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그림과 같은 직사각형 단면의 보에 P=4kN의 하중이 10° 경사진 방… | [건설기계설비기사 필기] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 17년 1회차
그림과 같은 직사각형 단면의 보에 P=4kN의 하중이 10° 경사진 방향으로 작용한다. A점에서의 길이 방향의 수직응력을 구하면 약 몇 MPa인가?
문제 이미지
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3.89
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5.67
3
0.79
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7.46
해설

A점의 길이 방향 수직응력은 약 7.46 MPa(인장)이다.

그림의 부재는 길이 0.8m의 외팔보이고 단면은 폭 50mm×높이 100mm이며, 자유단의 중립축 위치(위·아래 각 50mm)에서 P=4kN이 수평에서 10° 아래로 기울어 작용한다. 하중을 분해하면 축방향 인장 성분 Pcos⁡10∘=3.94 kNP\cos10^\circ=3.94\,\mathrm{kN}, 굽힘을 일으키는 수직 성분 Psin⁡10∘=0.695 kNP\sin10^\circ=0.695\,\mathrm{kN}이다.

축방향 인장응력: A=50×100=5000 mm2A=50\times100=5000\,\mathrm{mm^{2}}이므로 σt=3.94×1035000=0.79 MPa\sigma_t=\dfrac{3.94\times10^{3}}{5000}=0.79\,\mathrm{MPa}이다.

굽힘응력: 고정단 모멘트 M=0.695×0.8=0.556 kN⋅m=5.56×105 N⋅mmM=0.695\times0.8=0.556\,\mathrm{kN\cdot m}=5.56\times10^{5}\,\mathrm{N\cdot mm}, 단면계수 Z=bh26=50×10026=8.33×104 mm3Z=\dfrac{bh^{2}}{6}=\dfrac{50\times100^{2}}{6}=8.33\times10^{4}\,\mathrm{mm^{3}}이므로 σb=6.67 MPa\sigma_b=6.67\,\mathrm{MPa}이다.
A는 고정단 윗면으로 굽힘의 인장측이므로 두 응력을 더하면 0.79+6.67=7.46 MPa0.79+6.67=7.46\,\mathrm{MPa}이다.

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