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다음 그림과 같은 단면을 갖는 단순지지보의 두 지점에 크기가 같은 집중… | [국회직 9급 건축구조] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[국회직 9급 건축구조] 19년 1회차
다음 그림과 같은 단면을 갖는 단순지지보의 두 지점에 크기가 같은 집중하중 PP가 작용한다. 단면이 지지할 수 있는 최대 휨응력이 5MPaMPa일 때, 보에 작용할 수 있는 PP의 최대값으로 옳은 것은? (단, 보의 자중은 무시한다.)
문제 이미지
1
0.5kN
2
1.0kN
3
1.5kN
4
2.0kN
5
4.0kN
해설

보에 작용할 수 있는 PP의 최대값은 1.0kN이다. 단면이 견디는 최대 휨모멘트를 구한 뒤 두 하중이 만드는 최대 휨모멘트와 같게 놓으면 된다.

먼저 단면계수와 허용 휨모멘트를 구한다.
S=bh26=60×20026=400000 mm3S = \dfrac{bh^{2}}{6} = \dfrac{60 \times 200^{2}}{6} = 400000\,\mathrm{mm^3}
Mmax⁡=σS=5×400000=2000000 N⋅mm=2 kN⋅mM_{\max} = \sigma S = 5 \times 400000 = 2000000\,\mathrm{N\cdot mm} = 2\,\mathrm{kN\cdot m}

대칭 하중이므로 양 지점 반력은 각각 PP이고, 두 하중 사이 구간의 휨모멘트가 최대이다.
Mmax⁡=P×2 mM_{\max} = P \times 2\,\mathrm{m}
P=2 kN⋅m2 m=1.0 kNP = \dfrac{2\,\mathrm{kN\cdot m}}{2\,\mathrm{m}} = 1.0\,\mathrm{kN}

  • 0.5 kN0.5\,\mathrm{kN}이면 휨응력이 2.5 MPa2.5\,\mathrm{MPa}에 그쳐 최대값이 아니다.
  • 1.5 kN1.5\,\mathrm{kN}이면 휨응력이 7.5 MPa7.5\,\mathrm{MPa}로 한도를 넘는다.
  • 2.0 kN2.0\,\mathrm{kN}이면 휨응력이 10 MPa10\,\mathrm{MPa}로 한도를 넘는다.
  • 4.0 kN4.0\,\mathrm{kN}이면 휨응력이 20 MPa20\,\mathrm{MPa}로 한도를 넘는다.

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