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1[건설기계설비기사 필기] 18년 1회차
그림과 같은 T형 단면을 갖는 돌출보의 끝에 집중하중 P=4.5kN이 작용한다. 단면A-A에서의 최대 전단응력은 약 몇 kPa인가? (단, 보의 단면2차 모멘트는 5313㎝4이고, 밑면에서 도심까지의 거리는 125mm이다.)
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해설

단면 A-A의 전단력은 돌출단 하중 그대로인 4.5 kN이고, 중립축에서의 최대 전단응력은 약 662 kPa이다.

그림에서 보는 왼쪽으로 튀어나온 돌출보이고 P=4.5kN이 돌출단에 걸리며, 단면 A-A는 하중과 지점 사이에 있으므로 전단력 V = 4.5 kN이다. T형 단면은 플랜지 150mm×50mm가 위에 있고 웨브 폭이 50mm이며, 도심에서 위로 75mm·아래로 125mm(전높이 200mm)다.

중립축 아래 면적의 단면1차모멘트를 구하면
Q=(50×125)×1252=6250×62.5=390625 mm3Q = (50 \times 125) \times \dfrac{125}{2} = 6250 \times 62.5 = 390625\,\mathrm{mm^3}

전단응력 공식에 I=5313 cm4=5.313×107 mm4I = 5313\,\mathrm{cm^4} = 5.313 \times 10^{7}\,\mathrm{mm^4}, b=50 mmb = 50\,\mathrm{mm} 를 대입하면
τ=VQIb=4500×3906255.313×107×50=0.662 MPa=662 kPa\tau = \dfrac{VQ}{Ib} = \dfrac{4500 \times 390625}{5.313 \times 10^{7} \times 50} = 0.662\,\mathrm{MPa} = 662\,\mathrm{kPa}
여기서 폭 b는 플랜지 폭 150mm가 아니라 중립축이 지나는 웨브의 폭 50mm를 써야 한다.

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