5급 공채 2차

2021년 5급 공채 기술 2차 구조역학(필수)

문제 5개 · 100점. 참고 답안·채점 기준은 앱에서 볼 수 있습니다.

제1문 (10점)

그림과 같이 라멘 구조물 (가)와 (나)에서 상부는 질량이 m인 강체이다. 각 라멘 구조물의 고유주기를 각각 T_{{1}}, T_{{2}}라 할 때 다음 물음에 답하시오. (단, 각 기둥의 강성 EI \,는 동일하고, 기둥의 질량은 무시하며, 자유도는 수평방향만 존재한다) (총 10점)
[그림]
  1. (1) 라멘 구조물 (가)와 (나)의 수평방향 전체 강성을 각각 구하시오. (4점)
  2. (2) 라멘 구조물 (가)와 (나)의 고유주기비 T_{{1}}:T_{{2}}를 구하시오. (6점)

제2문 (22점)

그림과 같이 3개의 강체가 힌지로 연결되어 있고, 힌지 연결부가 스프링(스프링 계수＝k)으로 지지되어 있는 2자유도 구조물에 압축력 P \,가 양단에서 작용하고 있을 때 다음 물음에 답하시오. (단, 강체와 스프링의 무게는 무시한다) (총 22점)
[그림]
  1. (1) 최소 임계하중 P_{{cr}}을 구하시오. (12점)
  2. (2) 최소 임계하중 도달 순간의 변형 형상을 나타내시오. (10점)

제3문 (24점)

그림 (가)와 같이 내부 힌지가 있는 보 구조물에 대하여, C점의 단면 형상이 그림 (나)와 같을 때 다음 물음에 답하시오. (단, 보의 자중은 무시한다) (총 24점)
[그림]
  1. (1) C점에서의 전단력과 휨모멘트를 각각 구하시오. (6점)
  2. (2) C점 단면의 최상단 및 최하단에서 발생하는 휨응력을 각각 구하시오. (8점)
  3. (3) C점 단면에서, 위치 F에서의 주응력을 구하시오. (10점)

제4문 (24점)

그림과 같이 등분포 하중을 받는 캔틸레버 보의 끝단이 케이블로 연결되어 있다. 캔틸레버 보 부재 AB의 휨강성 EI \,는 6,250kN․m2이고, 케이블 부재 BC의 축강성 EA는 40,000kN일 때 다음 물음에 답하시오. (단, 캔틸레버 보의 축방향 변형 및 보의 자중은 무시한다) (총 24점)
[그림]
  1. (1) 부재 BC의 축력을 구하시오. (10점)
  2. (2) 부재 AB의 휨모멘트도를 작성하시오. (8점)
  3. (3) B점의 수직처짐을 구하시오. (6점)

제5문 (20점)

그림과 같이 라멘 구조물에 수직하중 3 P와 수평하중 2 P가 작용하고 있다. 보와 기둥의 소성모멘트가 각각 2 M_{{p}}와 M_{{p}}일 때, 붕괴기구(collapse mechanism)에 따른 붕괴하중을 가상일의 방법을 이용하여 각각 구하고, 극한하중 P_{{u}}를 결정하시오. (단, L＝10m이고, M_{{P}}＝15kN․m이다) (20점)
[그림]