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다음 그림과 같은 I형 단면에 도심 주축을 따라 연직방향으로 전단력 V… | [9급 지방직 응용역학개론] 10년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 지방직 응용역학개론] 10년 1회차
다음 그림과 같은 I형 단면에 도심 주축을 따라 연직방향으로 전단력 V가 작용하고 있다. 단면내에 발생하는 최대 전단응력의 크기는? (단, I는 단면2차모멘트이다)
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해설

최대 전단응력은 122IV\dfrac{122}{I}V이다.

최대 전단응력은 중립축에서 생기며 τ=VQIb\tau=\dfrac{VQ}{Ib}이다. 전체 높이 20 mm이므로 중립축은 위에서 10 mm 위치이다.

중립축 위쪽의 1차모멘트:
플랜지: 10×2×9=180 mm310\times2\times9=180\ \mathrm{mm^3}
웨브: 2×8×4=64 mm32\times8\times4=64\ \mathrm{mm^3}
Q=244 mm3Q=244\ \mathrm{mm^3}, 웨브 폭 b=2 mmb=2\ \mathrm{mm} → τ=244V2I=122VI\tau=\dfrac{244V}{2I}=\dfrac{122V}{I} (웨브 폭으로 나눔)

  • 45IV\dfrac{45}{I}V는 Q 계산이 맞지 않는 값이다.
  • 64IV\dfrac{64}{I}V는 웨브 부분의 1차모멘트 64 mm³만 쓴 값으로, 플랜지 몫 180 mm³와 웨브 폭으로 나누는 과정이 빠졌다.
  • 100IV\dfrac{100}{I}V는 플랜지·웨브 Q 합과 맞지 않는 값이다.

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