下列關於提高纜索結構（cable structures）穩定性的策略，何者無效？

本題考點

纜索結構的穩定原理。纜索只能承受拉力、幾乎沒有抗彎勁度，索形完全由所受載重決定；載重分布一改變（風的上揚吸力、不對稱載重、振動），索形就跟著大幅改變。題目要辨別哪一種做法無助於抑制這種形狀改變。

正解理由

纜索要穩，關鍵在於讓索內維持足夠且不易消失的拉力。拉緊的纜索在橫向受擾動時，索拉力會產生把它拉回原位的分力，這種由拉力帶來的勁度稱為「幾何勁度」，拉力越大越明顯。常見的穩定手段因此都繞著「增加並保住索拉力」打轉：以曲率相反的副索與主索互相拉緊（雙層索系）、以錨定至地面的拉纜把索往下拉住、直接施加預張力，以及加重屋面自重，讓重力載重持續把索拉緊、壓過風的上揚吸力。

反過來看，降低纜索承擔的重力載重，會讓自重所造成的索拉力變小，風吸力更容易抵銷自重，索就會鬆弛、上揚甚至隨風擺動，穩定性只會變差。因此 (D) 是無效的策略，符合題目所問。故選 D。

逐項排除

1. (A)

   有效，不符合題目所問。主索與一條曲率相反的副索位在同一垂直平面，再以拉力構件或壓力構件相連，就構成雙層索系（索桁架）。兩索相互拉緊後都帶有預拉力：向下的載重主要由凹向上的承重索抵抗，向上的風吸力則由凹向下的穩定索抵抗，任一方向的載重都有一條索的拉力增加來承擔，索形不會被翻轉。連接構件用拉桿時兩索向內收攏，用壓桿時兩索向外撐開，兩種配置都能讓兩索互相約束。考生要分辨的是：若只多加一條曲率相同的索，只是提高承載力，並沒有反向約束的作用，那樣才談不上提高穩定性。

2. (B)

   有效，不符合題目所問。曲率凹向上的纜索遇到風吸力時會向上拱起，在它下方增設錨定至地面的拉纜，等於提供向下的約束力，把索往下拉住，同時提高索內拉力。它與 (A) 的副索作用相同，差別只在反向約束改由地面錨碇承擔。拉纜若沒有錨定在地面上、或設在不能對纜索施加向下拉力的位置，才會失去作用。

3. (C)

   有效，不符合題目所問。預張力提高後，纜索在載重變化時的變形量變小、自然頻率提高，較不容易出現大變形與風致振動，這正是前述幾何勁度隨拉力增加的直接結果。施加較高預張力的代價是周邊支承（環梁、桅杆、錨碇）要承受更大的反力，但就纜索本身的穩定性而言，它是有效策略。

4. (D)

   無效，符合題目所問，為正解。降低重力載重會減少由自重產生的索拉力，使風吸力與不對稱載重相對變大，纜索更容易鬆弛與飄動。有效的方向正好相反：以較重的屋面板或配重增加重力載重，讓索長期維持拉緊狀態，這是單層懸索屋頂常用的穩定手段。

記憶點