拱結構系統抵抗水平反力之方法，下列何者錯誤？

本題考點

拱結構的推力（水平反力）及其抵抗方式——拱在垂直載重下支承會產生向外推的水平力，必須由支承外側的扶壁、或連接兩支承的拉力構材（繫梁、拉桿、纜索）來平衡。

正解理由

拱之所以能以壓力為主跨越大跨度，前提是兩端支承能提供向內的水平反力；若支承向外滑移，拱會變平、下垂，甚至崩塌。抵抗這個水平推力的做法只有兩類：一是在支承外側以質量與斷面抵抗（扶壁）；二是在兩支承之間加一條拉力構材，把兩端的推力互相抵銷（繫梁、纜索）。《木構造建築物設計及施工技術規範》第 2.4.5 節 也要求拱構材柱腳接合部不得因水平剪力而發生割裂、柱腳滑動時應避免使基礎伴隨移動，可見支承處的水平力是拱設計的重點。

加大拱構體斷面只改變拱本身的強度與勁度，不會在支承處增加任何抵抗水平力的東西，反而因自重增加使推力變大，不是抵抗水平反力的方法。故選 D。

逐項排除

1. (A)

   正確。扶壁設於支承外側，以其自重與寬大的斷面承受拱腳傳來的斜向推力，把推力轉為向下的合力傳入基礎，是哥德式教堂飛扶壁、拱橋橋台的典型做法。

2. (B)

   正確。繫梁把兩個拱腳連在一起，拱腳向外推的力由繫梁的拉力平衡，基礎只需承受垂直反力，這就是「繫拱」的原理；在地盤不易承受水平力時特別有效。

3. (C)

   正確。纜索同樣是連接兩支承的受拉構材，作用與繫梁相同，以拉力抵銷兩端的水平推力；纜索只能受拉，正好符合此處的受力狀態。

4. (D)

   錯誤。拱的水平推力大小取決於載重、跨度與拱高（矢高）等幾何條件，與拱斷面大小無關；加大斷面只提高拱身的抗壓、抗彎與抗挫屈能力，支承處仍沒有任何構材承受水平力，且自重增加使推力反而增大。能抵抗水平反力的，是在支承處設扶壁或以繫梁、纜索連接兩支承。

記憶點