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1[9급 지방직 응용역학개론] 18년 1회차
그림과 같은 하중을 받는 라멘구조에서 C점의 모멘트가 0이 되기 위한 집중하중 P[kN]는? (단, 라멘구조의 자중은 무시한다)
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해설

C점 모멘트가 0이 되는 하중은 P = 4 kN이다.

삼각형 분포하중의 합력과 위치는 다음과 같다.
W=12×32×3=48 kN,x=1 mW=\dfrac{1}{2}\times 32\times 3=48\ \mathrm{kN},\quad x=1\ \mathrm{m}(B에서)

C 오른쪽 자유물체(CDE)에서 E 반력의 팔길이는 1 m, P의 팔길이는 C 높이에서 2 m이다.
MC=Ey×1−P×2=0 ⇒ Ey=2PM_C=E_y\times 1-P\times 2=0\ \Rightarrow\ E_y=2P

A점에 대한 전체 모멘트 평형(E는 A에서 수평 4 m, P는 A에서 높이 4 m)
ΣMA=−48×1+4Ey+4P=0 ⇒ Ey+P=12\Sigma M_A=-48\times 1+4E_y+4P=0\ \Rightarrow\ E_y+P=12
3P=12,P=4 kN3P=12,\quad P=4\ \mathrm{kN}

  • 2 kN이면 E 반력이 10 kN이 되어 C 모멘트가 6 kN·m 남는다.
  • 6 kN, 8 kN이면 E 반력이 2P보다 작아져 C에 반대 방향 모멘트가 생긴다.

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