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1[9급 지방직 응용역학개론] 12년 1회차
다음 그림과 같이 힘이 작용하는 구조물에서 부재 AB와 BC에 걸리는 부재력[kN] FAB, FBC는? (단, 부재의 자중과 도르래의 마찰은 무시한다)
문제 이미지
1
FAB : 1(인장), FBC : 1(압축)
2
FAB : 1(압축), FBC : 1(인장)
3
FAB : 3(인장), FBC : 1(압축)
4
FAB : 3(압축), FBC : 1(인장)
해설

부재력은 F_AB = 3 kN(인장), F_BC = 1 kN(압축)이다.

마찰 없는 도르래이므로 B점의 수평 케이블 장력은 매달린 하중과 같은 2 kN\sqrt{2}\ \mathrm{kN}(오른쪽)이다. 두 부재를 인장으로 가정하고 절점 B의 평형을 세운다(45° 성분은 12\dfrac{1}{\sqrt{2}}배).

ΣFx=0: −FAB2−FBC2+2=0 ⇒ FAB+FBC=2\Sigma F_x=0:\ -\dfrac{F_{AB}}{\sqrt{2}}-\dfrac{F_{BC}}{\sqrt{2}}+\sqrt{2}=0\ \Rightarrow\ F_{AB}+F_{BC}=2
ΣFy=0: FAB2−FBC2−22=0 ⇒ FAB−FBC=4\Sigma F_y=0:\ \dfrac{F_{AB}}{\sqrt{2}}-\dfrac{F_{BC}}{\sqrt{2}}-2\sqrt{2}=0\ \Rightarrow\ F_{AB}-F_{BC}=4
FAB=3, FBC=−1F_{AB}=3,\ F_{BC}=-1(음수 → 압축)

  • AB 1(인장)·BC 1(압축) 조합은 수직하중 성분을 빠뜨린 값이다.
  • AB 1(압축)·BC 1(인장) 조합은 크기와 방향이 모두 맞지 않는다.
  • AB 3(압축)·BC 1(인장) 조합은 인장·압축을 뒤바꾼 것이다.

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