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그림과 같은 프레임 구조물의 E점에 집중하중 160 kN이 수평으로 작… | [7급 국가직 응용역학] 21년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 응용역학] 21년 1회차
그림과 같은 프레임 구조물의 E점에 집중하중 160 kN이 수평으로 작용할 때, C점의 부재단 모멘트 MCB\mathrm{M_{CB}}의 크기[kN․m]는? (단, 구조물의 탄성계수는 일정하고, I는 단면2차모멘트이며, 자중은 무시한다)

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해설

보 AC가 양단 고정이라 B점은 수평 이동이 없고, B의 회전만 미지수로 풀면 MCB\mathrm{M_{CB}}는 18 kN·m이다.

B점 강도: BA 4E(2I)2=4EI\dfrac{4\mathrm{E}(2\mathrm{I})}{2}=4\mathrm{EI}, BC 4E(3I)4=3EI\dfrac{4\mathrm{E}(3\mathrm{I})}{4}=3\mathrm{EI}, BD(타단 힌지) 3E(4I)4=3EI\dfrac{3\mathrm{E}(4\mathrm{I})}{4}=3\mathrm{EI}
BD 고정단모멘트(일단고정·타단힌지, 중앙 집중하중) 3PL16=3×160×416=120\dfrac{3\mathrm{PL}}{16}=\dfrac{3\times160\times4}{16}=120

절점 평형 10EIθB=12010\mathrm{EI}\theta_B=120 → EIθB=12\mathrm{EI}\theta_B=12
MBC=3×12=36\mathrm{M_{BC}}=3\times12=36, 전달모멘트 MCB=362=18 kN⋅m\mathrm{M_{CB}}=\dfrac{36}{2}=18\,\mathrm{kN\cdot m}

  • 36은 B단 모멘트 MBC\mathrm{M_{BC}}로, C단으로 절반 전달되기 전 값이다.
  • 24와 30은 분배율 3/10로 구한 B단 모멘트 36의 전달값과 맞지 않는다.

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