東海大學路思義教堂之結構系統較接近下列何種結構系統的組合？

本題考點

辨識名建築的結構型態。東海大學路思義教堂是以鋼筋混凝土「雙曲拋物面薄殼」構成牆與屋頂合一的量體，殼面再以菱形「格子梁」加勁；考的是殼體曲率分類（單曲、雙曲同向、雙曲反向）與殼、膜、桁架、構架、拱等系統的區分。

正解理由

路思義教堂的外形由多片曲面殼從地面直接升起、向上互相傾靠，殼面在縱向下凹、橫向上凸，呈馬鞍形的雙曲拋物面，屬於「雙曲面薄殼」；殼本身很薄，靠曲面形狀把載重化為殼面內的軸力（膜力）傳到地面，而不是靠構件的彎曲強度。殼面上縱橫斜交的菱形肋梁，就是外觀上最顯眼的格子梁，負責加勁薄殼、抑制局部挫屈並分擔殼面內力。薄殼屬以結構混凝土建造的特殊結構形式，《建築技術規則建築構造編》第 332 條第 2 項 即把弧拱、薄殼、摺版並列為以結構混凝土建造之特殊結構。殼面曲率型態對應「雙曲面薄殼」，殼面上的肋梁網對應「格子梁」，兩者組合正是選項 (C)。故選 C。

逐項排除

1. (A)

   不符。錯在兩處：其一，「圓頂殼」是旋轉曲面，各方向都朝同一側彎曲（同向雙曲，如球面），外形是穹窿；路思義教堂的殼面一個方向下凹、另一方向上凸，是反向雙曲的馬鞍面，曲率型態不同。其二，「桁架」是由直桿以節點相接、各桿件只承受軸向拉力或壓力的系統，《建築技術規則建築構造編》第 203 條 對木屋架要求各構材分別承受軸心拉力或壓力、承載重量作用在節點上，正是桁架的受力特徵；路思義教堂殼面上的菱形肋是與殼體一體澆置的鋼筋混凝土肋梁，屬格子梁，不是節點鉸接的桁架。要成立應改為「雙曲面薄殼＋格子梁」。

2. (B)

   不符。錯在兩處：其一，「薄膜結構」以帆布、膜材或纜索等只能受拉的柔性材料，靠預張力或氣壓維持形狀，屬張力結構；路思義教堂是剛性的鋼筋混凝土殼，殼面可同時承受壓力與拉力，自身形狀不靠預張力維持，屬「薄殼」而非「薄膜」。其二，「構架系統」是以梁、柱組成框架承受垂直載重；路思義教堂沒有獨立的梁柱框架，殼面從地面直接升起，牆與屋頂合為一體，載重由殼面本身傳遞。要成立應改為以剛性曲面殼承重的「雙曲面薄殼」，再配上殼面上的「格子梁」。

3. (C)

   符合。殼面為反向雙曲的雙曲拋物面鋼筋混凝土薄殼，殼面以菱形肋梁網加勁，結構型態即「雙曲面薄殼＋格子梁」。

4. (D)

   不符。錯在兩處：其一，「圓筒殼」只在一個方向彎曲、另一方向為直線（單曲殼，如筒形拱頂），路思義教堂殼面在互相垂直的方向都有曲率，屬雙曲殼，不是圓筒殼。其二，「拋物線拱」是位於單一平面內、以軸壓力為主的線狀構件；路思義教堂的主體是面狀的殼，傳力是在整個曲面內進行，並非以一道道平面拱承重。要成立應改為「雙曲面薄殼＋格子梁」。

記憶點