Insight 구조&응용역학

2026년 5급 공채 재료역학 4번

1.개요이번 포스팅에서는 2026년 기술고시 5급 공채 재료역학 4번 문항을 풀어보겠습니다. 대각선 방향의 용접선을 기준으로 초기 응력과 변형률을 구하고, 이후 스트레인 로제트에서 측정한 세 방향의 변형률을 이용해 변화한 응력 상태와 주변형률을 살펴보는 문제입니다. 계산에 앞서 각 방향이 무엇을 뜻하는지 정하고, 좌표를 회전했을 때 응력과 변형률의 성분이 어떻게 달라지는지 모어원으로 확인하겠습니다.이 문제에서 특히 주의할 점은 평면응력 상태가 평면변형률 상태를 뜻하지는 않는다는 것입니다. 얇은 강철판의 평면응력 가정에서는 두께 방향 응력을 0으로 두지만, 면내 응력으로 인한 포아송 효과 때문에 두께 방향 변형률은 발생할 수 있습니다. 따라서 판의 면내 변형률만 계산하고 끝내면 문제에서 요구하는 모든 주변..

1.개요이 문제는 상자 내부의 물체가 두 스프링에 매달린 상태로 낙하할 때 최대 변위와 가속도를 구하는 문제입니다. 기술사 문제로 출제되었지만, 앞서 소개한 Chopra의 『Dynamics of Structures』 연습문제와 구조 및 풀이 방식이 사실상 동일합니다.저 역시 학부 시절 교수님께서 내주신 연습문제 숙제로 이 문제를 풀어본 적이 있습니다. 당시 교수님께서는 Argand Diagram에 복원력과 관성력을 벡터로 그려 각 힘의 관계를 설명해 주셨고, 그 설명이 오래 기억에 남아 이번 풀이에도 함께 담았습니다. 다만 문제에 제시된 조건만으로는 충돌 직후의 초기조건이 완전히 정해지지 않습니다. 자유낙하 중에도 물체가 상자에 대해 진동할 수 있기 때문입니다. 따라서 아래 풀이에서는 자유낙하 중의 내부..

1.개요이번 포스팅에서는 토목구조기술사 140회 4교시 6번 문제를 풀어보겠습니다. 일반적인 선형 탄성보에서는 응력과 변형률이 비례한다는 가정 아래 일정한 휨강성 EI를 사용하지만, 실제 구조재료의 거동은 반드시 선형적이지 않습니다. 대표적으로 콘크리트는 균열과 비선형 압축거동을 나타내며, 철근과 강재 역시 항복 이후에는 선형관계가 성립하지 않습니다. 철근콘크리트 휨설계에서 사용하는 Whitney의 등가 직사각형 응력블록도 실제 콘크리트의 곡선형 응력분포를 그대로 나타낸 엄밀해라기보다는, 압축합력의 크기와 작용위치를 간편하게 평가하기 위한 설계용 근사모델입니다.본 문제에서는 재료의 응력–변형률 관계가 f=Kε^0.4로 명확하게 주어져 있으므로, 선형 탄성보의 공식이나 일정한 EI를 그대로 적용할 수 없습..

1. 개요건축구조기술사 92회 2교시 5번은 세 개의 롤러를 가진 이동체가 단순보 위를 통과할 때 절대최대휨모멘트의 위치와 크기를 구하는 문제입니다. 시중의 풀이는 일반적으로 바리뇽의 원리로 이동하중열의 합력 위치를 구한 뒤, 합력과 검토 대상 하중이 경간 중앙에 대해 대칭이 되도록 배치하여 절대최대휨모멘트의 위치를 결정합니다. 이번 풀이에서는 이러한 배치 조건을 곧바로 적용하지 않고, 먼저 일차 부정정인 상부 이동체의 롤러 반력을 최소일의 원리로 산정한 후 이를 이동 집중하중열로 치환하였습니다. 이어서 휨모멘트 영향선에 각 이동하중을 직접 대입하여 휨모멘트를 하중 위치의 함수로 구성하고, 극값 조건을 적용해 절대최대휨모멘트의 위치와 크기를 구하였습니다. 두 방법은 본질적으로 같은 최대조건에 도달하지만,..

바로 풀린다” 리스트 (문제당 30초 내외)1 (가상변위의 법칙), 2 (SFD, BMD관계), 8 (휨강성 비율로 처리), 9 (부정정 축부재 변위일치), 10 (평형방정식), 11 (모멘트분배법 기본), 12(가상변위의 법칙 활용), 14번 (변단면 Cantilever, 중첩법 기본)16 (가상변위의 법칙 활용), 17(좌굴 기본), 18 (처짐각법 활용), 20 (부정정 축부재 병렬연결)“시간이 걸리지만 풀만하다” 또는 "조금 더 생각하면 쉽게 풀린다" , 리스트3번 (사다리꼴 분포하중 단순보의 최대 휨모멘트) : 보기를 활용 또는 반력을 쉽게산정하는 스킬4번 (극관성 모멘트) : 정의를 활용하여 평행축 정리 한번에 해결 Skill5번 (절대 최대 휨 모멘트) : 기본 공식 활용 / 기억나지 않더라..

바로 풀린다” 리스트 (문제당 30초 내외)1 (부재길이와 강성도 기본), 2 (휨응력 기본), 3 (좌굴하중 기본), 4 (트러스 절점법 기본), 5 (단순보 해석 기본), 6 (힘의 평형 기본), 7(부정정차수 기본), 8번 (최대전단응력 기본)9 (우력 활용), 11(처짐각법 활용), 12 (중첩법 활용), 13 (정역학, 빗면을따라 움직이는 물체)15(축부재 병렬연결), 16(부정정 구조물 기본), 18(포아송비 기본), 20번 (내부힌지 힘의평형)21 (정정라멘 힘의평형), 22(평형방정식, 축부재), 23(트러스 단면법), 24(뮐러-브레스라우 기본)“시간이 걸리지만 풀만하다” 또는 "조금 더 생각하면 쉽게 풀린다" , 리스트10번 (평균전단응력) : 익숙치 않은 유형으로 느껴질 수 있으나 전..

그동안 오레오구조 블로그를 통해 7급·9급 공무원 응용역학을 비롯하여 5급 공채, 토목·건축구조기술사와 관련된 여러 문제와 풀이를 포스팅해 왔습니다.글을 작성하다 보면 풀이과정을 최대한 자세히 설명하려고 해도 글과 수식만으로는 전달하기 어려운 부분이 있습니다. 특히 제가 블로그에서 자주 소개하는 가상일의 원리, 유연도법, 처짐각법, 모멘트 분배법, 뮐러-브레슬라우의 원리, 구조동역학 등의 내용은 단순히 최종 계산과정만 보는 것보다 왜 이런 방법을 선택했는지, 시험장에서 어떤 생각의 순서로 접근하는지​를 함께 설명하는 것이 이해에 훨씬 도움이 된다고 생각합니다.그래서 기존에 포스팅했던 문제들 가운데 궁금한 문제가 있다면 신청을 받아 라이브 Q&A 형식으로 직접 풀이하고 질문을 받는 시간을 가져보려고 합니다..

1.개요지난 포스팅에서는 타이로드가 설치된 동일한 구조물을 매트릭스 응력법(Matrix Force Method)으로 해석해 보았습니다. 당시에는 타이로드의 축력을 부정정력으로 선정하고, 평형행렬과 부재 유연도행렬을 구성한 뒤 변위일치조건을 적용하여 타이로드의 축력과 각 부재의 휨모멘트를 산정하였습니다. 이번 포스팅에서는 같은 문제를 반대의 관점인 매트릭스 변위법(Matrix Displacement Method)으로 다시 풀어보고자 합니다. 동일한 구조물을 두 가지 방법으로 해석해 보면 응력법과 변위법이 단순히 서로 다른 공식을 사용하는 풀이법이 아니라, 구조물의 힘과 변위를 각각 미지수로 선택하여 동일한 역학적 조건을 표현하는 방법이라는 점을 보다 명확하게 확인할 수 있습니다.이번 풀이에서는 먼저 구조물..

1.개요이번 문제는 타이로드가 설치된 구조물에서 타이로드의 축력과 각 부재의 휨모멘트를 산정하는 문제입니다. 일반적으로는 타이로드의 축력을 부정정력으로 선정한 뒤 각 구조물의 처짐을 직접 계산하고, 타이로드의 축변형을 고려한 변위일치조건을 세워 풀이할 수 있습니다. 그러나 이번 포스팅에서는 같은 원리를 매트릭스 응력법(Matrix Force Method)의 관점에서 정리해 보고자 합니다.매트릭스 응력법에서 중요한 것은 행렬식을 단순히 암기하는 것이 아니라, 각각의 행렬이 어떠한 물리적 의미를 갖는지를 이해하는 것입니다. 먼저 외력에 대한 평형행렬과 부정정력에 대한 평형행렬을 구성하면, 각 하중이 개별 부재력으로 어떻게 전달되는지를 표현할 수 있습니다. 여기에 각 부재의 휨 및 축변형을 나타내는 유연도행렬..

1.개요이번 포스팅에서는 토목구조기술사 140회 3교시 4번 문제를 모멘트 분배법을 이용하여 손계산으로 풀어보겠습니다. 문제에서는 매트릭스 구조해석법을 제외한 기타 구조해석법을 이용하도록 조건을 제시하고 있습니다. 연속보를 해석하는 방법에는 3연 모멘트 방정식, 처짐각법, 모멘트 분배법 등 여러 가지가 있지만, 이번 문제는 각 부재의 단부조건을 적절히 활용하면 모멘트 분배법으로 상당히 간결하게 해석할 수 있는 문제입니다.특히 토목구조기술사 시험에서는 단순히 최종적인 수치만 산정하는 것보다 제한된 시간 안에 구조물의 특성을 파악하고, 적절한 해석법을 선택하여 손계산으로 논리적인 풀이 과정을 전개하는 것이 중요합니다. 이번 문제 역시 일반적인 모멘트 분배표를 여러 차례 반복해서 작성할 필요가 없습니다. A점..