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그림과 같이 축강성(EA)이 일정한 트러스 구조물에 수직하중 P가 작용… | [9급 지방직 응용역학개론] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 지방직 응용역학개론] 22년 1회차
그림과 같이 축강성(EA)이 일정한 트러스 구조물에 수직하중 P가 작용하고 있다. 부재 BD와 부재 CD의 부재력의 비(FBD/FCD)는? (단, 미소변형이론을 적용하고, 구조물의 자중은 무시한다)
문제 이미지
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2√3
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1/√3
해설

부재력의 비 FBD/FCDF_{BD}/F_{CD}는 4이다.

대칭 구조이므로 D점은 연직으로만 δ만큼 내려간다. 부재 길이는 BD가 L, CD가 Lcos⁡60∘=2L\dfrac{L}{\cos 60^\circ} = 2L이다.

적합조건: 각 부재의 신장량은 변위의 부재축 방향 성분이다.
ΔBD=δ, ΔCD=δcos⁡60∘=δ2\Delta_{BD} = \delta,\ \Delta_{CD} = \delta\cos 60^\circ = \dfrac{\delta}{2}
F=EA ΔlF = \dfrac{EA\,\Delta}{l}이므로 FBD=EAδL, FCD=EAδ4LF_{BD} = \dfrac{EA\delta}{L},\ F_{CD} = \dfrac{EA\delta}{4L} → 비 4

  • 2는 신장량 비만 반영하고 부재 길이 차이(L과 2L)를 빠뜨린 값이다.
  • 2√3은 변형 적합조건 ΔCD=δcos⁡60∘\Delta_{CD} = \delta\cos 60^\circ와 부재 길이 비로 나오지 않는 값이다.
  • 1/√3은 BD가 CD보다 힘을 덜 받는다고 본 것으로, 짧고 변위 방향과 나란한 BD가 더 큰 힘을 받는다는 점과 반대이다.

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