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제목
응용역학) 전단력, 휨모멘트) 질문
질문유형 온라인강의 > 필기_응용역학 > 안광호
글쓴이 이*호 등록일 2023.02.02 답변상태 답변완료
  • 교수님, 저는 토목직 공무원을 준비하고 있는 학생입니다. 모르겠는 것이 있어 몇가지 질문드립니다.

     

    1. 지점의 전단력은, 단순보에서는 지점반력과 같다고 배웠습니다. 그렇다면 캔틸레버보에서 지점의 전단력은 항상 0입니까?

    만약 그렇다면, 캔틸레버보에서 최대휨모멘트가 발생하는 곳은 보의 길이나 가해지는 하중에 관계없이 언제나 고정단이겠군요.

     

    2. 응용역학 184쪽의 연습문제 35번을 봐 주십시오. (첨부파일 올림)

     

     

    내민보의 D점에 하중 60kN이 작용하고 있습니다.

    모멘트 평형식을 써서 B점의 반력은 -10kN이라는 것을 알아냈습니다.

    그럼 이 하향의 힘을 위로 올려서 상향의 10kN으로 만들면, 기존에 주어진 하향의 30kN의 힘과 상쇄되어서, 하향 20kN이 되지 않겠습니까?

    AB 사이의 거리가 3m이니 당연히 답은 3번일 것이라고 생각했는데 아니었습니다. 해설을 보니, 최종 값을 계산할 때 앞서 말한 30kN의 힘을 고려하지 않았습니다.

    왜 그런가요?

     

    3. BMD 관련 질문입니다.

     

     

    삼각형 분포하중 작용할 때 전단력이 최대인 곳은 B점(wL/3)이고, 최소인 곳은 A점으로부터 L/√3만큼 떨어진 지점(0)일 것입니다

    그럼 A점의 전단력은 wL/6이기에 최대도 최소도 아닙니다.

     전단력이 최대면 휨모멘트가 0이고, 전단력이 0이면 휨모멘트가 최대가 되는데, A점은 둘 다 아니니까, A점의 휨모멘트는 0도 아니고 최대값도 아닌 어떤 다른 값이 나오겠구나 생각할 수 있습니다.

     

    그런데 실제로 BMD를 그려보면 A점의 휨모멘트를 0으로 놓고 그리고 있습니다.

    실제로 휨모멘트를 구해보면 0이 나오긴 하는데요. 왜냐하면 A점을 수직으로 잘라서 왼쪽을 보면 아무것도 없으니까 0입니다.

    왜 이렇게 이론과 실제가 다른 결과가 나오는지 좀 헷갈립니다.

     

    교수님께서 답변해 주시면 공부하는 데 큰 도움이 될 것입니다. 감사합니다.

  • 안광호 |(2023.02.09 13:38)

    안녕하세요,,,질문하신 내용에 대한 답변입니다.

    (1) 캔틸레버보에 작용하는 모든 수직하중을 고정단이 수직반력으로 받아내야 하므로 필연적으로 고정단에서 언제나 최대전단력을 갖게 되며, 휨모멘트도 마찬가지가 되겠습니다.

    (2) 안녕하세요,,,

    B절점에 가해지는 수직하중 30kN을 BCD구조에서 해석을 시도한 것이 교재의 해설입니다.

    BCD구조에서 수직하중 30kN을 배제하고 B절점의 수직반력을 구하면 하향의 40kN이 됩니다. 이것을 AB구조의 A점에 상향으로 작용시키면 AB쪽의 B점에 하향의 30kN과 상쇄되어 상향의 10kN만 AB구조의 해석대상이 됩니다.

    30kN의 수직하중을 어느쪽으로 해석을 선택할지는 자유지만 양쪽으로 해석을 혼용하시면 안되겠습니다.

    (3) 116페이지의 본문내용을 읽어보시는 것이 좋겠습니다.

    특정의 수직하중이나 수직반력과 같은 수직력이 작용하는 곳에서 전단력은 수학적인 논리로 정의 되어질 수 없는 불연속점이 됩니다.

    공학분야에서는 이러한 점을 감안하여 실용화한 것 정도라고 생각해주시면 되겠습니다.

    감사합니다. 

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