建築工程 99 年建築結構系統考古題

在鋼結構系統中，比較特殊抗彎構架（special moment resistant frame，簡稱SMRF）、 同心斜撐構架（concentrically braced frame，簡稱CBF）、偏心斜撐構架（eccentrically braced frame，簡稱EBF）三者之耐震性能及優缺點？（15 分）EBF 如何達到耐震 需求？（5 分）各舉兩種型式的斜撐構架並圖示之。（5 分）

山坡地住宅社區之安全，因國道三號高速公路山崩滑動引起國人重視。若某山坡地 住宅社區坐落於砂岩與頁岩互層之順向坡上（如圖一所示），坡面傾斜角為α=15°， 若滑動之安全係數F.S=1.5，請問砂岩與頁岩互層間摩擦角ψ最小為若干角度時，該 山坡地住宅社區可維持平衡？假設該山坡地住宅社區之區塊總重量為W，坡面傾斜 角之下滑分力為S，坡面傾斜角上之阻抗力為F=μ×N，μ為摩擦係數，其值等於 tan（ψ），N 為垂直於坡面之分力。（20 分） S W N F=µ×N 坡面傾斜角為α =15° 圖一

說明調諧質量阻尼器（Tuned Mass Damper，簡稱TMD）的減震原理，在設計及使 用階段之注意要項為何？（15 分）以高層大樓受側向力作用，圖解說明TMD 如何 達到減震效能。（5 分）

國內現行耐震規範強調結構物須達到「小震不壞、中震可修、大震不倒」，請就中 小度地震力、設計地震力及最大考量地震力之回歸期、50 年超越機率、結構體彈塑 性、塑鉸、韌性容量等觀點說明如何達成此目標。（20 分）

如下圖鋼筋混凝土（簡稱RC）梁之A支承出現逆時鐘向0.01 rad之轉角、B支承 下沉3 cm時，已知RC梁的撓曲剛度（flexural rigidity）EI＝5×104 kN-m2，跨長L ＝10 m，回答以下問題： 計算節點變形並繪RC 梁變形圖。（10 分） 計算支承反力並繪製剪力圖及彎矩圖。（15 分） 依據上述之分析結果，此雙跨RC 梁，那一跨較容易出現破壞，圖示並說明成因。 （10 分） θ EI B EI Δ A C L L

桁架為大跨度低層建築所常用之結構系統，尤其常見於禮堂、體育館及古蹟與歷史 建築之屋頂。桁架係由二力構件（two-force member）以結點樞接（pin-connection） 方式結合，發揮其輕巧之形抗結構（form-resistant force）為特點。試說明圖二所 示各結點均為樞接之桁架有何錯誤或缺點？（5 分）並繪製修正後正確之桁架圖。 （5 分） 圖二 （請接背面） 99年公務人員特種考試警察人員考試及 99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）

說明土壤液化成因及對建築物影響？位處土壤液化潛能都會區新建工程的建築物，舉 三種因應措施。（20 分）

桁架可分成上下弦平行之平行弦桁架與山形桁架，請說明如何不必計算即可判定兩 種桁架之斜向構材其內力是拉力或壓力？試標示圖三所示各斜向構材之內力（請標 示拉力(+)或壓力(-)），簡單支承係位於左右兩端，垂直載重作用於上下端各結點， 不考慮水平載重作用。（10 分） (a) (b) 圖三、桁架結構系統(a)平行弦桁架 (b)山形桁架

剛構架結構系統為國內建築物使用最多之系統，試繪製圖四所示剛構架之剪力、彎 矩圖。假定A 為固定支承（fix support），D 為滾動支承（roller），各構材之EI 值 均相等，跨度6 m，高度4.5 m。（20 分） B A 8t C D 圖四 六、剛構架結構系統之基礎有地梁連接與無地梁連接會影響結構耐震能力，請說明圖五 所示剛構架結構系統（rigid frame structural system）無地梁連接（a 圖）與有地梁連 接（b 圖）之B 點側向位移相差若干？兩圖之構材斷面與EI 值均相等，不計軸力影 響。（20 分） (a) B (b) B 圖五