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그림과 같이 수평 강체봉 AB의 한쪽을 벽에 힌지로 연결하고 죄임봉 C… | [건설기계설비기사 필기] 16년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 16년 2회차
그림과 같이 수평 강체봉 AB의 한쪽을 벽에 힌지로 연결하고 죄임봉 CD로 매단 구조물이 있다. 죄임봉의 단면적은 1cm2, 허용 인장응력은 100MPa일 때 B단의 최대 안정하중은 P는 몇 kN인가?
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해설

죄임봉이 허용응력까지 견딜 때의 모멘트 평형에서 B단의 최대 안전하중 P는 3kN이 된다.

그림에서 강체봉 AB는 벽의 A점에 힌지로 연결되고, 중간점 C(B에서 4m, A에서 4m)를 벽면의 D점(A보다 3m 위)과 죄임봉 CD로 매달았다. 따라서 CD‾=42+32=5 m\overline{CD}=\sqrt{4^2+3^2}=5\,\mathrm{m} 이고, 죄임봉 장력의 연직 성분비는 3/5=0.63/5=0.6 이다.

죄임봉이 낼 수 있는 최대 인장력은 T=σaA=100×106 Pa×1×10−4 m2=10 kNT=\sigma_a A=100\times10^6\,\mathrm{Pa}\times1\times10^{-4}\,\mathrm{m^2}=10\,\mathrm{kN} 이다.

A점에 대한 모멘트 평형 P×8=T×0.6×4P\times8=T\times0.6\times4 를 풀면 P=10×0.6×48=3 kNP=\dfrac{10\times0.6\times4}{8}=3\,\mathrm{kN} 이다. 경사진 부재는 장력의 연직 성분만 모멘트에 기여한다는 점을 놓치고 T를 그대로 대입하면 5kN으로 과대평가된다.

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