폭 4.8m, 높이 2.7m의 연직 직사각형 수문이 한쪽 면에서 수압을… | [토목기사 필기] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지
1[토목기사 필기] 18년 1회차
폭 4.8m, 높이 2.7m의 연직 직사각형 수문이 한쪽 면에서 수압을 받고 있다. 수문의 밑면은 힌지로 연결되어 있고 상단은 수평체인(Chain)으로 고정되어 있을 때 이 체인에 작용하는 장력(張力)은? (단, 수문의 정상과 수면은 일치한다.)
1
29.23kN
2
57.15kN
3
7.87kN
4
0.88kN
해설
수문에 걸리는 전수압이 힌지에 만드는 모멘트를 체인 장력이 받아내므로, 장력은 약 57.15kN이다.
전수압 P = w·hG·A = 9.8 × (2.7/2) × (4.8 × 2.7) = 9.8 × 1.35 × 12.96 ≒ 171.46kN
수면이 수문 정상과 일치하는 연직 직사각형이므로 압력중심은 밑면(힌지)에서 2.7/3 = 0.9m 위에 있고, 체인은 힌지에서 2.7m 위에 있다.
힌지에 대한 모멘트 평형: T × 2.7 = 171.46 × 0.9
T = 171.46 ÷ 3 = 57.15kN (전수압의 정확히 1/3이 된다).
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