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1[7급 국가직 응용역학] 21년 1회차
그림과 같은 구조물에서 A점의 탄성 스프링 상수 k가 16EIL3\dfrac{16\mathrm{EI}}{\mathrm{L}^3}일 때, 보의 중앙 C의 처짐은? (단, 휨강성은 EI이고, 구조물의 자중은 무시한다)

문제 이미지
1
1192PL3EI\dfrac{1}{192}\dfrac{\mathrm{PL}^3}{\mathrm{EI}}
2
3192PL3EI\dfrac{3}{192}\dfrac{\mathrm{PL}^3}{\mathrm{EI}}
3
5192PL3EI\dfrac{5}{192}\dfrac{\mathrm{PL}^3}{\mathrm{EI}}
4
7192PL3EI\dfrac{7}{192}\dfrac{\mathrm{PL}^3}{\mathrm{EI}}
해설

C점 처짐은 스프링 침하에 의한 강체변위와 단순보 휨처짐의 합으로, 7192PL3EI\dfrac{7}{192}\dfrac{\mathrm{PL}^3}{\mathrm{EI}}이다.

A 반력 P2\dfrac{\mathrm{P}}{2}, 스프링 변위 P2k=PL332EI\dfrac{\mathrm{P}}{2k}=\dfrac{\mathrm{PL}^3}{32\mathrm{EI}}, C점에는 그 절반 PL364EI=3192PL3EI\dfrac{\mathrm{PL}^3}{64\mathrm{EI}}=\dfrac{3}{192}\dfrac{\mathrm{PL}^3}{\mathrm{EI}}

휨처짐 PL348EI=4192PL3EI\dfrac{\mathrm{PL}^3}{48\mathrm{EI}}=\dfrac{4}{192}\dfrac{\mathrm{PL}^3}{\mathrm{EI}}, 합계 7192PL3EI\dfrac{7}{192}\dfrac{\mathrm{PL}^3}{\mathrm{EI}}

  • 3192\dfrac{3}{192} 계수는 스프링 효과만 계산한 값이다.
  • 5192\dfrac{5}{192} 계수는 두 성분의 합과 맞지 않는다.
  • 1192\dfrac{1}{192} 계수는 양단 고정보 중앙 처짐 공식이다.

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