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1단 자유·타단 고정이고 길이 2.5m인 H-100×100×6×8H\text{-}100 \times 100 \times 6 \times 8 기둥이 압축력을 받을 때 탄성좌굴하중(kN)을 구하시오. (단, Ix=383×104I_x = 383 \times 10^4 mm⁴, Iy=134×104I_y = 134 \times 10^4 mm⁴, E=210,000E = 210{,}000 MPa)

해설

· 1단 자유·타단 고정이므로 유효좌굴길이계수 K=2K = 2, 약축 IyI_y 적용
Pcr=π2EIy(KL)2=π2×210,000×134×104(2×2,500)2P_{cr} = \dfrac{\pi^2 E I_y}{(KL)^2} = \dfrac{\pi^2 \times 210{,}000 \times 134 \times 10^4}{(2 \times 2{,}500)^2}
=111,092= 111{,}092 N 111.09\approx 111.09 kN


[해설]

탄성좌굴하중(오일러 좌굴하중)은 Pcr=π2EI(KL)2P_{cr} = \dfrac{\pi^2 EI}{(KL)^2}로 구하며, 별도 구속조건이 없으면 두 축 중 단면2차모멘트가 작은 약축(여기서는 IyI_y)에 대해 먼저 좌굴이 발생하므로 이를 적용한다. 1단 자유·타단 고정 기둥의 유효좌굴길이계수는 K=2K=2이며, 유효좌굴길이가 길어질수록 좌굴하중은 작아진다.

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