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상하단이 고정인 기둥에 그림과 같이 힘 P 가 작용한다면 반력 RA ,… | [토목기사 필기] 15년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[토목기사 필기] 15년 2회차
상하단이 고정인 기둥에 그림과 같이 힘 P 가 작용한다면 반력 RA , RB 의 값은?
문제 이미지
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RA=P2,  RB=P2R_A = \dfrac{P}{2},\; R_B = \dfrac{P}{2}
2
RA=P3,  RB=2P3R_A = \dfrac{P}{3},\; R_B = \dfrac{2P}{3}
3
RA=2P3,  RB=P3R_A = \dfrac{2P}{3},\; R_B = \dfrac{P}{3}
4
RA=P,  RB=0R_A = P,\; R_B = 0
해설

양단이 고정된 축하중 부재에서 반력은 하중점 반대편 구간 길이에 비례하므로 RA = 2P/3, RB = P/3이다.

그림에서 상단 A부터 하중점 C까지가 ℓ, C부터 하단 B까지가 2ℓ이므로 전체 길이는 3ℓ다. 힘의 평형 RA+RB=PR_A+R_B=P 하나로는 풀리지 않는 1차 부정정이라 변형 적합조건이 필요하다.

A~C 구간은 늘어나고 C~B 구간은 줄어들며 부재 전체 길이 변화가 0이어야 하므로
RA ℓEA=RB (2ℓ)EA  ⇒  RA=2RB\dfrac{R_A\,\ell}{EA}=\dfrac{R_B\,(2\ell)}{EA}\;\Rightarrow\;R_A=2R_B

이를 평형식에 넣으면 2RB+RB=P2R_B+R_B=P에서 RB=P3R_B=\dfrac{P}{3}, RA=2P3R_A=\dfrac{2P}{3}가 된다. 하중에 가까운 A쪽이 짧은 구간을 통해 더 많이 부담한다는 점이 핵심이다.

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