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그림과 같은 가는 곡선보가 1/4 원 형태로 있다. 이 보의 B 단체 … | [건설기계설비기사 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 15년 1회차
그림과 같은 가는 곡선보가 1/4 원 형태로 있다. 이 보의 B 단체 Mo의 모멘트를 받을 때, 자유단의 기울기는? (단, 보의 굽힘 강성 EI는 일정하고, 자중은 무시한다.)
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해설

자유단의 기울기는 πM0R2EI\dfrac{\pi M_0 R}{2EI} 이다.

그림은 중심 O·반지름 R의 1/4 원호 보로, A 끝이 지면에 고정되고 자유단 B에 모멘트 M0M_0 만 작용한다. 다른 하중이 없으므로 보의 모든 단면에서 굽힘모멘트가 M=M0M=M_0 로 일정하다.

기울기는 곡률 M/EIM/EI 를 호를 따라 적분해 얻고, 호의 미소길이는 ds=R dθds=R\,d\theta 이다.
θB=∫0π/2M0EIR dθ=M0REI∫0π/2dθ\theta_B=\int_{0}^{\pi/2}\dfrac{M_0}{EI}R\,d\theta=\dfrac{M_0R}{EI}\int_{0}^{\pi/2}d\theta

따라서 θB=M0REI⋅π2=πM0R2EI\theta_B=\dfrac{M_0R}{EI}\cdot\dfrac{\pi}{2}=\dfrac{\pi M_0R}{2EI} 로, 전체 호 길이 πR/2\pi R/2 에 M0/EIM_0/EI 를 곱한 값과 같다. R이 빠진 식이나 R2R^{2} 이 붙은 식은 회전각의 차원(무차원)이 되지 않는다.

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