3장. 정정 구조물 — 보·트러스·라멘·아치·케이블
토목기사 필기 개념서 · 1과목. 응용역학 · 절 6개
이 장에서 배우는 것
3-1. 정정보의 종류와 단순보(집중하중)
단면력 구하는 순서: ① 반력(1-2) → ② 왼쪽 끝에서부터 자르며 V(x) → ③ M(x) → ④ SFD·BMD 를 그리고 최댓값 위치 확인.
3-2. 분포·모멘트 하중과 하중–전단력–휨모멘트 관계
미분 관계. 보의 아주 짧은 조각에서 수직 평형을 쓰면 전단력의 변화율이 하중 강도와 같고(부호 반대), 모멘트 평형을 쓰면 휨모멘트의 변화율이 전단력과 같다. 그래서 SFD 의 기울기 = −w, BMD 의 기울기 = V 이고, V…
3-3. 캔틸레버·내민보·게르버보
캔틸레버. 자유단에서 고정단 쪽으로 자르면 반력을 몰라도 단면력을 바로 구할 수 있다. 모든 하중이 고정단에 대해 같은 방향 모멘트를 만들므로 고정단에서 최대이고, 상부가 인장되는 (−)모멘트다.
3-4. 영향선과 이동하중
영향선: 단위하중(P = 1)이 구조물 위를 움직일 때, 한 위치의 반력·전단력·휨모멘트 값을 하중 위치마다 그린 선. 단면력도(SFD·BMD)는 하중이 고정이고 단면이 움직이지만, 영향선은 단면이 고정이고 하중이 움직인다.
3-5. 정정 트러스
트러스 가정: ① 절점은 마찰 없는 핀 ② 부재는 직선 ③ 하중·반력은 절점에만 작용 ④ 부재는 축방향력(인장·압축)만 받는다 ⑤ 변형은 미소.
3-6. 정정 라멘·3힌지 아치·케이블
기둥과 보가 강절점으로 연결된 뼈대. 단순보형(힌지 + 롤러), 캔틸레버형, 3힌지 라멘이 정정이다.