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1[9급 지방직 응용역학개론] 09년 1회차
그림과 같이 절점 D는 내부 힌지로 연결되어 있으며, 점 A에 수평하중 P가 작용하고 비신장 케이블 FG부재로 무게 W를 지지하는 게르버보(Gerber Beam)가 있다. 이때 지점 C에서 수직반력이 발생하지 않도록 하기 위한 하중 P에 대한 무게 W의 비는?
문제 이미지
1
W/P = 1/2
2
W/P = 1/3
3
W/P = 3
4
W/P = 1
해설

지점 C의 수직반력이 0이 되려면 W/P = 1/3이어야 한다.

먼저 내부 힌지 D의 오른쪽 부분 DEF를 떼어 본다. D에 대한 모멘트 평형에서 RE×l=W×2lR_E\times l=W\times2l이므로 RE=2WR_E=2W이고, 수직 평형에서 D의 전단력은 2W−W=W2W-W=W이다. 즉 DEF가 왼쪽 보를 D에서 위로 W만큼 들어 올린다.

왼쪽 부분 ABCD에서 B에 대한 모멘트(반시계 +)를 잡고 RC=0R_C=0을 넣는다.
−P×l+W×3l=0 ⇒ WP=13-P\times l+W\times3l=0\ \Rightarrow\ \dfrac{W}{P}=\dfrac{1}{3}

  • 1/2이면 W의 모멘트 1.5Pl1.5Pl가 P의 모멘트 PlPl보다 커서 C에 반력이 생긴다.
  • 3은 구한 비율을 거꾸로 뒤집은 값이다.
  • 1이면 W의 모멘트 3Pl3Pl가 P의 모멘트를 크게 넘어 C에 반력이 생긴다.

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