108 年 · 建築師 · 建築結構第 15 題 · 單選 · 1.5 分

在高層建築結構中,常使用核心結構另結合外伸穩定架(outrigger)與外圈桁架(belt truss)的結構系統型式,來降低建築物的位移與應力。此種結構系統使用外伸穩定架與外圈桁架的主要目的為何?

  1. A連結外圍支柱來提高抗側力能力正解 ✓
  2. B加強核心結構的穩定度
  3. C使內部柱子能均勻承擔垂直載重
  4. D利用外伸穩定架與外圈桁架來提供設備層的局部較大載重

官方答案 A

出處:108 年專門職業及技術人員高等考試建築師考試「建築結構」乙段測驗第 15 題(場次代碼 108180,全卷 40 題)。答案以考選部公布為準,本站不修改官方答案。

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本題考點

高層建築「核心筒+外伸穩定架(outrigger)+外圈桁架(belt truss)」系統的受力機制——把位於平面中央的核心與外圍柱連成一體,讓外圍柱以軸力參與抵抗側向力引起的傾倒彎矩。

正解理由

高層建築的側向力(風力或地震力)在基部造成很大的傾倒彎矩。若只靠核心筒抵抗,核心筒就像一根獨立的懸臂梁,平面寬度有限,彎曲變形大,頂部側移也大。外伸穩定架是從核心伸出、橫跨整個樓層高度的剛性桁架,把核心與外圍柱連接起來;外圈桁架則沿建築外周把外圍柱彼此串連。當核心受側向力彎曲而轉動時,外伸穩定架會拉動迎風側外圍柱受拉、背風側外圍柱受壓,形成一組力偶,對核心施加反向彎矩。

外圍柱距核心遠,力臂大,少量的軸力就能提供可觀的抵抗彎矩,整體抗側力勁度因而大幅提高,側移與核心底部彎矩隨之降低。這套系統的主要目的,就是連結外圍支柱來提高抗側力能力,故選 A。

逐項排除

  1. (A)

    連結外圍支柱來提高抗側力能力:符合題目所問,為正解。外伸穩定架把核心的轉動轉成外圍柱的拉壓軸力,外圈桁架再把力分散到外周更多根柱,使原本只承受垂直載重的外圍柱一起參與抵抗傾倒彎矩。

  2. (B)

    加強核心結構的穩定度:不符合題目所問。外伸穩定架確實會對核心施加反向彎矩、減少核心的彎矩與轉角,但這是「動員外圍柱」之後的結果,並非為了解決核心本身的穩定(挫屈)問題;核心筒在高層建築中通常是勁度最高的構體,設置外伸穩定架的著眼點是外圍柱未被利用的力臂。若要寫成正確敘述,應改為「減少核心筒承擔的傾倒彎矩與側移」。

  3. (C)

    使內部柱子能均勻承擔垂直載重:不符合題目所問,有兩處不符。其一是對象錯,外圈桁架串連的是外圍柱,不是內部柱子;其二是載重種類錯,這套系統處理的是側向力引起的傾倒彎矩,並非垂直載重的分配。外圈桁架讓外周各柱的軸向變形較為一致,目的是讓未直接連到外伸穩定架的外圍柱也分擔側向力造成的軸力。

  4. (D)

    利用外伸穩定架與外圈桁架來提供設備層的局部較大載重:不符合題目所問。外伸穩定架的桁架高度通常佔滿整個樓層高度,因此常配置在設備層或避難層,以減少對使用空間的干擾,這是「放置位置」的選擇,不是設置目的。設備層的機械設備,其要求是固定於建築物主要結構並具有避震設施(《建築技術規則建築設計施工編》第 248 條),與外伸穩定架用來抵抗側向力的功能是兩回事。

記憶點

外伸穩定架=讓核心「伸手抓住」外圍柱,用遠處柱子的拉壓力偶抵抗傾倒彎矩,降低側移。

內容更新 2026-10-12 · 詳解為 AI 生成並經程式關卡與覆核,僅供國考複習,不構成建築設計、結構設計、施工或法規諮詢建議 · 回報錯誤

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