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다음과 같은 프레임 구조물에 분포하중 4kN/m와 집중하중 5kN이 작… | [9급 지방직 응용역학개론] 14년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 지방직 응용역학개론] 14년 1회차
다음과 같은 프레임 구조물에 분포하중 4kN/m와 집중하중 5kN이 작용할 때, 프레임 구조물 ABCD에 발생하는 정성적인 휨모멘트선도(BMD)로 가장 유사한 것은? (단, E점은 내부힌지이다.)
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해설

B 쪽은 작은 부모멘트 뒤 힌지 E 앞에서 약간의 정모멘트가 나타나고, C 쪽은 훨씬 큰 부모멘트가 생기는 비대칭 선도가 맞다.

전체 분포하중 40 kN, 수평하중 5 kN(높이 10 m)에 대해 ΣMA=0\Sigma M_A=0: 10Dy−40×5−5×10=0⇒Dy=25, Ay=15 kN10D_y-40\times5-5\times10=0\Rightarrow D_y=25,\ A_y=15\ \mathrm{kN}
힌지 E 우측 ME=0M_E=0: 25×5−20×2.5=10Dx⇒Dx=7.5 kN25\times5-20\times2.5=10D_x\Rightarrow D_x=7.5\ \mathrm{kN}, 따라서 Ax=2.5 kNA_x=2.5\ \mathrm{kN}

절점 모멘트: MB=−2.5×10=−25M_B=-2.5\times10=-25, MC=−7.5×10=−75 kN⋅mM_C=-7.5\times10=-75\ \mathrm{kN\cdot m}
BE 구간 M(x)=−25+15x−2x2M(x)=-25+15x-2x^2은 x=3.75x=3.75에서 +3.1+3.1로 양수가 된 뒤 E에서 0, EC 구간은 곧바로 음수로 내려가 C에서 −75가 된다.

  • 양쪽이 모두 부모멘트만으로 E에서 0이 되는 선도는 BE 구간의 정모멘트 구간을 빠뜨렸다.
  • 좌우 대칭인 선도는 수평하중 5 kN에 의한 비대칭을 무시했다.
  • 보 위쪽 양 끝이 정모멘트인 선도는 절점 B, C의 모멘트 부호를 반대로 그렸다.

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