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1[9급 지방직 토목설계] 18년 1회차
그림과 같은 단순보에 e만큼 편심된 프리스트레스 힘 P가 작용하고 있다. 등분포하중 w가 작용할 때 보 지간 중앙단면에서의 하연응력은? (단, 보의 자중은 무시하고, 깊은 보의 비선형 변형률 분포는 고려하지 않는다)
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해설

지간 중앙 하연응력은 1bh(P+6Peh−3wL24h)\dfrac{1}{bh}\left(P+\dfrac{6Pe}{h}-\dfrac{3wL^2}{4h}\right)이다(압축을 양으로 본 값).

하연응력은 축력, 편심 프리스트레스 모멘트, 외력 모멘트의 합이다. 직사각형 단면에서 A=bhA=bh, Z=bh26Z=\dfrac{bh^2}{6}이고 지간 중앙 모멘트는 M=wL28M=\dfrac{wL^2}{8}이다.

f=Pbh+6Pebh2−6bh2⋅wL28=1bh(P+6Peh−3wL24h)f=\dfrac{P}{bh}+\dfrac{6Pe}{bh^2}-\dfrac{6}{bh^2}\cdot\dfrac{wL^2}{8}=\dfrac{1}{bh}\left(P+\dfrac{6Pe}{h}-\dfrac{3wL^2}{4h}\right)

  • 외력 항을 4wL23h\dfrac{4wL^2}{3h}로 쓴 식은 68\dfrac{6}{8}을 뒤집어 계산한 것이다.
  • 앞 계수를 14bh\dfrac{1}{4bh}로 쓴 식은 단면적을 네 배로 잡아 모든 항을 과소평가했다.
  • 앞 계수 14bh\dfrac{1}{4bh}와 외력 항 4wL23h\dfrac{4wL^2}{3h}를 함께 쓴 식은 두 오류를 모두 갖는다.

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