下列何種結構之力學原理與門形剛架結構最為接近？

本題考點

門形剛架在垂直載重下的傳力方式——柱腳除了垂直反力外還產生向外的水平推力，構材以軸壓力加彎矩傳力——與拱結構的推力機制最相近。

正解理由

門形剛架由柱與梁剛接而成，受垂直載重時，梁的彎曲變形會經剛接節點帶動柱頂向外撐開，柱腳因此產生向外的水平推力，而柱與梁同時承受軸壓力與彎矩；若柱腳水平方向被約束，水平推力就會反過來降低梁跨中彎矩。拱結構同樣是以曲線（或折線）形狀把垂直載重轉成沿拱軸的壓力，支承處同時出現垂直反力與向外的水平推力，推力愈能被支承抵住，拱身彎矩愈小。兩者都是「受壓為主、支承有水平推力、以形狀與連續性減少彎矩」的抗彎拱形系統，山形剛架更可以看成折線化的拱。故選 D。

逐項排除

1. (A)

   懸索結構以只能受拉的纜索承載，垂直載重下纜索下垂成懸鏈線或拋物線，支承處的水平反力是向內拉的拉力，構材以純拉力傳力、不具抗彎能力，與門形剛架的受壓加彎矩機制方向相反；要與門形剛架同類，須改為受壓的拱形構件。

2. (B)

   格柵結構是梁在平面上縱橫交織成的雙向梁系，載重由各方向的梁以彎曲與扭轉分擔，支承以垂直反力為主，不靠形狀產生水平推力；它的力學原理接近雙向版或交叉梁，而不是門形剛架的推力系統。

3. (C)

   薄膜結構以張力膜材承載，膜材本身沒有抗壓與抗彎能力，必須施加預拉力或以氣壓撐起才能維持形狀，屬純受拉的張力結構；與門形剛架剛性構材受壓、受彎的傳力方式不同。

4. (D)

   拱結構把垂直載重轉成沿拱軸的壓力，支承處產生向外水平推力，與門形剛架柱腳向外推的反力型態、以及構材受壓兼受彎的行為一致，符合題目所問。

記憶點