Insight 구조&응용역학

1. 개요힘의 평형과 가상변위의 법칙2017년 7급 국가직 응용역학 문제들 중에는 힘의 평형을 이용해 풀이하는 유형들이 여럿 있습니다.하지만 이들 대부분은 가상변위의 법칙을 적용해도 똑같이, 오히려 더 쉽게 풀 수 있습니다.그렇다고 해서 “가상변위로 풀면 더 쉬운 문제”가 따로 있는 것은 아닙니다.두 방법은 결국 같은 원리에 기반하므로, 가상변위로 유도한 공식과 힘의 평형으로 유도한 공식은 동일한 결과를 줍니다. A 매트릭스와 Kinematic 관계 (변위 매트릭스를 공부하는 사람을 위해)이 원리는 구조기술사 수험생들이 흔히 말하는 ‘A 매트릭스’를 힘의 평형으로 세우는 이유와도 같습니다.즉, Kinematic 관계(운동학적 관계) 를 직접 세우기 어렵다면, 평형방정식을 통해 동일한 관계를 얻을 수 있다..

1. 개요복잡한 구조물, 어떤 방법으로 접근할 것인가위와 같은 문제가 있다고 가정해 보겠습니다.(이 문제는 제 블로그 프로필 사진에도 사용된, 다소 악명 높은 구조물입니다.)기술사나 기술고시를 준비하는 분들 중에는 워밍업(warm-up) 차원에서 매트릭스법(Matrix Method) 이나 에너지법(Energy Method) 으로 이러한 문제를 연습하시는 경우가 많습니다.계산기를 다루는 감각과 수식 전개 능력을 유지하기 위한 일종의 ‘감각 훈련’이죠.그렇다면, 이 문제는 매트릭스법으로 푸는 것이 좋을까요, 아니면 에너지법으로 푸는 것이 좋을까요? 에너지법으로 접근할 경우에너지법으로 접근하면,이 문제는 이미 3차 부정정 구조물에 해당하며게다가 변위까지 구해야 하는 문제입니다.따라서 각 절점에 대해 가상하중을..

1. 개요병렬 연결 문제로의 직관최근 연달아 게시한 글들의 주제는 모두 직렬 연결과 병렬 연결의 개념을 다루고 있습니다.이제 위의 문제를 보면, 자연스럽게 “이건 병렬 연결 문제구나” 하는 느낌이 오시나요?이번 문제 역시 그 연장선상에 있습니다.점 B에서의 수직 처짐은 AB 캔틸레버 부재와 BC 축부재에 동시에 영향을 미칩니다.즉, B점의 처짐에 대해 두 부재가 함께 저항하므로이 구조는 명확히 병렬 연결(parallel connection) 형태에 해당합니다.문제 단순화 전략문제를 보다 간단히 풀기 위해,AB 부재의 등분포하중을 등가 격점하중(equivalent nodal load) 으로 치환하여 다루겠습니다.이렇게 하면 하중이 절점에 집중된 형태로 바뀌어병렬 연결 관계를 더 명확히 파악할 수 있고,계산..

1. 개요누구나 문제풀이에 공식이 잔뜩 들어간 풀이는 부담스럽게 느낍니다.그 이유는 단순합니다.첫째, 공식을 외우는 것 자체가 고역이고,둘째, 연산이 많아질수록 긴장된 시험 환경에서는 계산 실수의 가능성이 커지기 때문입니다.특히 스트레인 로제트(Strain Rosette) 문제는공식에 삼각함수가 등장하기 때문에수학에 자신이 없는 수험생에게는 다소 꺼려지는 유형으로 보일 수 있습니다.하지만 실제로는 그렇지 않습니다.스트레인 로제트 문제는 로제트 사이의 각도를 두 배로 벌린 뒤,모어 원(Mohr’s Circle) 상에서 회전시키며 해석하는 기하학적 풀이법으로도 충분히 접근할 수 있습니다.이 방법은 공식 암기에 의존하지 않으면서도문제의 본질적인 개념을 시각적으로 이해하게 해줍니다.또한 출제자 역시 지나치게 복..

1. 개요보의 정가운데 처짐에 대한 자유도를 생각해보면, 보의 휨강성(EI) 과 구리봉의 축강성(EA) 이 동시에 처짐에 저항하고 있습니다.즉, 이 부분은 두 재료가 함께 처짐을 억제하므로 명확하게 병렬 연결(parallel connection) 로 볼 수 있습니다.반면, 구리와 알루미늄 봉을 비교하면 상황이 다릅니다. 두 봉은 서로의 변형이 종속되어 있지 않고,하중만이 수직 방향으로 그대로 전달됩니다. 이 경우는 전형적인 직렬 연결(series connection) 구조로 해석할 수 있습니다.https://oreostructure.com/38 스프링의 직렬 연결과 병렬 연결1. 스프링의 직렬 연결① 구조적 의미두 개 이상의 스프링이 한 줄로 연결되어 한 점에서 다음 점으로 순차적으로 하중을 전달하는 형..

1.개요https://oreostructure.tistory.com/31 2024년 7급 국가직 응용역학 풀이 (스마트한 풀이는 실수를 줄인다.)총평2024년 7급 국가직 응용역학 시험은 일부 계산을 요구하는 문항이 있었지만, 전반적으로 많은 연산이 필요한 편은 아니었다.7급의 난점은 “문제 자체의 난도”보다 “한정된 시간 안에 손계oreostructure.com최근 게시한 2024년도 7급 응용역학 풀이 중 17번 문항에서 계산상의 오류가 포함된 채 포스팅된 것을 확인했습니다.다행히 한 구독자분께서 세심하게 지적해주셔서 문제를 빠르게 발견하고 수정할 수 있었습니다.이 자리를 빌려 감사의 말씀을 드립니다. 사과의 뜻을 전함과 동시에, 해당 문항에 대한 이해를 돕기 위해이번에는 등가 격점하중(Equival..

1. 개요강체(EI=∞)가 문제에 등장했을 때의 감각문제를 많이 풀다 보면, EI가 무한인 강체가 등장할 때 느껴야 하는 감각이 생깁니다. 첫째, 문제가 오히려 단순해집니다.강체는 휨 변형이 없기 때문에 여러 절점의 움직임이 서로 묶이며,많은 종속 자유도를 만들어 냅니다.즉, 기구학적(Kinematic) 관계를 세우기가 훨씬 쉬워집니다. 둘째, 처짐을 구할 때 큰 도움이 됩니다.EI가 무한이면, 휨에 의한 변형에너지는 존재할 수 없습니다.따라서 강체 구간의 처짐은 단순히 각도 × 길이로 계산할 수 있습니다.이를 모멘트 면적법 관점에서 보면,M/EI 도식에서 EI=∞ 인 부분의 면적은 0이 됩니다.즉, 이전 구간(M/EI ≠ 0)에서 생긴 회전각(θ)에 그 지점까지의 길이(모멘트 암)을 곱하면그 값이 바로..

1. 개요합성 구조물이 시험에 출제될 때, 이를 스프링으로 치환하여 풀이하는 수험생은 많지 않습니다.이는 치환 과정에서 실수를 해 오답을 낼까 두려워서일 수도 있고, 이러한 접근 방식에 익숙하지 않기 때문이기도 합니다.그러나 기술사 문제든 7급·9급 문제든, 많은 수험생들이 구조물을 전체적으로 바라보기보다는 부분적인 해석에 집중한 나머지 ‘큰 그림’을 놓치는 경우가 많습니다. 실제로 동일한 문제를 제시하고 스프링 치환 없이 풀어보라고 하면, 대부분 변위 일치 조건만을 떠올립니다. 물론 변위 일치법도 강력한 해석 도구이지만, 문제를 가장 효율적으로 푸는 방법이라고 하기는 어렵습니다.스프링 치환을 자주 시도해보시기 바랍니다. 이러한 연습은 기술사 문제 풀이뿐 아니라, 역학 전반에 대한 감각과 직관을 끌어올리..

1. 스프링의 직렬 연결① 구조적 의미두 개 이상의 스프링이 한 줄로 연결되어 한 점에서 다음 점으로 순차적으로 하중을 전달하는 형태입니다.즉, 모든 스프링에 걸리는 힘은 동일하지만, 변형(변위)은 각 스프링마다 독립적으로 발생합니다.스프링을 여러 개 줄줄이 이어 붙인 모습을 떠올려보세요.마치 침대 매트리스의 스프링을 세로로 한 줄로 쌓아 놓은 모양입니다.이런 상태에서 위에서 누르면,수직 배열된 스프링에 같은 힘이 전달되지만,각 수직 배열된 스프링이 눌리는 정도(변형) 는 다를 수 있습니다.② 자유도 관점각 스프링은 자체적으로 늘어나거나 줄어들 수 있으므로,구조 전체의 자유도는 스프링 수에 따라 증가합니다.예를 들어, 위 그림처럼 고정점–스프링1–스프링2–하중점 형태라면,스프링1과 스프링2의 변형은 독립..

1. 개요보통 이러한 유형의 문제는 단위하중법(Unit Load Method) 을 이용해 푸는 경우가 많습니다.하지만 이번에는 단위하중법 대신 ‘자유도(Degree of Freedom)’ 의 개념으로 구조물을 분석해 봅시다.이 접근법은 계산 과정을 단순화하면서도 문제의 본질을 훨씬 명확하게 파악할 수 있는 강력하고 효율적인 방법입니다.특히 이러한 시각은 2025년 7급 응용역학 24번 문제와 같은 유사 유형을 빠르고 정확하게 해결하는 데 큰 도움이 됩니다.해당 구조물은 정정 트러스(Statically Determinate Truss) 입니다.이유는 구해야 할 부재력이 5개이고, 세울 수 있는 평형방정식 또한 5개이기 때문입니다.여기에 온도 변화가 발생했다는 조건은 매우 의미 있는 조건입니다.왜냐하면 온도..