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1[9급 지방직 응용역학개론] 11년 1회차
그림과 같이 B점에 내부힌지를 배치한 게르버보에서 D점에 소성힌지가 발생하는 경우 작용한 분포하중 w는? (단, 부재 단면의 수직항복응력은 σy이며, 보의 자중은 무시한다)
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해설

D점에 소성힌지가 생기는 하중은 w=2bh2σyL2w=\dfrac{2bh^2\sigma_y}{L^2}이다.

AB 구간은 하중이 없고 양 끝이 핀·힌지이므로 힘을 전달하지 않는다. 따라서 BCE는 C·E를 지점으로 하는 경간 2L 단순보에 등분포하중 w가 실린 것과 같고, 중앙 D의 모멘트는 MD=w(2L)28=wL22M_D=\dfrac{w(2L)^2}{8}=\dfrac{wL^2}{2}이다.

폭 b, 높이 2h 직사각형의 소성모멘트: Mp=σyb(2h)24=σybh2M_p=\sigma_y\dfrac{b(2h)^2}{4}=\sigma_ybh^2
wL22=σybh2\dfrac{wL^2}{2}=\sigma_ybh^2에서 w=2bh2σyL2w=\dfrac{2bh^2\sigma_y}{L^2}이다.

  • 분모가 4L24L^{2}인 값은 실제 붕괴하중의 1/8로, D점 모멘트 평형식을 만족하지 않는다.
  • 분모가 2L22L^{2}인 값은 단면 높이를 h로 보고 소성모멘트를 bh2σy4\dfrac{bh^2\sigma_y}{4}로 잡은 결과이다.
  • 분자 계수 4인 값은 중앙 모멘트를 wL24\dfrac{wL^2}{4}로 잘못 잡은 결과이다.

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