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普高組
「橋梁最佳抗彎強度之桁架型式探究」

  • 參賽者:
    • 國立臺南大學附屬高級中學 呂梓瑜 同學
    • 國立臺南大學附屬高級中學 鄭欣妮 同學
    • 國立臺南大學附屬高級中學 鄭瑋欣 同學
    • 國立臺南大學附屬高級中學 王詩鈞 同學
    指導老師:
    • 國立臺南大學附屬高級中學 歐怡秀 老師
  • 作品說明

    作品符合以下聯合國永續發展目標(SDGs): 9 工業化、創新及基礎建設

    參考資料包含以下任何五大館相關內容:


          桁架是由若干個三角形單元所組成之結構,為工程及生活上常見的一種結構體系,在土木建築工程界及日常生活中已被廣泛使用,例如:屋頂結構、鐵路橋及鑽石型自行車車架……等。由於桁架外觀及型式皆會影響結構強度,而結構強度影響了其安全性,因此本研究在瞭解基本三角桁架與梯形桁架之差異後,探討常見的桁架型式,並針對郝氏桁架、普拉特桁架、華倫桁架、四角華倫桁架,製作四座木構造橋梁,再以抗彎試驗機加以測試,將最大載重除以木橋自重所得之載重比進行抗彎強度分析。結果顯示:1.華倫桁架的結構抗壓強度比其他三者強,其次是普拉特桁架、再來是郝氏桁架,最後則是四角華倫桁架;2.在抗壓試驗中各個桁架的斷裂處大多位於膠結黏合處,顯現出桁架在抵抗外力時,以接合處最為脆弱;3.郝氏桁架載重比為264.6,普拉特桁架載重比為262.9,兩者僅差1.7,相差甚小;4.華倫桁架載重比為209.8,四角華倫桁架載重比為202,華倫桁架較四角華倫桁架高7.8;5.普拉特桁架為自重最重者,但其載重比並非最大者(比郝氏桁架低1.7);華倫桁架為自重最輕者,但其最大載重與載重比並未是最小者(最大載重比四角華倫桁架高0.9,載重比比四角華倫桁架高7.8),由此可知自重、最大載重及載重比並不會成比例增加或減少。

    關鍵字: 桁架 抗彎試驗 桁架橋


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