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양단이 현지인 기둥의 길이가 2m이고, 단면이 직사각형(30mm × 2… | [건설기계설비기사 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 15년 1회차
양단이 현지인 기둥의 길이가 2m이고, 단면이 직사각형(30mm × 20mm)인 압축 부채의 좌굴하중을 오일러 공식으로 구하면 몇 kN인가? (단, 부재의 탄성 계수는 200 GPa이다.)
1
9.9kN
2
11.1kN
3
19.7kN
4
22.2kN
해설

양단 힌지(핀 지지) 기둥의 오일러 좌굴하중은 Pcr=π2EIL2P_{cr}=\dfrac{\pi^2 EI}{L^2}이며, 좌굴은 단면 2차모멘트가 작은 축을 기준으로 일어난다.

직사각형 단면(30mm×20mm)의 최소 단면 2차모멘트는 I=30×20312=20000 mm4=2×10−8 m4I = \dfrac{30\times20^3}{12} = 20000\ \mathrm{mm^4} = 2\times10^{-8}\ \mathrm{m^4}이다.

Pcr=π2×200×109×2×10−822≈9870 N≈9.9 kNP_{cr} = \dfrac{\pi^2 \times 200\times10^9 \times 2\times10^{-8}}{2^2} \approx 9870\ \mathrm{N} \approx 9.9\ \mathrm{kN}로, 좌굴하중은 약 9.9kN이다.

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