Insight 구조&응용역학

2019년 7급 국가직 응용역학 10번 (부정정 보 처짐의 쉬운 풀이)

1.개요여러분께서는 위의 문제를 보고 어떤 생각이 드시나요?이중적분과 곡률이 가장 먼저 떠오르고, 거기에서 사고가 멈춘다면 한 번쯤은 생각을 더 확장해 보시는 것이 좋겠습니다.실제로 티모센코(Timoshenko) 계열의 재료역학 교재를 보면, 이러한 문제를 이중적분으로 푸는 예제들이 많이 수록되어 있습니다. 곡률의 개념을 이해하고, 그로부터 공액보법이 어떻게 파생되는지를 학습하는 데에는 매우 중요한 접근법입니다. 또한 경계조건(Boundary Condition)에 대한 이해도를 높이는 데에도 큰 도움이 됩니다.다만 문제는, 이러한 접근법이 7급·9급 공무원 시험 환경에서는 한계가 분명하다는 점입니다. 우리는 제한된 시간 안에 손계산으로 문제를 해결해야 하며, 따라서 보다 효율적인 접근법을 익히는 것이 필..

1. 개요일반적으로 붕괴 메커니즘에 대한 개념은 기술고시나 구조기술사 시험에서 종종 등장합니다.또한 소성 붕괴하중을 산정하라는 유형의 문제는 프레임 구조물보다는 보 구조물에서 출제 빈도가 더 높은 편입니다.프레임 구조물에서 해당 유형이 출제되는 경우라면, 대개는 사각형 프레임과 같이 비교적 단순한 형상이 주어집니다.반면 Gable Roof Frame과 같은 구조는 난이도가 높아, 기술사 시험에서도 출제 사례가 많지 않습니다.그런 점에서 7급 응용역학 시험에서 프레임 구조물에 대한 소성 붕괴하중 문제가 출제되었다는 점은 매우 신선한 시도라고 볼 수 있습니다.문제가 다소 어렵게 느껴질 수는 있지만, 이는 수험생의 역량 부족 때문이라기보다는독립 붕괴 메커니즘과 합성 붕괴 메커니즘을 명확히 구분하지 않고 서술한..

1.개요위 문제를 보면, 절점에서의 회전각이나 중앙 대칭축 상의 처짐을 묻지 않고, 중심선(5 m)에서 1 m 떨어진 6 m 지점이라는 다소 의외의 위치에서의 처짐을 요구하고 있습니다.처짐을 구하는 방법은 여러 가지가 있습니다.임의의 점에서 처짐을 구해야 할 때, 여러분은 어떤 방법을 가장 자주 사용하시나요?손계산 기준으로는 공액보법을 가장 많이 활용하는 편이고, 단위하중법 역시 매우 널리 쓰이는 방법입니다. 다만 보 구조물에서 단위하중법의 경우, 손적분 과정에서 계산량이 늘어날 수 있다는 점은 감안해야 합니다.이 외에도 다양한 해석 방법이 존재하지만, 이 문제에서는 출제자가 의도적으로 배치한 흥미로운 장치가 하나 눈에 띕니다.바로 해당 부재가 ‘순수 휨(pure bending) 상태’에 놓여 있다는 점..

1.개요실제 시험에서 조합하중 문제가 나오면 어떻게 대응해야 할까요?제 개인적인 추천은 바로 풀지 말고 일단 넘긴 뒤, 시간이 허용될 때 다시 돌아와 푸는 것입니다.일반적으로 응력을 구하는 문제는단면2차모멘트, 단면1차모멘트, 극관성모멘트 등을 산정해야 하는 경우가 많습니다.이 중 하나만 계산하더라도, 공식 자체는 알고 있더라도 손계산 환경에서는 부담이 큰 작업입니다.그런데 조합하중 문제는 이를 여러 개 산정한 뒤 다시 조합해야 하므로,계산 과정 중 단 하나의 실수만 있어도시간은 시간대로 쓰고 정답은 틀리는, 이른바 안 푸니만 못한 상황이 되기 쉽습니다.위의 문제의 그림은 이러한 조합하중의 대표적인 유형입니다. (실제 문제는 그렇지 않습니다.)조합하중 유형은 실제로 대학 중간고사나 기말고사에 출제되더라도..

1. 개요이번 문제는 대칭 조건을 갖는 3차 부정정 프레임 구조물의 수평반력을 구하는 문제입니다.이전에 프레임(Frame) 구조물에 대해 다양한 해석 방법들을 여러 차례 소개해 드린 바 있기 때문에,제 블로그를 꾸준히 보아 오신 분들이라면 프레임 구조물에 대해서는 어느 정도 자신감이 생기셨을 것이라 생각합니다.‘3차 부정정’이라는 표현만 보면 난이도가 높아 보일 수 있지만,이번 문제는 오히려 대칭 조건을 적극적으로 활용할 수 있는 전형적인 유형입니다.따라서 복잡하게 접근하기보다는,구조물의 대칭성을 최대한 이용하고Fixed Roller 지점이 존재할 때의 수정된 강성도를 적절히 적용한다면연산을 크게 줄이면서 빠르고 깔끔하게 문제를 풀 수 있습니다.이번 풀이에서는 이러한 관점에서,대칭을 활용한 사고 흐름과 ..

1. 개요이전 포스팅에서는 해당 문제에 대해 다음과 같은 풀이 방법들을 제시한 바 있습니다.기본 모멘트 분배법수정된 강성도를 활용한 모멘트 분배법변위일치법 (대칭 조건 활용 + 수평반력을 이용한 기본 접근)이번 포스팅에서는 그 연장선으로, 수정된 강성도를 활용한 변위일치법을 적용해 보고자 합니다.여기서 말하는 수정된 강성도란, Fixed Roller 지점을 포함하는 보 부재에 대한 수정된 강성도를 의미합니다. 이 접근에서 중요한 포인트는 다음과 같습니다. 첫째, Fixed Roller 지점에서의 수직 Sway는 고려하지 않습니다.이는 앞서 다루었던 수정된 강성도를 활용한 모멘트 분배법에서도 동일하게 적용했던 가정입니다. 둘째, Fixed Roller에 작용하는 하중 P 는 직접 변위로 처리하지 않고,고정..

1. 개요모멘트 분배법을 활용한 풀이도 충분히 가능하지만, https://oreostructure.tistory.com/98 2024년 7급 국가직 응용역학 22번 (모멘트 분배법 풀이, 수정된 강성도)1. 개요이번 문제는 2024년 국가직 7급 22번으로 출제되었던, 좌우 대칭 프레임의 절대 최대 휨모멘트를 구하는 문항입니다.문제에서 “좌우 대칭인 라멘 구조물”이라는 문구를 굳이 언급한 이유oreostructure.com이 문제의 그림을 자세히 보면 출제자가 의도적으로 제공한 장치가 하나 존재합니다.바로 A점에서의 수평반력 P/8 입니다.해당 구조물은 전체적으로 보면 폐합 구조이기 때문에, 형식적으로는 3차 부정정 구조물에 해당합니다.그러나 좌우 대칭 조건을 활용하여 모델링하면, 구조의 자유도가 줄어들..

1. 개요이번 문제는 2024년 국가직 7급 22번으로 출제되었던, 좌우 대칭 프레임의 절대 최대 휨모멘트를 구하는 문항입니다.문제에서 “좌우 대칭인 라멘 구조물”이라는 문구를 굳이 언급한 이유는 출제자가 대칭 조건을 적극적으로 활용하라고 거의 직접적으로 힌트를 준 것입니다.저는 과거 여러 기출 해설에서 강조했듯이, 구조물 대칭 + 하중 대칭 조건이 성립하면, 대칭축을 기준으로 구조물을 Fixed–Roller 모델로 치환할 수 있습니다. 이를 적용한 풀이 방식은 절점 수를 줄이고 자유도를 감소시키기 때문에 계산량이 극적으로 줄어듭니다. 이번 문제 역시 이러한 대칭 조건을 고려하면 실제로 상당히 간단하게 접근할 수 있습니다.다만, 본 포스팅에서는 단순 해설에 그치지 않고, 대칭을 활용한 경우와 그렇지 않은..

1. 개요2015년에는 서울시 7급과 국가직 7급 모두에서 강체 좌굴 문제가 출제된 바 있습니다. 두 문제 모두 강체 좌굴을 다루고 있지만, 핵심적인 차이점은 바로 스프링의 종류입니다.https://oreostructure.tistory.com/69서울시 7급은 회전 스프링(rotational spring)이 출제되었고, 국가직 7급은 직렬 연결된 선형(병진) 스프링이 등장했습니다. 두 문제를 함께 정리해 두면, 어떤 스프링이 존재하느냐에 따라 좌굴 해석 방식이 어떻게 달라지는지 명확하게 감을 잡을 수 있습니다. 2015년 7급 서울시 응용역학 4번 (강체 좌굴, 힘의 평형과 가상 변위의 법칙)1. 개요이전 글에서 가상변위의 법칙(Virtual Displacement Method) 을 활용한 문제 풀이 ..

1. 개요자중이 작용하는 축부재의 해석은 일반적인 집중하중 축부재 문제와는 성격이 확연히 다릅니다. 축부재의 자중은 부재 전체에 걸쳐 연속적으로 분포하며, 높이가 올라갈수록 그 아래에 누적된 부재의 무게가 증가하게 됩니다. 따라서 축력은 아래에서 위로 갈수록 선형적으로 증가하는 형태를 띠게 됩니다. 이는 하나의 절점에 집중하중이 작용하는 전형적인 축부재 문제와 비교했을 때 분명한 차이점입니다.이번 포스팅에서는 이러한 자중의 효과를 해석하는 두 가지 접근법을 소개하려고 합니다.첫째는 시중 문제집에서 흔히 다루는 고전적(Classic) 접근법으로, 연속 분포하중을 고려하여 축력을 적분해 구하는 방식입니다.둘째는 제가 블로그에서 자주 강조하는 방식으로, 자중을 등가 절점하중으로 치환하여 빠르게 해석하는 방법입..