2011년 시행 5급(기술) 공채 구조역학 제2문

(2012. 2. 6.)

2번은 충격(급가)하중에 관한 문제인데 사실 (a)형태야 워낙 유명한 문제이고 공식처럼 외우다시피 하는 분들도 많을테지만 1번 문제와 마찬가지로 최소 전체 포텐셜 에너지 원리만 이해하면 굳이 외우지 않아도 금방 공식을 산정해 낼 수도 있다.

내 풀이는 최소 전체 포텐셜 에너지 원리를 약간 변형해서 중학교시절 배우는 "위치에너지 = 운동에너지"라는 에너지 보존법칙을 이용해 공식을 유도했는데 사실상 동일한 방법이다.

(b)형태는 고정지점이 탄성지점으로 변환된 형태라 구조동역학에서 등장하는 스프링 연결의 등가스프링계수를 산정하여 풀이했는데 (c)와 같이 한쪽은 고정지점이고 다른 한쪽은 탄성지점인 형태에서 등가스프링계수를 산정하는데 애를 먹어 한참을 헤매다 해결했다.

다만 충격(급가)하중에 의한 변위는 기존변위에 충격계수 i를 곱하면 된다는 사실은 예전부터 알고 있었지만 최대응력 또한 충격계수 i를 곱한다는 사실은 이번에 이 문제를 공부하면서 양창현의 구조역학 책을 보고나서 새롭게 알게되었다.