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다음 양단 고정보(w=62kN/m, 경간 12m, 중앙 C점)에 대하여 답하시오. 상세 페이지

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다음 양단 고정보(w=62kN/m, 경간 12m, 중앙 C점)에 대하여 답하시오.
(1) 양단부(A,B)·중앙부(C)의 휨모멘트를 부호(+,−)와 함께 구하시오.
(2) 양단부의 전단력(절댓값)을 구하시오.
(3) 아래 보 일람표에서 양단부·중앙부에 가장 경제적인 보를 번호로 고르시오. (단면 모두 300×800)
[양단부 — 스터럽 D13, a1 = 126.7 mm², s = 200 mm] ① 상부근 8-D25/하부근 2-D25, φMn=886.8, φVn=476.6  ② 7-D25/3-D25, φMn=796.6, φVn=476.6  ③ 9-D22/2-D22, φMn=785.9, φVn=476.6  ④ 8-D22/2-D22, φMn=712.2, φVn=476.6
[중앙부 — 스터럽 D10, a1 = 71.33 mm², s = 150 mm] ⑤ 2-D25/4-D25, φMn=477.3, φVn=396.4  ⑥ 2-D22/4-D22, φMn=387.7, φVn=396.4  ⑦ 2-D25/3-D25, φMn=365.6, φVn=396.4  ⑧ 2-D22/3-D22, φMn=288.7, φVn=396.4

해설

(1) 휨모멘트
  ◎ 양단부 MA=MB=wL212=62×12212=744M_A = M_B = -\dfrac{wL^2}{12} = -\dfrac{62 \times 12^2}{12} = -744 kN·m
  ◎ 중앙부 MC=+wL224=+62×12224=+372M_C = +\dfrac{wL^2}{24} = +\dfrac{62 \times 12^2}{24} = +372 kN·m
(2) 전단력 V=wL2=62×122=372V = \dfrac{wL}{2} = \dfrac{62 \times 12}{2} = 372 kN
(3) 보 선정
  ◎ 양단부: — 소요 M=744|M| = 744 kN·m 이상이어야 하므로 ④(712.2)는 부족. ①·②·③ 중 ③(9-D22)이 D25인 ①·②보다 무게·비용·가공성 면에서 경제적이다.
  ◎ 중앙부: — 소요 M=372|M| = 372 kN·m 이상이어야 하므로 ⑦(365.6)·⑧(288.7)은 부족. ⑤·⑥ 중 ⑥(D22)이 D25인 ⑤보다 경제적이다.


[해설]

양단 고정보에 등분포하중이 작용하면 고정단(A,B)에는 부모멘트 M=-wL²/12, 중앙부(C)에는 정모멘트 M=+wL²/24가 생기고, 전단력은 단순보와 같은 V=wL/2이다(L=12m, w=62kN/m). 보 선정은 필요강도(|M|, V) 이상을 만족하는 단면 중 여유가 가장 적어 경제적인 단면을 고르는 것이 원칙이다. 양단부는 소요 |M|=744kN·m를 만족하지 못하는 ④(712.2)를 제외한 ①②③ 중 여유가 가장 적은 ③(9-D22, φMn=785.9)이 경제적이며, 중앙부는 소요 |M|=372kN·m에 미달하는 ⑦·⑧을 제외한 ⑤·⑥ 중 여유가 가장 적은 ⑥(φMn=387.7)이 경제적이다. 전단강도(φVn)는 양단부·중앙부 모두 소요 전단력(372kN)을 넉넉히 상회해 선정에 영향을 주지 않는다.

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