5급 공채 2차

2026년 5급 공채 기술 2차 구조역학

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

제1문 (20점)

그림과 같은 부정정보에 크기가 같은 두 개의 집중하중 P \,가 B점과 C점에 작용하고 있다. 다음 물음에 답하시오. (단, 부재의 자중은 무시한다) (총 20점)
[그림]
  1. (1) 중첩법을 적용하여 부정정보의 반력을 구하고, 보의 전단력선도와 휨모멘트선도를 작성하시오. (7점)
  2. (2) 부재가 소성모멘트(M_{p})에 도달할 때 소성힌지가 발생하는 것으로 가정할 경우, 구조물의 소성파괴 발생 시 소성힌지의 위치를 결정하고 극한하중(P_{u})을 구하시오. (7점)
  3. (3) 보의 단면이 그림과 같이 T형보일 때, 극한하중(P_{u})을 구하시오. (단, 부재의 항복응력 f_{y}＝400MPa, 보의 경간 L＝3m이다) (6점)
    [그림]

제2문 (20점)

그림과 같이 프레임 ABC가 있다. A점은 고정단에 의해 지지되고 있으며, C점은 스프링 강성이 k인 수직방향 스프링에 의해 지지되어 있다. 다음 물음에 답하시오. (단, 부재 AB와 부재 BC의 휨강성은 EI \,이고, 모든 부재의 자중은 무시한다) (총 20점)
[그림]
  1. (1) 중첩법을 적용하여 이 프레임 구조물의 모든 지점반력을 구하시오. (10점)
  2. (2) k＝0인 경우, 프레임 구조물의 전단력선도와 모멘트선도를 작성하시오. (5점)
  3. (3) k＝\infty인 경우, 프레임 구조물의 전단력선도와 모멘트선도를 작성하시오. (5점)

제3문 (20점)

그림과 같이 완전탄소성 재료로 이루어진 원형 단면의 양단고정봉에 비틀림모멘트 T \,가 작용하고 있다. C점에서의 비틀림각(\phi)이 0.25rad일 때, 다음 물음에 답하시오. (단, 봉의 전단탄성계수 G＝80GPa, 전단 항복응력 \tau_{y}＝240MPa이고, a＝2m, b＝1.5m, d_{1}＝80mm, d_{2}＝50mm이며, 모든 부재의 자중은 무시한다) (총 20점)
[그림]
  1. (1) 봉 AC와 CB 각각의 최대 전단변형률을 구하고, 각 봉의 전단 항복 여부를 판별하시오. (6점)
  2. (2) C점에 작용하는 비틀림모멘트 T \,를 구하시오. (14점)

제4문 (20점)

기둥좌굴에 대하여 다음 물음에 답하시오. (총 20점)
[그림]
  1. (1) 그림 (가)와 같이 강성 \beta인 회전 스프링으로 연결된 강체 기둥부재에서 좌굴을 유발하는 최소 임계하중을 구하시오. (단, 부재는 강체 AB와 BCD로 구성되며, 모든 부재의 자중은 무시한다) (10점)
  2. (2) 그림 (나)와 같은 기둥에서 탄성 기둥좌굴하중(오일러좌굴하중)을 유도하고, 좌굴응력을 구하시오. (단, 휨강성은 EI \,이고 자중은 무시한다) (5점)
  3. (3) 비탄성 좌굴이론 중 엥게서(Engesser)의 접선계수이론(tangent modulus theory)에 대하여 응력－변형률 곡선과 함께 설명하고, 이에 따른 좌굴응력을 구하시오. (5점)

제5문 (20점)

그림과 같이 튜브 속을 질량 m＝5kg인 피스톤이 등속도 v_{0}＝15m/s로 이동하여 튜브 속에 있는 스프링－댐퍼에 접촉하였다. 접촉 후 운동에 대하여 다음 물음에 답하시오. (단, 댐퍼의 감쇠계수 c＝2Nㆍs/cm, 스프링계수 k＝200N/cm이고, 피스톤과 스프링－댐퍼 접촉 후에는 일체로 운동한다고 가정한다) (총 20점)
[그림]
  1. (1) 피스톤의 고유각진동수 \omega[rad/s], 감쇠계수 \xi, 감쇠 고유각진동수 \omega_{d}[rad/s]를 각각 구하시오. (6점)
  2. (2) 피스톤 운동의 진동 여부를 설명하시오. (4점)
  3. (3) 1)에서 구한 값을 이용하여 변위 u[m]와 속도 v[m/s]의 방정식을 구하시오. (6점)
  4. (4) 피스톤 운동의 최대 변위[m]와 최대 변위가 발생하는 시간[s]을 구하시오. (4점)
    끝