5급 공채 2차

2025년 5급 공채 기술 2차 구조역학

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

제1문 (15점)

그림과 같이 집중하중이 작용하는 두 가지 유형의 구조물에 대하여 다음 물음에 답하시오. (단, 수평부재 AB는 강체로 거동하고, 모든 부재의 자중은 무시한다) (총 15점)
[그림]
  1. (1) 그림 (가)에서 수직부재 CE의 휨강성은 EI로 일정하고 이 부재의 좌굴에 대한 안전계수가 n일 때, F \,의 허용하중 F_{a}를 구하시오. (5점)
  2. (2) 그림 (나)에서 수직부재 CD와 DE는 강체로 거동하고 D점에서 회전스프링으로 연결되어 있다. 1)에서 구한 허용하중 F_{a}가 전체 수직부재(부재 CD＋부재 DE)의 최소 임계하중이라고 가정할 때, 회전스프링의 강성 \beta를 구하시오. (10점)

제2문 (15점)

그림과 같이 진동테이블 위에 단자유도 구조시스템이 있다. 단자유도 구조시스템의 질량은 m이고 진동테이블은 600cycle/min으로 수평 진동할 때 다음 물음에 답하시오. (단, m은 0.5kg, k는 횡강성, u는 횡변위이고, 감쇠는 무시한다. 아래 물음의 결과는 소수점 둘째 자리까지 표시한다) (총 15점)
[그림]
  1. (1) 진동테이블의 고유진동수 \omega(단위: rad/sec)를 구하시오. (5점)
  2. (2) 질량 m의 수평변위 u의 최대값이 진동테이블 최대변위의 4%가 되는 단자유도 구조시스템의 고유진동수 \omega_{n}(단위: rad/sec)과 횡강성 k \,(단위: N/m)를 구하시오. (10점)

제3문 (20점)

그림과 같이 두 개의 집중하중 P \,와 Q \,가 작용하는 구조물에 대하여 다음 물음에 답하시오. (단, 모든 부재의 휨강성은 EI로 일정하고, 축방향변형과 전단변형은 고려하지 않으며, 부재의 자중은 무시한다) (총 20점)
[그림]
  1. (1) C지점의 반력을 하중 P \,와 Q \,에 관한 식으로 나타내시오. (10점)
  2. (2) 하중 P \,와 Q \,의 크기가 동일할 때, B점의 수직처짐을 구하고 방향을 명시하시오. (10점)

제4문 (20점)

그림과 같이 등분포하중 w를 받고 있는 두 가지 유형의 캔틸레버보에 대하여 다음 물음에 답하시오. (단, 각 보의 휨강성은 EI로 일정하고 부재의 자중은 무시한다) (총 20점)
[그림]
  1. (1) 그림 (가)와 같이 캔틸레버보 중앙부가 축방향스프링에 의하여 탄성 지지되어 있을 때, 휨모멘트도(BMD)를 작성하시오. (단, 축방향스프링 상수 k \, = \, \frac{{6 EI}}{{L^{{3}}}}이다) (8점)
  2. (2) 그림 (나)와 같이 캔틸레버보 중앙부가 회전스프링에 의하여 탄성 지지되어 있을 때, 휨모멘트도(BMD)를 작성하시오. (단, 회전스프링 상수 \beta \, = \, \frac{{EI}}{{L}}이다) (8점)
  3. (3) 그림 (가)와 그림 (나)의 보에 작용하는 최대 휨모멘트(절대값 기준)가 동일하기 위한 축방향스프링 상수 k를 구하시오. (4점)

제5문 (30점)

그림 (가)와 같이 2경간 연속보에 등분포하중 w가 작용하고 있고, 보의 단면은 그림 (나)와 같다. 다음 물음에 답하시오. (단, 부재의 탄성계수는 E이고, 부재의 자중은 무시한다) (총 30점)
[그림]
  1. (1) 보의 정모멘트 최대값과 부모멘트 최대값을 구하시오. (10점)
  2. (2) 보 단면의 항복강도가 400MPa일 때, 소성모멘트 M_{p}를 구하시오. (5점)
  3. (3) 보의 휨거동을 정모멘트 및 부모멘트에 대해 동일한 완전탄소성 거동으로 가정하고, L＝12m로 할 때, 보의 붕괴를 유도하는 소성힌지 발생위치와 하중 w의 크기를 구하시오. (15점)
    끝