 3 m → d = (6 × 4.5 − 4 × 3) / 2 = 7.5 kN(拉)。
- 4. 斜桿幾何:水平 1.5 m、垂直 2 m,桿長 2.5 m。
- 5. b、c 桿:截面剪力 V = 6 kN − 4 kN = 2 kN,斜桿內力 = 2 kN × 2.5 / 2 = 2.5 kN;b 為拉、c 為壓。
- 6. 比較拉力:d 7.5 kN > a 4.5 kN > b 2.5 kN,c 為壓力。
記憶點
簡支桁架下弦受拉、越靠跨中越大;斜桿只扛剪力,跨中附近剪力小。
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