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1[9급 지방직 응용역학개론] 17년 2회차
그림과 같이 정사각형 단면인 양단 힌지 기둥 A와 B의 최소임계하중의 비(Pcr,A:Pcr,B)는? (단, 두 기둥의 재료는 동일하다)
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해설

두 기둥의 최소임계하중 비는 4:1이다.

양단 힌지 기둥의 오일러 좌굴하중은 단면2차모멘트에 비례하고 길이 제곱에 반비례한다.
Pcr=π2EIL2,I=b412P_{cr}=\dfrac{\pi^2EI}{L^2},\quad I=\dfrac{b^4}{12}

B는 한 변이 b/2이므로 단면2차모멘트가 1/16, 길이가 L/2이므로 길이 제곱이 1/4이다.
Pcr,APcr,B=I/L2(I/16)/(L2/4)=4\dfrac{P_{cr,A}}{P_{cr,B}}=\dfrac{I/L^2}{(I/16)/(L^2/4)}=4

  • 2:1은 변 길이 비만 반영한 값이다.
  • 8:1은 단면2차모멘트 비 16과 길이 제곱 비 4를 올바르게 조합하면 나오지 않는 값이다.
  • 16:1은 단면2차모멘트 비만 보고 길이 감소 효과를 빠뜨린 값이다.

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