民國114年 離島四等 土木工程 材料力學概要
第3題
提示: x y x y xy ; max x y xy 50MPa 40MPa 10MPa x y 50MPa 10MPa 40MPa 如圖(a)所示簡支梁,a…
題目
提示: x y x y xy ; max x y xy 50MPa 40MPa 10MPa x y 50MPa 10MPa 40MPa 如圖(a)所示簡支梁,a點鉸支承,b點為滾支承,梁桿件有相同的彈性模 數E 與慣性矩I,且 - EI kN m 。a點及b點分別承受順時針彎矩 - a M kN m 、 - b M kN m ,求簡支梁a點及b點的轉角。(25 分)
參考解答(AI 生成,非官方)
- 一、問題性質:簡支梁兩端各承受集中彎矩,屬靜定梁承受端彎矩問題,可用疊加法(superposition)求解。設 a 端彎矩為 M_a、b 端彎矩為 M_b,兩者均為順時針,梁長 L = 5 m,EI 為常數,梁上無其他載重。
- 二、基本解(端彎矩引起之端點轉角):單獨作用 M_a 時,a 端轉角為 M_aL/(3EI)、b 端轉角為 M_aL/(6EI);單獨作用 M_b 時,b 端轉角為 M_bL/(3EI)、a 端轉角為 M_bL/(6EI)。即端彎矩對近端產生較大轉角(分母 3),對遠端產生較小轉角(分母 6)。
- 三、正負號約定與疊加:取順時針為正,同向之兩端彎矩在近端造成同向轉角、在遠端造成反向轉角,故 θ_a = M_aL/(3EI) − M_bL/(6EI)、θ_b = M_bL/(3EI) − M_aL/(6EI),正值表示順時針。
- 四、代入與結果形式:以 L = 5 m 代入,得 θ_a = (5/6EI)(2M_a − M_b)、θ_b = (5/6EI)(2M_b − M_a),單位為 rad(M 取 kN·m、EI 取 kN·m²)。當 M_a = M_b 時,兩端轉角大小相等而方向相反,梁呈反對稱變形,可作合理性檢查。
- 五、資料缺漏說明:題幹之 EI、M_a、M_b 數值於轉錄中佚失,僅能提供上述通式。作答時應先以疊加法寫出兩式、標明正負號約定,再代入題給數值;若數值闕如,即「題目資料缺漏,無法得出唯一數值」,不可自行編造。
AI 依官方試題文字產生的參考解答,非考選部公告答案,內容僅供備考參考。