1 . 大 地 工 程 學 2 . 結 構 設 計 第 1 頁,共 4 頁
經濟部所屬事業機構 108 年新進職員甄試試題
類 別 : 土 木 節 次 : 第 三 節 科 目 : 1 . 大 地 工 程 學 2 . 結 構 設 計
注 意 事 項
1.本試題共 4 頁(A3 紙 1 張)。
2.可使用本甄試簡章規定之電子計算器。
3.本試題分 6 大題,每題配分於題目後標明,共 100 分。須用藍、黑色鋼筆或原子筆在答 案卷指定範圍內作答,不提供額外之答案卷,作答時須詳列解答過程,於本試題或其他 紙張作答者不予計分。
4.本試題採雙面印刷,請注意正、背面試題。
5.考試結束前離場者,試題須隨答案卷繳回,俟本節考試結束後,始得至原試場或適當處 所索取。
6.考試時間:120 分鐘。
一、請回答下列問題:(15 分)
(一)何謂砂土液化?(5 分)
(二)在統一土壤分類系統中,針對礫石與砂土兩種顆粒土壤,如何決定良好級配(W),或 不良級配(P)?(5 分)
(三)假定某擋土牆背填砂莫爾庫倫破壞準則為τ = × ∅,請繪出主動土壓力莫爾應力 圓,被動土壓力莫爾應力圓及破壞包絡線之相對關係。(5 分)
二、如【圖 1】所示,懸臂式擋土牆,土壤單位重 γ= 18 kN m⁄ ,c=0、∅=35
3 ∘
,擋土牆單 位重 γ = 24 kN m⁄ ,牆底與土壤間抗剪角 = 25∘
,牆前被動土壓力假設可忽略,地下水位在牆底面下方,請計算並回答下列問題:(計算至小數點後第 2 位,以下 四捨五入)(20 分)
(一)單位寬度擋土牆所受側向土壓力合力?(4 分)
(二)擋土牆抵抗滑動安全係數,並判斷是否安全,若不安全,應如何改善?(8 分)
(三)擋土牆抵抗傾覆安全係數,並判斷是否安全,若不安全,應如何改善?(8 分)
【圖 1】
【請翻頁繼續作答】
1.75 m 0.3 m
5.4 m 0.4 m
1.2 m
3 m
1 . 大 地 工 程 學 2 . 結 構 設 計 第 2 頁,共 4 頁 三、如【圖 2】所示,某鋼鈑樁,置入 12 m 砂土層,其中 7 m 貫入土層中,河床以上為砂層,河床
以下為不透水地盤,H
1
=5 m,H2
=1 m,透水係數K = 10 cm sec⁄ ,γ = 19.81 kN m⁄ , 請計算:(計算至小數點後第 2 位,以下四捨五入)(15 分)(一)利用流網計算鋼鈑樁單位寬度每日滲流量為多少m day⁄ ⁄ ?(5 分) m (二) A 點及 B 點壓力水頭,水壓力差(5 分)
(三)當上游水位 H
1
提高至多少公尺時,下游出口處 B 點處會有流砂現象(5 分)【圖 2】
四、鋼筋混凝土造簡支矩形梁,其長度為 800 cm,斷面為 b=30 cm,h=60 cm,d=53 cm,梁承 受含自重均佈靜載重 2.5kgf/cm 與均佈活載重 7.5 kgf ⁄ cm,混凝土抗壓強度 280 kgf ⁄ cm
2
, 拉力筋降伏強度 2800 kgf ⁄ cm2
,拉力筋面積 20 cm2
,請依最新鋼筋混凝土結構設計規 範,計算並回答下列問題(計算開裂彎矩 M()
及未開裂之斷面慣性矩 Ig
時可忽略拉力筋之 貢獻):(計算至小數點後第 3 位,以下四捨五入)(15 分)(參考公式:I
e
=*+ +
,-./
3
I0
+11- *+ +
,-./
3
2 Icr
) (一)斷面開裂彎矩M()
(5 分)(二)靜載重作用下即時撓度(5 分)
(三)靜載重與活載重作用下即時撓度(5 分)
H2 3.5 m 3.5 m B
A
不透水地盤
12 m
鋼鈑樁
河床
H1
1 . 大 地 工 程 學 2 . 結 構 設 計 第 3 頁,共 4 頁 五、如【圖 3】所示,有一承受軸力及彎矩之矩形柱,斷面 30 cm× 50 cm,配置 6-D25 鋼筋
(A
b
=5.067 cm2
,fy
=4200 kgf ⁄ cm2
)混凝土抗壓強度 280 kgf ∕ cm2
,請計算並檢核該柱在考 量靜載重及活載重因數化載重作用下,依最新鋼筋混凝土結構設計規範規定是否安全?(計算至小數點後第 3 位,以下四捨五入)(20 分)
載重 軸力 P 彎矩 M
靜載重 D 50 tf 10 tf - m
活載重 L 40 tf 5 tf - m
載重尚未因數化
【圖 3】
5 0 c m
3 0 c m
6 .5 c m 6 .5 c m
【請翻頁繼續作答】
1 . 大 地 工 程 學 2 . 結 構 設 計 第 4 頁,共 4 頁 六、有一受軸壓力之鋼柱,已知鋼柱總長度 12 m,柱底 A 點處及柱頂 C 點處之邊界條件如
【圖 4】所示,柱中 B 點處 X‒Z 面有一鉸接側向支撐,材料斷面性質及相關尺寸:
E = 2040 tf cm⁄
8
,F:
= 3.5 tf cm⁄8
,A0
= 116 >?8
, d = 35.3 cm,t@
= 0.952 cm,b
B
= 25.4 cm,tB
= 1.64 cm,CD
= 26700 cm ,C:
= 4480 cm ,FG
= 15.171 cm,F
:
= 6.215 cm,試以極限設計法(LRFD),請計算該柱設計壓力強度(∅C
Pn
)為多少 tf?(計算至小數點後第 3 位,以下四捨五入)(15 分)
(參考公式:
I.JKK
L M
fy
Ag
、0.658L
Mfy
Ag
)條件 邊界無側位移 邊界有側位移
端點形式 固接-固接 鉸接-固接 鉸接-鉸接 固接-固接 固接-鉸接 自由端-固接 設計 K 值 0.65 0.8 1.0 1.2 2.0 2.1
【圖 4】
C
L
A y - z 面
A
0.5 L
0.5 L
P
B C
x - z 面 Z P
Z