高普考題庫
97 年 097年公務人員高等考試三級考試暨普通考試

鋼結構設計

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本卷皆為申論題，點「看答案與解析」查看擬答。

申論 1鋼結構梁設計時考慮之C 與梁柱設計時考慮之C，此二係數在AISC 中均稱為等bm值彎矩係數（equivalent moment factor），試簡要說明此二係數間關係及其理由。（10 分）
申論 2針對鋼結構受壓後之挫屈（buckling）行為，請回答下列問題：㈠何謂靠桿效應（leaning column effect）？（5 分）㈡圖1 中之(a)、(b)二圖，除CD 柱之C 端，由圖(a)之剛接（rigid joint）改成圖(b)之鉸接（hinged joint）外，所有條件均相同。現圖(b)中結構受壓後，因靠桿效應影響，造成AB 柱有效長度係數K 增大為2.7，試以圖(b)結構繪製力平衡關係圖，簡要說明造成靠桿效應的機制。（15 分）PPPPEI=EI=BCBCLEIK=2EILEIK=2.7EIADADLbLb(a)(b)圖1㈢房屋工程及橋梁工程在營造施工過程中，常需要搭設臨時性的模板支撐。國內模板支撐常採用鋼結構方式組搭，若設計時僅考量單根受壓構件之挫屈，將無法評估受靠桿效應影響所造成之挫屈載重下降，致使模板支撐在使用上，有非常高的潛在倒塌之危險。請針對圖2 所示之五種配置，簡要說明何種模板支撐鋼結構受壓後，有靠桿效應產生及其產生的理由。（15 分）www模板可調鋼管支柱水平貫材可調鋼可調鋼可調鋼斜撐管支柱管支柱管支柱模板模板可調鋼管支柱斜撐斜撐(a)(b)(c)ww模板鋼製單管支柱水平貫材模板鋼管鷹架型鋼架(d)(e)圖2（請接第二頁）年公務人員高等考試三級考試試題代號：34270第二頁類科：結構工程科目：鋼結構設計
申論 3圖3 為一鋼梁，採用A36 之H 型鋼，鋼材及材料特性如下所示。假設鋼梁在a、b、c 三點之側向均有側撐，且梁承受均佈載重w 之橫向力，如圖所示，試以極限設計法（LRFD）求梁構材所能承受之標稱彎矩（nominal moment capacity）M。（25 分）nH 型鋼斷面參數及材料特性如下：d＝53.31 cm，b＝20.93 cm，t＝1.562 cm，t＝1.016 cmffwA＝118.39 cm2，I＝55359 cm4，r＝21.69 cm，S＝2071.3 cm3，Z＝2361.4 cm3xxxxI＝2393.3 cm4，r＝4.50 cm，r＝4.90 cm，C＝1602622 cm6，J＝82.0 cm4yyTwE＝2040 tf/cm2，G＝816 tf/cm2，F＝2.5 tf/cm2ywacb（正視圖）（上視圖）圖3
申論 4圖4 為一鋼製梁柱構件，承受橫向力H 及偏心軸壓力P，若此構件採用A36 之W 1235鋼材，H 為3 tf，偏心d 為30 cm。假設構件在a、b、c 三點側向均有側撐，如圖所示，試以容許應力設計法（ASD），求梁柱鋼構材所能承受之最大軸壓力P。（30 分）W 1235 斷面參數如下所示：A＝66.45 cm2，d＝31.75 cm，b＝16.66 cm，t＝1.320 cm，t＝0.762 cmffwr＝13.34 cm，r＝3.91 cm，S＝747.25 cm3，E＝2040 tf/cm2，F＝2.5 tf/cm2xyxy（假設K＝K＝1.0）xyacb（正視圖）（上視圖）圖4（請接第三頁）年公務人員高等考試三級考試試題代號：34270第三頁類科：結構工程科目：鋼結構設計For flange：14/F,17/F,25/F（F 單位= tf/cm2）pdypyryy170fFor web：1(3.74a)forf/F0.16;68/Fforf /F.016pFFayyayyyI/2ry,A( d2t)tTAA/6wfwfw20b1400for;C.175.105(M/M)3.0(M/M)23.2F(d/A)FbABAByfyF(l/r)27160C/Fl/r35800C/F,thenF[2/3yT]Fbytbyb107600Cyb35800C/Fl/r,thenF 12000C/(l/r)2bytbbT840CF b;C6.04.0(M/M)(4.0)b(Ld/A)mABfffffa.015,abxby1FFFFaabxbyffCfCf122Ea.015,amxbxmyby1;F'FFffe223(KL/r)aa1(a)F1(a)FbbF'bxF'byexeyfffPPabxby1,Ke6.0FFFi,modifiedPPybxbyiek(KL/r)21F2y2KL2CKL 12EForC,Fc;ForC,F=ca3rcar5(3KL/r)(KL/r)23(KL/r)238C8C3ccKLF2y.0877;For5.1,F(.0658c)F;For＞1.5 ,FFcrEccryccryc80rrXy,Ly111X(FF)2L2yrpFr(FF)yyrLL2CSX2XXMCM(MM)bpM,Mbx1112Mnbpprpn2pLLL/r2(L/r)rpbybyCM(FF)S;XEGJA/2,X4w[S/(GJ)]2ryrx1S2Ixxy（請接第三頁）