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전체 길이 L에 걸쳐 재질과 단면 형상이 동일한 캔틸레버 보의 자유단에… | [7급 국가직 건축구조학] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 건축구조학] 22년 1회차
전체 길이 L에 걸쳐 재질과 단면 형상이 동일한 캔틸레버 보의 자유단에 집중하중 P가 작용할 때, 단면 형상이 (가)에서 (나)로 변경될 경우 옳지 않은 것은? (단, 보의 자중은 무시하며, P는 0보다 크고 단면의 치수를 제외한 모든 조건은 동일하다) 
문제 이미지
1
최대 휨모멘트는 변화가 없다.
2
최대 휨응력은 2배 증가한다.
3
최대 전단응력은 2배 증가한다.
4
최대 처짐은 4배 증가한다.
해설

단면 (가)에서 (나)로 바뀌어도 단면적은 같으므로 최대 전단응력은 변하지 않는다. 전단응력이 2배 증가한다는 설명이 옳지 않다.

직사각형 단면의 최대 전단응력은 τmax=3V2A\tau_{max}=\dfrac{3V}{2A}이고, 두 단면 모두 A=2a2A=2a^2, 전단력 V=PV=P로 같다.

  • 최대 휨모멘트: 하중과 경간이 같으므로 고정단에서 PLPL로 변화가 없다.
  • 최대 휨응력: σ=6Mbh2\sigma=\dfrac{6M}{bh^2}에서 (가)는 6M4a3\dfrac{6M}{4a^3}, (나)는 6M2a3\dfrac{6M}{2a^3}이므로 2배 증가한다.
  • 최대 처짐: δ=PL33EI\delta=\dfrac{PL^3}{3EI}에서 단면2차모멘트가 8a412\dfrac{8a^4}{12}에서 2a412\dfrac{2a^4}{12}로 1/4이 되므로 4배 증가한다.

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