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1[토목기사 필기] 15년 2회차
다음 그림(A)와 같이 하중을 받기 전에 지점 B와 보 사이에 Δ의 간격이 있는 보가 있다. 그림(B)와 같이 이 보에 등분포하중 q 를 작용시켰을 때 지점 B의 반력이 qL 이 되게 하려면 Δ의 크기를 얼마로 하여야 하는 가? (단, 보의 휨강도 EI 는 일정하다.)
문제 이미지
1
0.0208qL4EI0.0208\dfrac{qL^4}{EI}
2
0.0312qL4EI0.0312\dfrac{qL^4}{EI}
3
0.0417qL4EI0.0417\dfrac{qL^4}{EI}
4
0.0521qL4EI0.0521\,\dfrac{qL^4}{EI}
해설

전체 길이 2L2L인 단순보(A, C 지점)에 등분포하중 qq가 작용하고, 중앙 B점의 반력이 RBR_B일 때 처짐은 두 가지가 중첩된다. 하나는 등분포하중에 의한 중앙점 처짐 δ1=5q(2L)4384EI=5qL424EI\delta_1=\dfrac{5q(2L)^4}{384EI}=\dfrac{5qL^4}{24EI}이고, 다른 하나는 B점에 작용하는 집중반력 RBR_B에 의해 위로 들어올려지는 처짐 δ2=RB(2L)348EI=RBL36EI\delta_2=\dfrac{R_B(2L)^3}{48EI}=\dfrac{R_BL^3}{6EI}이다.
지점 B에서 실제 처짐이 간격 Δ\Delta와 같아야 하므로 Δ=δ1δ2\Delta=\delta_1-\delta_2이고, RB=qLR_B=qL을 대입하면 Δ=5qL424EIqLL36EI=5qL424EI4qL424EI=qL424EI\Delta=\dfrac{5qL^4}{24EI}-\dfrac{qL\cdot L^3}{6EI}=\dfrac{5qL^4}{24EI}-\dfrac{4qL^4}{24EI}=\dfrac{qL^4}{24EI}이다.
따라서 Δ=0.0417qL4EI\Delta=0.0417\dfrac{qL^4}{EI}로 계산되어 3번이 정답이다.

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