Insight 구조&응용역학

1. 개요(1) 등가 절점하중(Equivalent Nodal Force)의 개념구조역학을 공부하다 보면 “등가 절점하중(또는 등가 격점하중)”이라는 개념이 자주 등장합니다.이 용어는 단순히 수식의 변환이 아니라, 전산 구조해석의 핵심 개념 중 하나입니다.이번 글에서는“단순보 정중앙에 집중하중이 작용할 때, 양 끝단의 회전량을 구하시오.”라는 간단한 예제를 통해 등가 절점하중이 왜 필요한지, 그리고 어떻게 쓰이는지 살펴보겠습니다.(2) 전산 구조해석의 기본 관점 — Node 중심 사고현대의 구조해석 프로그램(FEM, Frame Analysis 등)은 대부분 ‘절점(Node)’ 중심으로 사고합니다.즉, 부재(Element) 내부에서 어떤 변형이 일어나더라도,그 결과를 절점에서의 힘과 변위로 환산하여 해석합니..

1. 개요블로그를 처음 운영하던 시기에, 이 문제를 보기를 활용하여 계산 없이도 정답을 추론하는 방법에 대해 소개한 적이 있습니다.그동안 여러 해의 7급·9급 응용역학 기출문항을 분석하면서 느낀 점은,보기를 잘 활용하면 정답 범위를 상당히 좁힐 수 있는 문제들이 꽤 많다는 것입니다.특히 강성도(Stiffness), 유연도(Flexibility), 처짐(Deflection) 등에 대한 감각이 쌓여 있을수록 그러한 문항을 빠르게 식별하고 접근할 확률이 높아집니다.다만, 비전공자이거나 아직 감각이 형성되지 않은 수험 초기 단계에서는 무리하게 보기를 중심으로 풀이하려는 접근이오히려 정답률을 낮출 수 있다는 점도 함께 말씀드리고 싶습니다. 이러한 이유로 이번 글에서는 공액보법(Conjugate Beam Metho..

1. 개요이번 글은 처짐각법 Pt.1에 이어 두 번째 글입니다.https://oreostructure.com/48 보 구조물 변위법의 기본 - 처짐각법 pt 11. 개요단순보 양끝에 모멘트가 작용하면 휨은 어떻게 될까요?구조물을 스프링처럼 단순 모델로 치환하는 직관은 유용하지만, 보는 단자유도 스프링과 달리 양단 회전이 독립적으로 존재합니다oreostructure.com이번에는 보의 한 지점에서 지점 침하(Settlement) 가 발생했을 때이를 어떻게 해석해야 하는가에 대해 다뤄보겠습니다.이때 핵심은 두 가지입니다.첫째, 지점 침하로 인해 양단 모멘트가 어떻게 발생하는지,둘째, 이 모멘트가 보의 회전량과 어떤 관계를 가지는지를 이해하는 것입니다. 이번 포스팅에서는 이러한 과정을 순수한 기하학적 변형도(..

1. 개요5급 · 7급 · 9급 시험의 출제 경향 비교사실 5급·7급·9급 응용역학 시험은 모두 학부 수준의 기본 이론 범위 안에서 출제됩니다.다만, 계산 도구의 사용 가능 여부와 문제의 구조 단순화 정도에 따라 난이도가 달라집니다.7급과 9급 시험은 공학용 계산기 사용이 불가능하기 때문에모든 계산을 손으로 직접 수행해야 합니다.따라서 문제는 상대적으로 단순한 구조물 형태로 출제되고,산술적으로 깔끔하게 떨어지는 수치 구성을 통해출제자의 일종의 배려가 느껴지는 문제들이 많습니다.반면, 5급 시험은 공학용 계산기의 사용이 허용되므로이와 같은 단순화된 배려가 거의 없습니다.문제의 구조가 더 복잡해지고, 계산 과정도 길어지는 경향이 있습니다.이러한 차이는 2018년 국가직 7급 20번 문제와 2025년 5급 공..

1. 개요https://oreostructure.com/22 가상 변위의 법칙과 적용 -2023년 7급 국가직 예시가상변위의 법칙, 이렇게 이해하면 쉽다가상변위의 법칙 -Principle of Virtual Work은구조역학에서 “외력과 내부력이 평형을 이룰 때, 아주 작은 가상의 변위를 주면 외부일과 내부일의 합이 0이 된oreostructure.com이전에 2023년 국가직 7급 9번 문제에 대한 풀이를 올린 적이 있습니다.https://oreostructure.com/51이번에는 그 문제를 2025년 서울시 7급 14번 문제와 비교하여 살펴보겠습니다. 2025년 7급 서울시 응용역학 풀이 (유연도와 강성도에 익숙해지자)“바로 풀린다” 리스트 (문제당 30초 내외)1, 2, 3, 6 (부재의 부피 산..

1. 개요이번 문제를 공액보법(Conjugate Beam Method) 으로 푼다고 가정해 보겠습니다.먼저, 실제 보의 굽힘모멘트도(BMD) 를 산정한 뒤,이를 EI로 나누어 단순보에 작용하는 등가 하중으로 치환하는 과정을 거치게 됩니다.즉, M/EI 도를 단순보 위의 하중 분포로 바꾸는 것이 첫 단계입니다. 하지만 공액보법을 적용할 때 가장 시간이 소요되는 부분은바로 공액보의 반력 계산입니다.이를 일일이 적분하거나 모멘트 균형으로 구하면 복잡해지기 때문입니다.이때 유용한 방법이 바로 등가 하중(Equivalent Load) 을 이용하는 것입니다.공액보의 반력을 등가하중으로 빠르게 환산하면 복잡한 계산 과정을 상당히 단축할 수 있습니다. 특히, 단순보로 모델링했을 때 공액보의 반력은 실제 보의 회전량(θ..

공액보법(Conjugate Beam Method)과 이중적분법의 관계보의 처짐과 기울기를 구하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.그중 공액보법(Conjugate Beam Method)은 이중적분법(Double Integration Method)과 밀접한 관계를 가지며,이중적분 과정을 보다 직관적으로 이해할 수 있도록 만들어진 개념적 방법입니다.1. 기본 개념단면 2차모멘트 $I$와 탄성계수 $E$를 가진 보의 휨 방정식은 다음과 같습니다.$$EI \frac{d^2y}{dx^2} = M(x)$$여기서$M(x)$ : 실제보의 휨모멘트$y(x)$ : 처짐입니다.이를 두 번 적분하면 다음과 같은 관계를 얻습니다.$$\frac{dy}{dx} = \theta(x) = \int \frac{M(x)}{EI} , dx$$..

자유진동 Free Vibration과 고유진동수 Natural Frequency구조물이나 물체가 외력 없이 스스로 진동하는 현상을 자유진동 , Free Vibration 이라고 합니다.즉, 한 번 변형시킨 뒤 손을 떼었을 때, 구조물이 자체의 탄성력과 관성력만으로 움직이는 진동을 말합니다.1. 자유진동의 기본 개념스프링에 질량 $m$이 달려 있고, 스프링 상수가 $k$라고 합니다.한 번 아래로 당겼다가 놓으면, 물체는 복원력과 관성력에 의해 왕복 운동을 하게 됩니다.이때 운동방정식은 다음과 같습니다.$$m\ddot{x} + kx = 0$$여기서$m$: 질량$k$: 스프링 상수 (강성도, stiffness)$x$: 변위$\ddot{x}$: 가속도2. 고유진동수의 유도위의 방정식은 조화진동(harmonic ..

1. 개요공식은 많이 외울수록 도움이 될 수 있지만, 그만큼 정확하게 기억하는 것이 중요합니다.만약 공식이 헷갈리거나 기억이 모호해진다면, 언제든지 빠르게 다시 유도할 수 있는 능력을 갖추는 것이 더 실질적인 실력이라고 생각합니다.이를 위해서는 기본적인 강성(Stiffness) 개념과 등가 격점하중(Equivalent Nodal Load) 의 활용법을 확실히 익혀두는 것이 좋습니다. 대부분의 교재나 참고서에서는 공액보법(Conjugate Beam Method) 이나 모멘트 면적법(Moment-Area Method) 을 이용해 처짐을 계산하지만,저는 앞으로 처짐각법(Slope-Deflection Method) 과가상변위의 법칙(Virtual Work Principle) 에 기반한 변위법(Displaceme..

1. 개요이 문제는 전형적인 좌굴문제입니다.여기서 압축 하중은 온도 변화로 인한 내력으로 작용합니다.문제에서 주어진 조건을 보면,B 지점의 지지 상태가 단순히 “이동 지점으로 지지된다”라고만 표현되어 있습니다.이 표현은 읽을때 지점 이라는 단어에 집중하면 안됩니다구조물의 자유도(Degree of Freedom) 관점에서 어떻게 해석해야 할지 명확히 판단해야 합니다.1) ‘지점’이라는 단어에 집중할 때단어 그대로 해석하면 많은 분들이고정단–고정단(Fixed–Fixed) 혹은 고정단–고정 롤러(Fixed–Fixed Roller) 조건만을 떠올릴 수 있습니다.그러나 문제의 표현에는 “이동” 이라는 단서가 있습니다.즉, 수평 변위(Sway 변위) 가 허용된다는 뜻이므로,고정단–고정단(Fixed–Fixed) 조건..