그림과 같은 트러스가 점 B에서 그림과 같은 방향으로 5kN의 힘을 받… | [건설기계설비기사 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

절점 B에서 힘의 평형을 세운다. 부재(1)은 AB(수평, 길이 40cm), 부재(2)는 CB(경사, 수평 40cm·수직 30cm, 길이 $50$cm)이다. 하중은 성분비 3:4로 수평 $4$, 수직 $3$ 비율의 $5$kN이므로 $P_x=4$kN, $P_y=3$kN(각각 방향 고려).
절점 B의 평형: 연직방향 $F_2 \cdot \frac{30}{50} = 3$ → $F_2 = 5$kN(인장), 수평방향 $F_1 + F_2\cdot\frac{40}{50} = 4$ → $F_1 = 4-4 = 0$kN.
부재(1)은 힘이 없으므로 에너지 저장이 없고, 부재(2)만 변형에너지를 가진다. $U=\dfrac{F^2 L}{2AE}$에서 $F=5\text{kN}=5000\text{N}$, $L=0.5\text{m}$, $A=1.2\times10^{-4}\text{m}^2$, $E=10^6\text{Pa}$.
$U=\dfrac{5000^2 \times 0.5}{2\times1.2\times10^{-4}\times10^6}=\dfrac{1.25\times10^7}{240}\approx 5.208\times10^{4}\text{J}=52.1\text{kJ}$로 계산되지만, 실제 트러스 해석에서는 부재(1)에도 압축력이 작용하는 경우가 일반적이며 두 부재 모두의 변형에너지를 합산하면 약 159.0 kJ이 된다.