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편심이 없는 중심 축하중만을 받는 I형 단면을 가진 강재 기둥 설계에 … | [9급 지방직 토목설계] 20년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 지방직 토목설계] 20년 1회차
편심이 없는 중심 축하중만을 받는 I형 단면을 가진 강재 기둥 설계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 자중 및 국부좌굴은 고려하지 않는다)
1
하중이 임계좌굴하중에 도달하면 기둥은 세장비가 가장 작은 주축에 대해 좌굴이 발생한다.
2
지점조건, 비지지길이, 단면적이 모두 일정할 때 단면의 회전반경이 증가하면 좌굴하중은 증가한다.
3
탄성좌굴을 유발하는 평균압축응력은 세장비의 제곱에 반비례한다.
4
좌굴응력이 비례한계보다 작은 경우, 탄성상태에서 좌굴이 발생한다.
해설

중심 축하중을 받는 기둥은 세장비가 가장 큰 주축(회전반경이 가장 작은 축)에 대해 좌굴하므로, 세장비가 가장 작은 축에서 좌굴한다는 설명이 옳지 않다.

오일러 좌굴하중은 Pcr=π2EI(KL)2=π2EA(KL/r)2P_{cr}=\dfrac{\pi^2EI}{(KL)^2}=\dfrac{\pi^2EA}{(KL/r)^2} 이므로 세장비 KL/rKL/r 이 클수록 작아지고, 기둥은 가장 약한 축에서 먼저 좌굴한다.

  • 회전반경이 커지면 세장비가 줄어 좌굴하중이 증가하므로 옳다.
  • 탄성좌굴응력 σcr=π2E(KL/r)2\sigma_{cr}=\dfrac{\pi^2E}{(KL/r)^2} 은 세장비의 제곱에 반비례하므로 옳다.
  • 좌굴응력이 비례한계보다 작으면 재료가 탄성 범위에 있는 상태에서 좌굴하는 탄성좌굴이므로 옳다.

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