Insight 구조&응용역학

2025년 서울시 7급 응용역학 4번

1.개요캔틸레버 보의 최대 휨응력을 구하는 문제를 보면, 고정단 반력부터 계산하고 전단력도와 휨모멘트도를 차례로 그리는 방법을 떠올리기 쉽습니다. 하지만 시험장에서는 필요한 위치의 모멘트만 구해도 충분한 문제인지 먼저 살펴볼 필요가 있습니다. 이번 문제의 핵심은 최대 휨모멘트가 반드시 고정단에서 발생하는 것은 아니라는 점입니다. 서로 반대 방향으로 작용하는 하중 때문에 보의 중간에서 더 큰 휨모멘트가 발생할 수 있으므로, 주요 지점 사이의 모멘트 변화와 절댓값을 비교해야 합니다. 이번 풀이에서는 가상변위의 원리를 활용해 필요한 모멘트를 빠르게 구하고, 최대 휨인장응력까지 연결해 보겠습니다. 전체 휨모멘트도를 완성하지 않고도 정답에 도달하는 과정을 통해, 계산의 양을 줄이면서도 판단의 근거는 놓치지 않는 ..

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.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..

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..

1.개요 이번 포스팅은 오레오구조 카카오톡 단톡방에서 구독자분께서 질문해 주신 문제를 바탕으로 작성하게 되었습니다. 단톡방에서는 구조역학 및 응용역학을 공부하면서 생기는 질문을 함께 살펴보고 있으며, 그중 단순한 질의응답을 넘어 원리를 정리해 볼 만한 문제들은 이와 같이 별도의 포스팅으로도 소개하고 있습니다. 오레오구조 단톡방은 공무원 7·9급 응용역학, 5급 공채 구조역학, 토목구조기술사 및 구조역학 전반에 관한 질문과 풀이 아이디어를 공유하기 위해 운영하고 있습니다. 실시간 답변을 항상 드리기는 어렵지만, 좋은 질문이나 함께 생각해 볼 만한 문제는 모아서 답변드리고 블로그에서도 보다 자세한 해설을 다룰 예정이니 관심 있으신 분들은 자유롭게 참여해 주시면 감사..

1.개요번 문제는 트러스 부재 CH의 영향선을 구하는 문제입니다. 일반적인 방법대로라면 단위하중을 각 절점에 위치시키고 지점반력을 산정한 뒤, 절단법과 힘의 평형방정식을 적용하는 것만으로도 어렵지 않게 답을 구할 수 있습니다. 실제 시험에서도 이러한 접근으로 충분히 빠르게 해결할 수 있는 문제입니다. 다만 이번 포스팅에서는 단순히 평형방정식을 반복하여 영향선의 종거를 계산하는 대신, 뮐러-브레슬라우의 원리(Müller-Breslau Principle)​를 적용하여 조금 다른 관점에서 영향선을 산정해 보겠습니다.뮐러-브레슬라우의 원리를 이용하면 구하고자 하는 부재력에 대응하는 구속을 해제하고 그 방향으로 단위변위(Unit Displacement)​를 부여함으로써, 구조물이 형성하는 Kinematic Mec..