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그림과 같은 돌출보에서 ω = 120 kN/m 의 등분포 하중이 작용할… | [건설기계설비기사 필기] 20년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 20년 2회차
그림과 같은 돌출보에서 ω = 120 kN/m 의 등분포 하중이 작용할 때, 중앙 부분에서의 최대 굽힘응력은 약 몇 MPa인가? (단, 단면은 표준 I형 보로 높이 h = 60cm이고, 단면 2차 모멘트 I = 98200 cm4 이다.)
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해설

지점 사이 구간의 굽힘모멘트가 540 kN⋅m540\,\mathrm{kN\cdot m}로 일정하며, 이때 최대 굽힘응력은 약 165 MPa이다.

그림은 전체 길이 12 m 보에서 왼쪽 끝으로부터 3 m 지점(R1R_1)과 그로부터 6 m 떨어진 지점(R2R_2)이 받치고, 좌·우로 각각 3 m 내민 부분에만 등분포하중 ω=120 kN/m\omega = 120\,\mathrm{kN/m}가 걸린 돌출보다.

내민 부분이 만드는 지점 모멘트: M=ωL22=120×322=540 kN⋅mM = \dfrac{\omega L^2}{2} = \dfrac{120 \times 3^2}{2} = 540\,\mathrm{kN\cdot m}
지점 사이 6 m 구간에는 하중이 없으므로 중앙부 굽힘모멘트는 540 kN·m로 일정하다.

σ=MI⋅h2=540×103×0.39.82×10−4=1.65×108 Pa≈165 MPa\sigma = \dfrac{M}{I}\cdot\dfrac{h}{2} = \dfrac{540 \times 10^3 \times 0.3}{9.82 \times 10^{-4}} = 1.65 \times 10^8\,\mathrm{Pa} \approx 165\,\mathrm{MPa}
여기서 h=60 cmh = 60\,\mathrm{cm}이므로 h/2=0.3 mh/2 = 0.3\,\mathrm{m}, I=98200 cm4=9.82×10−4 m4I = 98200\,\mathrm{cm^4} = 9.82 \times 10^{-4}\,\mathrm{m^4}로 단위를 m 기준으로 통일하는 것이 실수를 막는 요령이다.

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