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2.5m×4m 독립기초에 P=1{,}000kN이 4m 방향으로 편 상세 페이지

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2.5m×4m 독립기초에 P=1,000P=1{,}000kN이 4m 방향으로 편심거리 e=0.5e=0.5m 떨어져 작용할 때, 기초 밑면에 생기는 최대 압축응력(MPa)을 구하시오.

해설

· M=Pe=1,000×0.5=500M = P \cdot e = 1{,}000 \times 0.5 = 500 kN·m
· 축력에 의한 응력 PA=1,000×1032,500×4,000=0.1\dfrac{P}{A} = \dfrac{1{,}000 \times 10^3}{2{,}500 \times 4{,}000} = 0.1 N/mm²
· 휨에 의한 응력 MZ=(1,000×103)(500)2,500×4,00026=0.075\dfrac{M}{Z} = \dfrac{(1{,}000 \times 10^3)(500)}{\dfrac{2{,}500 \times 4{,}000^2}{6}} = 0.075 N/mm²
· σmax=PAMZ=0.175\sigma_{max} = -\dfrac{P}{A} - \dfrac{M}{Z} = -0.175 MPa (압축)


[해설]

편심하중을 받는 기초 밑면 응력은 축력에 의한 등분포응력(P/AP/A)과 편심모멘트에 의한 휨응력(M/ZM/Z)의 중첩으로 구하며, 편심 쪽에서 두 응력이 더해져 최대 압축응력이 된다.

단면계수는 편심이 작용하는 방향의 폭을 hh로 두어 Z=bh2/6=2,500×4,0002/6Z = bh^2/6 = 2{,}500 \times 4{,}000^2/6이다. 편심 e=0.5m가 핵심반경 h/6=0.667m보다 작아 저면 전체가 압축을 받는 경우이며, 최대 압축응력은 0.175MPa(=175kPa)이다.

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