Insight 구조&응용역학

1. 개요구독자분께서 축부재 문제에 대해 질문을 주셔서, 단순히 풀이만 제시하는 데 그치지 않고 자유도 관점까지 확장하여 조금 더 깊게 해석해보려고 합니다.이전에 구독자 대상 라이브 강의에서 축부재의 자유도 산정에 대해 설명드린 적이 있는데, 이번에 질문을 주신 분도 당시 라이브를 보셨던 분이셨습니다. 그 내용을 바탕으로 보면, 위 구조물은 2자유도 시스템으로 해석할 수 있습니다. B와 C 절점은 수평 및 수직 방향 변위가 구속되어 있는 반면, A 절점은 수평·수직 방향으로 변위가 가능하기 때문입니다.저는 이전 포스팅에서 단자유도(자유도=1) 구조물에 대해 가상변위의 법칙을 적용하여 매우 쉽고 빠르게 문제를 푸는 방법을 소개한 바 있습니다. 그 과정에서 변위가 ‘제곱꼴’로 나타나는 이유 또한 가상변위의 ..

구조해석에서 자유도(Degree of Freedom, DOF)는 구조물이 독립적으로 움직일 수 있는 방향의 수를 의미한다.그러나 구조물의 일부 부재가 매우 큰 축강성(EA)을 가질 경우, 일부 자유도는 서로 종속 관계를 이루게 된다.이 글에서는 축강성이 무한할 때 자유도에 어떤 변화가 생기는지, 그리고 종속 자유도가 어떤 의미를 가지는지를 정리한다.1. EA가 무한하다는 뜻축강성은 부재가 축방향 변형을 얼마나 억제하는지를 나타내는 값으로,$$ EA = E \times A $$이다.여기서 $E$는 탄성계수, $A$는 단면적이다.$EA$가 무한대라는 것은 부재가 축방향으로 신장되거나 압축될 수 없다는 뜻이다.즉, 부재의 양 끝단 사이 길이가 절대 변하지 않는 상태이다.$$\delta = \frac{N L}{..

구조물의 자유도 (Degree of Freedom, DOF)구조물 해석에서 자유도(Degree of Freedom, DOF)란구조물이 자유롭게 움직일 수 있는 독립된 방향의 수를 말한다.즉, 구조물이 몇 가지 방식으로 움직일 수 있는지를 나타내는 개념이다.1. 자유도의 기본 개념하나의 절점(Joint)이 자유롭게 움직일 수 있는 방향은 최대 세 가지다.수평 방향 이동 ($x$ 방향) 수직 방향 이동 ($y$ 방향) 회전 ($\theta$ 방향)예를 들어, 한 점이 $x$, $y$ 방향으로 이동할 수 있고 회전도 가능하다면그 절점은 총 3개의 자유도를 가진다.2. 전체 자유도 (Global DOF)Global DOF는 구조물 전체가 가질 수 있는 자유도의 수를 의미한다.예를 들어 절점이 $N$개인 평면..