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다음 양단 고정보에 대하여 물음에 답하시오.
w = 62 kN/m ABC 6 m 12 m
(1) 양단부와 중앙부의 휨모멘트를 구하시오. (부호 +, − 표시)
  ◎ 양단부 A, B
  ◎ 중앙부 C
(2) 양단부의 전단력을 구하시오. (절댓값)
  ◎ 전단력
(3) 아래 보 일람표에서 양단부·중앙부에 가장 경제적인 보를 골라 번호로 쓰시오.
[양단부] 스터럽 D13, a1=126.7a_1 = 126.7 mm², s=200s = 200 mm
구분①②③④
단면 크기300×800300×800300×800300×800
상부근8-D257-D259-D228-D22
하부근2-D253-D252-D222-D22
φMₙ (kN·m)886.8796.6785.9712.2
φVₙ (kN)476.6476.6476.6476.6
[중앙부] 스터럽 D10, a1=71.33a_1 = 71.33 mm², s=150s = 150 mm
구분⑤⑥⑦⑧
단면 크기300×800300×800300×800300×800
상부근2-D252-D222-D252-D22
하부근4-D254-D223-D253-D22
φMₙ (kN·m)477.3387.7365.6288.7
φVₙ (kN)396.4396.4396.4396.4
  ◎ 양단부
  ◎ 중앙부
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: ③ — 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: ⑥ — 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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