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1[건설기계설비기사 필기] 19년 2회차
단면의 폭과 높이가 b×h이고 길이가 L인 연강 사각형 단면의 기둔이 양단에서 핀으로 지지되어 있을 때 좌굴응력은? (단, 재료의 세로탄성계수는 E이다.)
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해설

양단 핀 지지된 기둥의 좌굴응력은 오일러 공식을 적용하며, 양단 핀 지지의 유효길이는 Le=LL_e = L이므로 최종 좌굴응력은 π2Eh212L2\frac{\pi^2 Eh^2}{12L^2}이다.

좌굴하중은
Pc=π2EIL2P_c = \frac{\pi^2 EI}{L^2}
좌굴응력은 이를 단면적으로 나누면
σc=PcA=π2EIAL2\sigma_c = \frac{P_c}{A} = \frac{\pi^2 EI}{AL^2}
사각형 단면에서 최소 단면 2차 모멘트는 Imin=bh312I_{min} = \frac{bh^3}{12}(높이 h가 폭 b보다 작다고 가정)이고, 단면적은 A=bhA = bh이다. 따라서
σc=π2E⋅bh312bh⋅L2=π2Eh212L2\sigma_c = \frac{\pi^2 E \cdot \frac{bh^3}{12}}{bh \cdot L^2} = \frac{\pi^2 Eh^2}{12L^2}
로 정리된다.

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