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1[일반기계기사 필기] 18년 2회차
그림의 H형 단면의 도심축인 Z축에 관한 회전반경(radius of gyration)은 얼마인가?
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해설

회전반경은 Kz=Iz/AK_z=\sqrt{I_z/A} 이므로, 도심축 Z에 대한 단면 2차 모멘트와 단면적을 각각 구해 나눈 뒤 제곱근을 취하면 된다.

그림의 단면은 가로 전체 치수가 H, 안쪽 빈 구간이 h, 세로 높이가 b, 가운데 웨브의 두께가 t다. 수평 도심축 Z에 대해 양쪽 플랜지는 합친 폭이 (H−h)이고 높이가 b이므로 (Hh)b312\dfrac{(H-h)b^3}{12}, 웨브는 폭 h에 높이 t이므로 ht312\dfrac{ht^3}{12} 이다.

Iz=Hb3hb3+ht312I_z=\dfrac{Hb^3-hb^3+ht^3}{12}
A=(Hh)b+ht=bHbh+thA=(H-h)b+ht=bH-bh+th

따라서 Kz=ht3+Hb3hb312(bHbh+th)K_z=\sqrt{\dfrac{ht^3+Hb^3-hb^3}{12(bH-bh+th)}} 가 된다. 분모에만 12가 붙고, 면적이 bH−bh+th로 정리되는 형태가 핵심 판별점이다.

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