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1[9급 지방직 토목설계] 26년 1회차
그림과 같은 프리스트레스트콘크리트 단순보에서 프리스트레스 힘 PP는 400 kN일 때, 지간 중앙에서 휨모멘트의 크기[kNㆍm]는? (단, 지간 중앙에서의 편심 ee는 300 mm이고, sin⁡θ≃tan⁡θ\sin\theta \simeq \tan\theta이며, 보의 자중과 프리스트레스 손실은 무시한다)

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해설

프리스트레스 힘의 수평 성분이 지간 중앙에서 편심 ee만큼 떨어져 작용하므로 휨모멘트는 120 kN·m이다.

sin⁡θ≃tan⁡θ\sin\theta\simeq\tan\theta이므로 수평 성분은 PP로 본다.
M=Pe=400×0.3=120 kN⋅mM=Pe=400\times0.3=120\,\mathrm{kN\cdot m}

등가하중법으로도 확인된다. 중앙의 상향 집중력 U=2Psin⁡θ=2×400×0.33=80 kNU=2P\sin\theta=2\times400\times\dfrac{0.3}{3}=80\,\mathrm{kN}, 지간 6 m 단순보에서 M=UL4=80×64=120 kN⋅mM=\dfrac{UL}{4}=\dfrac{80\times6}{4}=120\,\mathrm{kN\cdot m}이다.

등가 상향력 80 kN을 그대로 답으로 보거나 지간을 잘못 잡지 않도록 주의한다.

  • 100 kN·m는 Pe=400×0.3Pe=400\times0.3과 맞지 않는다.
  • 110 kN·m도 편심 300 mm를 0.3 m로 환산한 값과 맞지 않는다.
  • 130 kN·m는 실제 모멘트보다 큰 값이다.

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