建築工程 101 年建築結構系統考古題

圖一所示之連續梁，A、B 點為滾支承，Ｃ端固定，全梁斷面均勻。茲因基地抽取 地下水，導致B 點下陷3 cm： 試分析此結構，並繪彎矩圖及剪力圖。（20 分） 承之彎矩圖及剪力圖，討論此結構因B 點下陷可能產生之破壞行為。（10 分） E = 2.1×105 kgf/cm2 梁斷面（寬× 深）：30 cm× 50 cm 6 m 6 m A B C EI EI 圖一

圖（一）所示建築基地擬興建一棟地上七層，地下一層之建築物，各樓層之靜載重 定為800 kgf/m 假 2，活載重假定為500 kgf/m2，試說明此建築物在基礎規劃設計及 土開挖應注意檢核之事項。（25 分） 擋 1tf/m2

引述某新聞報導：「今日清晨5 時，宜蘭外海發生芮氏規模6.5 強震，震央在宜蘭 縣政府東偏南方70.2 公里處，也就是在宜蘭東部海域，震源深度61.9 公里。根據 測報中心地震報告，全臺有感，各地最大震度，宜蘭和花蓮最大有5 級，新北市、 臺中市4 級，臺北市、桃園縣、新竹縣、苗栗縣、臺東縣、南投縣、彰化縣、嘉義 縣、雲林縣、臺南市3 級，基隆市、新竹市、高雄市2 級，屏東縣、澎湖縣和連江 縣都是1 級。」根據以上有關地震的報導，回答下列問題： 圖示並解釋以下名詞：地震規模（magnitude）、震度（intensity）、震源 （hypocenter）、震央（epicenter）、震源深度。（10 分） 說明造成上述各地震度不同之原因。（5 分） 歷來臺灣發生地震之震源地，經常出現在臺灣東部外海，圖示說明其原因。（5 分）

圖二所示為一棟六層樓鋼筋混凝土建築物，其結構系統擬採用抗彎構架（MRF）來抵 抗地震力。 試說明此構架系統應注意避免那些破壞模式（Failure Mode）發生。（10 分） 試繪鋼筋混凝土柱以及A、B 柱梁結點（connection）之配筋作法。（15 分） A B 圖二 寬(W) 長(L) P

圖（二）所示結構受水平均佈載重q＝2 tf/m 作用。 試求桿件a、b、c 之軸力。（10 分） 試繪左部分構架ABC 之彎矩圖、剪力圖及軸力圖，並標示最大值。（15 分） 2tf/m 101年公務人員特種考試警察人員考試、 101年公務人員特種考試一般警察人員考試及 101年特種考試交通事業鐵路人員考試試題 類 科： 建築工程 全一張 （背面）

說明四種鋼筋混凝土柱破壞之型式、發生原因及預防方法。（20 分）

圖三所示之筒形薄殼系統，其長/寬比（length/width）大於3 時，一般視為長筒薄殼 （long barrel）系統。試繪圖說明長筒系統與短筒系統在垂直分布載重P 下（作用於殼 面）之結構行為。（20 分） 圖三 101年特種考試地方政府公務人員考試試題 代號： 類 科： 建築工程、公職建築師 全一張 （背面） 33650 33750

試繪圖說明薄殼圓頂（Circular Dome）在下列情況下之應力行為。 整個圓頂面受對稱分佈垂直載重。（6 分） 迎風圓頂面受風壓力（wind pressure），離風圓頂面受風吸力（wind suction）。 （6 分） 圓頂採加勁底環，圓頂面在太陽照射下溫度升高。（6 分） 圓頂面受到垂直集中載重。（6 分）

有一矩形基地（40 m×60 m），一側面鄰三十公尺道路、其餘各側緊鄰2 至4 層老舊 公寓。今擬在基地正中央位置興建一棟鋼筋混凝土商辦大樓（30 m×40 m），已知基 地為地下三層，地況為：土壤單位重為1.8 tf/m3、地下水位在地表下二十公尺、岩盤 位在地表下一百公尺。經初估設計載重為：地面層（不含）以上各樓層靜載重 為1.5 tf/m2、地面層以下（含）各樓層靜載重為2.0 tf/m2、筏式基礎單位面積重為 2.5 tf/m2。根據以上資料，回答以下問題： 採用全補償式筏基（fully compensated mat foundation），開挖深度為地下十二公 尺（含筏基高度），則本大樓最多可蓋幾層？（5 分） 地質資料顯示，基礎面以下之土壤容許承載力是25 tf/m2，業主希望蓋27 層大樓， 檢討本案土壤承載力是否足夠？（5 分） 針對問題，顧及地下開挖時，擋土牆（例如連續壁）因抗側向變形出現不足狀況 而造成旁邊老舊公寓的鄰損問題，請提出兩種可行方案，供業主選擇。（20 分）

圖四所示為一考古基地，經挖掘後，地下1 m 有重要文化層發現。此發現之文化層 經專業討論後決定採現地保存，並做為教育展示之功能。為避免此文化層在開放後 直接受到風吹及日曬雨淋，其上方及周邊需有一適當之構造保護措施。 假設鋼骨及玻璃為主要構材，試規劃此保護措施之建築形式及結構系統。（15 分） 繪此結構系統之主要結點（connection）構造。（10 分） (a) 平面 沈積 地質 堅硬 地質 文化層 4 m 1 m GL t 文化層 30 m 15 m t (b) 剖面 圖四

說明韌性構架在極限水平地震力作用下，整個構架系統最理想之塑鉸分佈模式。 （10 分） 試繪圖說明RC 韌性構架在柱、梁構件及柱梁節點之配筋方式。（16 分）

張弦梁構造（string-beam structure）常應用於大跨度系統，如圖1 所示之簡支張弦 梁，其拉索先行受預力（T）作用之後，再承受均布外載重（w）作用，請以圖2 的 簡支梁（simply supported beam）作為比較，回答以下問題： 說明主梁AB 之內力分布圖及比較兩者受力方式。（10 分） 比較兩者的工作性能（operating performance）。（10 分） 在大跨度（25 公尺以上）情況，若主梁採用Ｉ型鋼鈑梁，根據之內力圖說明簡 支梁、張弦梁之主鋼梁AB 的設計要點。（10 分） w T T A B 剛桿 連續拉索 w B A 圖1 簡支張弦梁 圖2 簡支梁