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1[토목기사 필기] 20년 2회차
아래 그림과 같이 속이 빈 단면에 전단력 V=150kN 이 작용하고 있다. 단면에 발생하는 최대 전단응력은?
1
9.9 MPa
2
19.8 MPa
3
99 MPa
4
198 MPa
해설
바깥 치수 200mm×450mm, 상·하 플랜지 두께 20mm, 좌·우 복부 두께 10mm인 중공 상자단면이므로, 중립축에서 생기는 최대 전단응력은 약 19.8 MPa이다.
단면 2차 모멘트는 바깥 사각형에서 빈 부분(180mm×410mm)을 뺀다.
I = (200×4503 − 180×4103)/12 = 4.849×108 mm4중립축 위쪽 면적의 단면 1차 모멘트는 플랜지와 복부를 나누어 더한다.
플랜지: (200×20) × 215 = 860,000 mm3
복부 2장: (2×10×205) × 102.5 = 420,250 mm3
G = 1,280,250 mm3중립축에서의 폭은 복부 두 장을 합한 b = 20mm이므로
τmax = VG/(I·b) = 150,000 × 1,280,250 ÷ (4.849×108 × 20) ≒ 19.8 MPa
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