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그림과 같은 단면에 600kN의 전단력이 작용할 때 최대 전단응력의 크… | [토목기사 필기] 21년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[토목기사 필기] 21년 3회차
그림과 같은 단면에 600kN의 전단력이 작용할 때 최대 전단응력의 크기는?
문제 이미지
1
12.71MPa
2
15.98MPa
3
19.83MPa
4
21.32MPa
해설

중립축에서 생기는 최대전단응력은 15.98MPa이다.

그림의 단면은 상·하 플랜지가 300mm × 100mm, 복부가 100mm × 300mm인 I형으로 전체 높이는 500mm다(가로 100+100+100=300).

단면 2차 모멘트는 전체 직사각형에서 좌우 빈 부분을 빼서 구한다.
I=300×500312−2×100×300312=3.125×109−4.5×108=2.675×109 mm4I=\dfrac{300\times 500^3}{12}-2\times\dfrac{100\times 300^3}{12}=3.125\times10^9-4.5\times10^8=2.675\times10^9\,\mathrm{mm^4}

중립축 위쪽 단면 1차 모멘트와 전단응력은
Q=(300×100)×200+(100×150)×75=7.125×106 mm3Q=(300\times100)\times200+(100\times150)\times75=7.125\times10^6\,\mathrm{mm^3}
τmax=VQIb=600×103×7.125×1062.675×109×100=15.98 MPa\tau_{max}=\dfrac{VQ}{Ib}=\dfrac{600\times10^3\times 7.125\times10^6}{2.675\times10^9\times 100}=15.98\,\mathrm{MPa}

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