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102年 - 102年高等三級暨普通考高考三級_結構工程#25964

科目：鋼結構設計 | 年份：102年 | 選擇題數：0 | 申論題數：8

試卷資訊

所屬科目：鋼結構設計

選擇題 (0)

申論題 (8)

一、【極限設計法】有一拉力桿長 4 m，由等邊雙角鋼組成，須承受靜載重 8.0 tf 及活 載重 17.0 tf，雙角鋼和 1.2 cm 厚連接板接合如圖 1(a)所示，角鋼和連接板皆使用 SMA400 鋼（Fy = 2.5 tf/cm2 ，Fu = 4.1 tf/cm2 ）。因受長度限制，沿應力方向僅能使 用 3 顆 F10T 高拉力螺栓以承壓型結合，孔為標準孔，螺紋在剪力平面上，螺栓設 計剪力強度 2 v φF = 3.0 tf / cm 。 假設角鋼無塊狀剪力（Block shear）撕裂，從表(一)設計最經濟之雙角鋼斷面。（10 分）
若螺栓孔變形為設計考量( n c u 4dtFu φ = 0.75 , R =1.2L tF ≤ 2. )，從表(二)螺栓群 中，設計螺栓直徑。（10 分）
若將原設計F10T 螺栓由3 顆改為2 顆，再以縱向填角銲銲接補足強度如圖1(b)所示， 使用 E70 銲材（FE70 = 4.9 tf /cm2 ），銲腳長 0.6 cm，採用遮護金屬電弧銲接（SMAW） 施工，求所需銲道總長 L(cm)。並檢核連接板厚度是否足夠。（10 分）
二、【容許應力設計法】有一受壓構材，其降伏應力為 Fy = 2.5 tf/cm2 ，E = 2040 tf/cm2 。 求彈性及非彈性挫屈分界點 Cc之值。（10 分）
以細長比 KL/r 為橫座標，安全係數Ωc為縱座標，繪出兩者關係圖。（10 分） （參考公式： ( )2 2 a 3 c 3 c 2 y c 2 a KL r E 23 12 , F C (KL r) 8 1 C KL r 8 3 3 5 F 2C (KL r) 1 F π = ⋅ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ −⎟ ⎟ ⎠ ⎞
三、【極限設計法】有一懸臂梁長 2.8 m，上承靜載重 PD = 23 tf，活載重 PL = 65 tf，如圖 2(a)所示，僅在支撐點和載重點有側向支撐。 採用 Fy = 2.52 tf/cm2 鋼料，使用圖 2(b)選擇最佳斷面。（10 分）
檢核斷面之剪力強度（腹板未使用加勁板，kv = 5.0）。（10 分）
檢核因「活載重」造成之撓度是否超過規範限制。（10 分）