114 高普考高考三級 建築工程 建築營造與結構系統 考古題詳解
第 一 題25 分
請以文字說明並輔以流程圖表示,建築工程中一樓樓板澆置作業之標準施工程序,包括模板、鋼筋、澆置與養護階段之重點控制事項。
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核心觀念
本題考查一樓樓板混凝土澆置前的工序安排、各階段查驗,以及澆置後的養護控制。施工順序的核心是:先完成模板與支撐,再配置鋼筋及預埋件;澆置前全面查驗,澆置時連續、分層且均勻施工,完成後及時養護並維持適當保護。
一樓樓板依建築物型式,可能是地面直接承載的地坪樓板,也可能是由梁柱或其他構件支承的結構樓板;模板、支撐及鋼筋配置應依核定圖說、施工計畫及現場條件辦理,不宜一概而論。
解題方法
依「施工準備與模板 → 鋼筋及預埋 → 澆置前查驗 → 混凝土澆置 → 表面處理與養護 → 拆模及後續檢查」的施工流程作答,並在每階段交代品質、安全與施工縫等控制重點。
一樓樓板澆置標準施工流程
施工圖說、施工計畫及材料確認
↓
施工區整理、測量放樣、確認基底或支撐條件
↓
模板與支撐架設、固定、校正及清潔
↓
鋼筋加工、綁紮、墊塊與保護層控制
↓
套管、管線、預埋件及開口位置確認
↓
澆置前查驗:模板、支撐、鋼筋、預埋及施工動線
↓
混凝土進場檢查與澆置安排
↓
分區、分層、連續澆置並適當振動搗實
↓
刮平、整平及表面收光
↓
初期保護、持續養護及限制載重、振動
↓
依規定拆模或移除支撐、檢查缺失並修補
一、施工準備與模板階段
- 核對圖說與現場條件:確認樓板厚度、標高、坡度、梁版交界、開口、施工縫及預埋位置;一樓地坪另須確認基底、回填層或隔離層等設計條件。
- 模板及支撐:依樓板與梁的尺寸架設模板和支撐,確保承載能力、穩定性及接頭牢固;模板面須平整、接縫密合,避免漏漿。架設後校正標高、平整度及預定坡度。
- 清潔與安全檢查:清除模板內木屑、泥砂、積水及其他雜物;確認施工通道與作業平台安全。模板脫模劑應均勻塗布,避免污染鋼筋及施工縫。
- 控制重點:澆置前再次確認支撐底部穩固、模板不鬆動,並預先安排澆置順序與人員配置,以降低澆置中模板變形或位移的風險。
二、鋼筋與預埋階段
- 鋼筋配置:依核定結構圖確認鋼筋種類、號數、間距、方向、搭接或續接位置,以及梁版交界的錨定方式;綁紮應牢固,澆置時不易位移。
- 保護層與位置:以適當墊塊或馬椅支撐鋼筋,維持設計保護層及上下層鋼筋間距。不得以任意材料代替墊塊,也不宜以踩踏鋼筋的方式整理位置。
- 預埋管線及開口:確認水電管線、套管、預留孔、錨定件及其他預埋件的位置、固定方式與完整性,避免與鋼筋衝突;必要調整應依設計及相關專業協調辦理。
第 二 題25 分
在公共工程經費編列中,請說明「直接成本」與「間接成本」的差異,並分別列舉三項常見的構成項目。
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核心觀念
本題考查公共工程經費中,工程成本依其與特定工程工作項目的關聯程度,區分為「直接成本」與「間接成本」。判斷重點在於:該項費用能否直接歸屬於某一施工項目,或是為了整體工程施工、管理及履約所需。
題目未指定特定機關的預算編列表或計價格式,以下依公共工程常見的成本分類說明。
- 直接成本:可直接歸屬於特定工程項目,並隨該項目數量或施作內容計量、計價的成本。
- 間接成本:為完成整體工程所需,但通常無法直接分攤到單一工程項目,或須以整體工程為基礎編列的成本。
解題方法
先看費用與施工項目的關係:若能明確對應某一項工作及其數量,列為直接成本;若是支援整個工地、工程管理或履約作業,則列為間接成本。作答時應先說明分類差異,再各舉三項常見構成項目。
直接成本常見項目
- 材料費:如混凝土、鋼筋、磚材及管線材料等。
- 人工費:直接從事施作的技術工、工人及相關現場作業人員工資。
- 施工機具費:直接用於特定施工項目的機具使用、操作或租賃費用。
第 三 題25 分
如圖所示之雙桿,、 為鉸支承, 為鉸接。已知 為彈性模數、 為桿件斷面積、 為面積慣性矩、。請回答以下問題:
(文字層未擷取附圖,請參考原卷。)
(一)說明雙桿受力特性。(5 分)
(二)計算在 力作用下的雙桿內力。(10 分)
(三)說明在 力作用下的節點 之位移 特性。(10 分)
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核心觀念
本題為對稱之雙桿鉸接結構,兩桿端點皆為鉸接,因此每一桿均屬於「二力桿」。桿件兩端只受軸向力,理想狀況下:
- 不承受彎矩;
- 不承受剪力;
- 主要產生軸向伸縮;
- 受壓桿須注意挫屈穩定問題。
由圖可知:
每根桿長為
(一)雙桿受力特性
結構及荷載均以中線對稱,因此兩根桿件受力相同,節點 不產生水平位移。
在節點 受垂直向下荷載 時,兩根桿件均對節點 產生向下的作用力,故兩桿皆為受壓桿。
雙桿的主要受力特性如下:
- 每根桿均為二力桿,只承受軸向力。
- 兩根桿的軸力大小相等。
- 兩桿均承受壓力,桿件會縮短。
- 由於結構對稱,支承反力為
且水平反力互相抵消。 5. 桿件受壓時,除強度外,尚須檢核壓屈或挫屈;此時面積慣性矩 會影響挫屈強度。
(二)計算雙桿內力
取節點 作受力分析。設每根桿的壓力為 ,由對稱性兩桿軸力相同。
兩桿垂直方向分力平衡:
因此
所以兩根桿的內力均為
水平方向因對稱而互相抵消:
支承反力亦為
(三)節點 的位移特性
1. 位移方向
由結構、材料與荷載均對稱:
- 節點 無水平位移;
- 節點 只產生垂直向下位移;
- 兩根桿件產生相同的軸向縮短量。
第 四 題25 分
鋼結構建築物之斜撐系統可通過增加其結構的勁度和強度,有效限制側向變形和層間位移,從而提高鋼構建築本體的抗震性能。同心斜撐系統和偏心斜撐系統是常見的斜撐系統,請以圖示分述比較其抗震性能。
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核心觀念
本題比較同心斜撐構架(Concentrically Braced Frame, CBF)與偏心斜撐構架(Eccentrically Braced Frame, EBF)的受力路徑、勁度與耗能機制。兩者都以斜撐增加側向勁度、減少側移;主要差異在於斜撐與梁柱交會的位置,以及地震時預期形成塑性變形、耗散能量的部位。
圖中 ● 表示構材中心線交會點,e 表示偏心距,連桿梁 為偏心斜撐的主要耗能部位。
同心斜撐(X 型示意) 偏心斜撐(連桿梁示意)
柱 柱 柱 柱
│╲ ╱│ │╲ ╱│
│ ╲ ╱ │ │ ╲ ╱ │
│ ╲ ╱ │ │ ╲●──● │
│ ● │ │ ← e → │
│ ╱ ╲ │ │ 連桿梁 │
│ ╱ ╲ │ │ ╱ ╲ │
│╱ ╲│ │╱ ╲│
└──────梁────┘ └──────梁────┘
構材中心線交會於節點 斜撐不在同一點交會,
留下短梁段作為連桿梁
解題方法
作答時以「斜撐配置 → 主要受力構材 → 可能的非彈性變形部位 → 耐震表現」逐項比較,並說明韌性來自何處。不要只寫同心系統較硬、偏心系統較韌;還要交代斜撐屈曲與連桿梁降伏對抗震性能的影響。
同心斜撐系統
同心斜撐的斜撐與梁柱中心線交會於同一點,地震側力主要由斜撐承受軸力,斜撐在拉力與壓力作用下形成水平抵抗力。
- **勁度與側移:**斜撐直接形成三角形受力機制,通常具有較高側向勁度,能有效限制層間位移。
- **耗能方式:**斜撐在反覆地震力下可能拉力降伏、受壓挫屈;受壓斜撐挫屈後,軸向勁度與強度會降低。反覆受力下若強度退化或細部韌性不足,構架耗能能力及殘餘變形控制可能受影響。
- **抗震表現:**需靠斜撐與接合細部維持穩定的非彈性行為。一般與特殊同心斜撐的耐震表現並不相同;特殊同心斜撐藉由配置及細部要求提升可承受的非彈性變形能力。
偏心斜撐系統
偏心斜撐刻意使斜撐端點不在同一中心線交會,於梁上留下具有偏心距 的短梁段,稱為連桿梁(link)。地震時,斜撐軸力透過連桿梁傳遞,連桿梁因剪力及彎矩作用先行形成塑性變形。