5급 공채 2차

2022년 5급 공채 기술 2차 응용역학

문제 4개 · 100점. 참고 답안·채점 기준은 앱에서 볼 수 있습니다.

제1문 (20점)

그림과 같이 길이가 L, 단면의 폭이 b, 높이가 h인 캔틸레버보에 대하여 다음의 물음에 답하시오. (단, 보는 인장과 압축에 대하여 동일한 탄성계수를 갖는 선형탄성재료로 이루어지며, L = 3 h이다) (총 20점)
[그림]
  1. (1) 점 A에 작용하는 주인장응력, 주압축응력, 최대 전단응력의 크기를 각각 구하시오. (8점)
  2. (2) 점 B에서 주인장응력으로 인하여 인장균열이 발생할 때 주인장응력의 크기와 균열의 각도를 각각 구하시오. (단, 균열의 각도는 중립축에 대한 각도이다) (12점)

제2문 (25점)

그림과 같은 프레임구조물에서 점 C는 힌지이고 점 B와 점 D는 강절되어 있으며 부재 BC의 휨강성 EI＝5,000kN․m2이다. 프레임구조물의 점 F에 1kN의 하중이 수직방향으로 작용하는 경우 점 F의 수직처짐 \delta_{{\mathrm{F}}}＝2.887mm가 발생하였을 때 다음 물음에 답하시오. (단, E \,는 탄성계수, I \,는 단면2차모멘트이고 모든 부재의 축방향 길이변화는 무시한다) (총 25점)
[그림]
  1. (1) 주어진 하중에 대한 프레임구조물 모든 부재의 모멘트선도를 그리시오. (10점)
  2. (2) 부재 BC가 열화되어 휨강성 EI \,값이 5,000kN․m2에서 4,000kN․m2로 줄었을 때 점 F에서의 총수직처짐을 구하시오. (15점)

제3문 (30점)

그림과 같이 두 개의 동일한 L형강 A, B가 두께가 10mm이고 높이가 200mm인 강판에 용접되어 Z형 단면을 갖는 길이가 4m인 보 구조물이 경사도가 2:1인 지붕에 단순지지되어 있다. 강판과 L형강의 항복강도가 300MPa이고 항복에 대한 안전율은 2.5이며 하중이 단면의 도심을 지나 연직방향으로 작용할 때 다음 물음에 답하시오. (단, L형강 A의 단면2차모멘트 I_{x} 1＝391×103mm4, I_{y} 1＝912×103mm4이고 단면상승모멘트 I_{x} 1 y 1＝349×103mm4이며 단면적은 1,148mm2이다) (총 30점)
[그림]
  1. (1) 주어진 Z형 단면에서 x축으로부터의 중립축 방향을 구하고 그리시오. (15점)
  2. (2) 이 보가 지지할 수 있는 등분포하중의 최댓값을 구하시오. (15점)

제4문 (25점)

그림과 같이 부재 AB에 분포하중 w가 작용하고 있으며 A는 고정단, B는 로울러로 지지된 부정정구조물이 있다. 부재 AB는 항복응력 \sigma_{Y} \,이고 탄성－완전소성 거동을 하는 재료로 이루어져있을 때 다음 물음에 답하시오. (단, 부재 AB는 폭 b, 높이 h인 직사각형 단면을 가진다고 가정한다) (총 25점)
[그림]
  1. (1) 부재 AB에서 발생하는 반력을 구하고 전단력선도와 모멘트선도를 그리시오. (5점)
  2. (2) 점 C에서의 수직처짐을 구하시오. (8점)
  3. (3) 부재 AB에 최초의 소성힌지가 발생할 때의 분포하중 w_{{P}} 크기를 구하시오. (5점)
  4. (4) 휨모멘트로 인해 단면에 소성힌지가 생기는 원리에 대하여 기술하고 소성힌지 발생 위치 및 붕괴 형상을 그리시오. (7점)