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年公務人員特種考試司法人員、法務部
調查局調查人員、國家安全局國家安全情報
人員、海岸巡防人員及移民行政人員考試試題
考 試 別：司法人員
等 別：三等考試
類 科 組：司法事務官營繕工程事務組、檢察事務官營繕工程組
科 目：結構分析（包括材料力學與結構學）
考試時間：2小時 座號：
※注意：
可以使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
代號：
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一、如圖一為貫入土層之樁的力平衡示意圖，考慮此樁自樁頂緩慢施壓（圖
一(a)），由地表使樁逐漸完全貫入土層中（圖一(b)）。貫入過程中，忽略
任何設備造成的衝擊、振動或動力效應，亦即在特定貫入深度（y）時，
樁頂 P外力與土壤總阻力滿足靜力平衡關係。已知選用的樁長度 L為4
公尺，樁斷面在各深度的土壤摩擦阻力為定值 f= 0.5 kN/m，樁斷面剛度
EA = 8 MN：
假設貫入過程沒有挫屈情形，求出樁完全埋入土壤時長度縮短的量？
（10 分）
（此小題考慮樁貫入過程可能發生挫屈情形），假設樁底埋入端可視
為固端（fixed），樁頂加壓設施對樁頂端之支撐條件可視為無束制
（free），已知此 4公尺長度之樁的簡支條件尤拉挫屈載重（Euler
Buckling Load）是 1 kN，請計算分析此 4公尺樁於貫入過程中是否發
生挫屈？ 如研判會發生挫屈，說明挫屈發生時的貫入深度？如研判
此4公尺樁不會發生挫屈，相同樁斷面與性質的條件下，說明貫入時
不發生挫屈所可選用的最大樁長是多少？（15 分）
圖一
代號：
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二、圖二所示混凝土試體為脆性材料，此圓柱試體直徑為 5 cm、高 20 cm，
試體於兩端同時受到軸壓力（P）與扭力（T）作用，針對試體 10 cm 高
度處的表面位置（陰影示意區域），回答下列問題：
假設 P=2 kN，T=50 N-m，試求此表面陰影位置的應力狀態。（10 分）
假設 P=0，扭力 T由零持續增加直到試體破裂，試論述圓柱試體表面
裂縫的走向（以
θ
表示或畫圖示意）。在此簡化假設混凝土主軸張應力
達2 MPa 時便產生開裂並迅速破壞。（5分）
續，若軸壓力 P維持在 2 kN，扭力 T由零持續增加直到試體破裂。
估計圓柱試體開始破壞時之扭力大小？根據你的計算，此情形下，圓
柱試體表面裂縫的走向？（10 分）
圖二
三、圖三所示細長圓柱桿為銅製，其材料性質為E=100 GPa，α=17×10-6 per ℃。
此圓柱桿直徑 5 cm，長度為 1 m，左端 A點固接於牆，右端 B點與牆間
縫隙寬度原本為 2 mm。假設此桿開始均勻增溫∆T：
試求 B點與牆間縫隙剛好閉合時之增溫∆T大小。（5分）
續，已知銅降伏應力σy=350 MPa，銅桿閉合後繼續增溫，B點接觸
牆面處可視為銷接（Pinned），試論述此銅桿是否發生彈性挫屈？發生
挫屈或是初始降伏時之∆T為何？（20 分）
圖三
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四、圖四所示靜定桁架結構，車行橋面位於桁架 AG 線上：
試求桿 BK 之桿件力在單一集中移動載重作用下之影響線。（10 分）
當圖四(b)所示移動載重組合，由左向右通過桁架橋面 AG 時，試求桿
BK 在該移動載重組合通過時造成之最大桿力。（15 分）
(a) (b)
圖四