Insight 구조&응용역학

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.개요Frame 구조물은 대부분의 외력을 휨 변형(Bending) 으로 저항하기 때문에, 전체 해석의 관점에서 보면 보 구조물과 매우 유사한 형태를 띱니다. 실제로 문제에서 “축력을 고려하라”는 별도의 지시가 없다면, 축력에 의한 변형은 무시하고 휨에 의한 거동만 반영하여 각 부재를 Beam으로 취급해도 충분합니다.이 관점에서 위 문제를 다시 바라보면 해석이 훨씬 단순해집니다.AB 부재는 고정단–자유단 조건을 가진 캔틸레버 보로 볼 수 있고BC 부재는 단순 지지된 보로 간주할 수 있습니다.다만, 캔틸레버 AB와 단순보 BC를 완전히 독립된 보로 취급할 수는 없습니다.두 부재는 절점 B에서 연결되어 있기 때문에, 절점 B는 두 부재에서 동일한 회전각 θB를 가져야 합니다. 이 회전각을 만들어내는 요소가 ..

1. 개요Frame 구조물은 기본적으로 여러 보 부재가 꺾여 연결된 구조라고 이해하시면 됩니다.문제에 따라 (이번 문제처럼) 축력 변형을 일부 고려해야 하는 경우도 있지만,실제 대부분의 Frame은 외력을 휨(moment)으로 저항하는 구조입니다.따라서 보의 중첩법에 익숙하신 분들은 Frame 문제도크게 다르지 않게, 자연스럽게 풀어가는 모습을 보이곤 합니다. 이번 문제에서 요구하는 A점의 수직 처짐 역시 비슷한 맥락입니다. A점 휨에 의한 처짐은,결국 꺾여 있는 (1–a) 길이의 보 부재의 회전각에 큰 영향을 받습니다.즉,먼저 해당 부재의 회전각을 계산하고,그 회전각이 a 길이 떨어진 지점에 만들어내는 처짐을 구한 뒤,a 부분에 대한 하중 P에의한 처짐을 중첩법 원리와 함께 해석하면휨에 의한 처짐을 비..

1. 개요이번 문제는 2차 부정정 Frame에서 외력에 따른 변형 형상(Deformed Shape) 을 묻는 문항입니다.겉으로 보기에는 내력을 계산하고, 부정정 구조물 해석을 수행해야 할 것처럼 보여 다소 부담스러울 수 있습니다.하지만 실제로는 그 어떤 부정정 해석도 필요하지 않습니다.이 문제의 핵심은 두 가지입니다.각 자유도에서 강절점(Rigid Joint)가 만족해야 하는 적합 조건(Compatibility)고정단(Fixed)과 핀(Pin) 지점에서의 회전각 경계조건(Boundary Condition)이 두 가지만 정확히 알고 계시면보기의 변형 형상 중 절반이 바로 제거되며 (보기 ①,②)회전에 의해 발생하는 현회전각(Chord Rotation) 의 방향을 이해하고 있다면어떤 구간에서 모멘트가 + 또..

1. 개요https://oreostructure.com/74 2009년 7급 국가직 응용역학 4번 문제 (등가절점하중 + 변위일치 해법)1. 개요위 문제는 3차 부정정 Frame 구조물의 해석을 요구하는 동시에,구조적으로 상당히 흥미로운 특징을 갖고 있습니다.우선 구조 자체는 BC와 AD의 중점을 연결하는 선을 기준으로 완전한 기하oreostructure.com이전 포스팅에서 말씀드렸듯이, 이번 글에서는 또 다른 풀이 방법을 소개해 드리려고 합니다.이미 여러 포스팅을 통해 반복해서 강조드린 부분이지만,효율적인 문제풀이 전략을 고민할 때 반드시 떠올려야 하는 Rule of Thumb이 있습니다.“부정정 차수가 높을수록 변위법이 효율적이고,정정에 가까울수록 응력법(가상하중법)이 효과적이다.”이번 문항은 3차..

1. 개요위 문제는 3차 부정정 Frame 구조물의 해석을 요구하는 동시에,구조적으로 상당히 흥미로운 특징을 갖고 있습니다.우선 구조 자체는 BC와 AD의 중점을 연결하는 선을 기준으로 완전한 기하학적 대칭을 이루고 있습니다.그러나 하중은 이 대칭축을 기준으로 크기는 동일하나 방향이 반대인 역대칭 하중이 작용하고 있습니다.그렇다면 구조는 대칭이고 하중이 역대칭일 때,구조물 내부에서 발생하는 내력(모멘트·전단력·축력)은 어떻게 분포될까요?결론부터 말씀드리면,내력 또한 역대칭 형태로 전개됩니다.이를 부재 BC를 예시로 살펴보겠습니다.만약 하중까지 대칭이라면, BC 부재는 순수 굽힘(Pure Moment) 상태가 되며 전단력은 존재하지 않습니다.그러나 이번 문제처럼 하중이 역대칭이면,B 지점에서의 모멘트가 –..