그림과 같은 평면도형의 x-x'축에 대한 단면 2차 반경(rx)과 단면 2차 모멘트(Ix)는?
1
rx=635a,Ix=3235a4
2
rx=12139a,Ix=128139a4
3
rx=12129a,Ix=128129a4
4
rx=1211a,Ix=12811a4
해설
전체 도형을 큰 정사각형(변 a, x축에서 a/2 위부터 3a/2까지)과 아래쪽 돌출부(폭 a/4, 높이 a/2)로 나누어 계산한다. 큰 사각형(폭 a, 높이 a, 하단이 x축에서 a/2 떨어짐)의 Ix는 12a⋅a3+a⋅a2(2a+2a)2=12a4+a4=1213a4이고, 돌출부(폭 a/4, 높이 a/2, 도심이 x축에서 a/4)의 Ix는 12(a/4)(a/2)3+8a(4a)2=384a4+128a4=96a4이다. 따라서 Ix=1213a4+961a4=96104a4+961a4=96105a4=3235a4가 된다. 전체 면적은 A=a2+4a⋅2a=a2+8a2=89a2이므로, 단면 2차 반경은 rx=AIx=9a2/835a4/32=3635a2=635a로 계산되어, 보기 1과 일치한다.
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