Insight 구조&응용역학

2007년 7급 국가직 응용역학 4번 (변형도에 대한 직관적인 풀이)

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. 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..

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. 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..

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..

1. 개요1. 문제 접근 해당 트러스 구조물은 정정 구조물입니다.많은 수험생들이 제작 오차 문제가 나오면 에너지법(단위하중법 등)에 먼저 손을 대곤 합니다. 실제로 시중 문제집에서도 이를 대표 풀이로 많이 소개하고 있죠.하지만 7급 응용역학 시험에서는 조금 다르게 접근할 필요가 있습니다.부재가 8개이고, D점에 수평하중 1 → 수직하중 1을 주어 가상하중법으로 해석하는 과정이 시험장에서 정말 쓸 수 있는 방법일까요? 현실적으로는 시간 압박 때문에 쉽지 않습니다.👉 그래서 저는 평형방정식에만 매달리지 않고 전체 구조물 관점에서 직관적으로 문제를 바라보는 것을 권합니다. 2. 정정성 확인 먼저 이 구조물이 정정인지부터 살펴봅니다. 자유도로 정정 부정정 여부를 빠르게 판단할 수 있기때문에 간략하게 소개드..