개념 한 쪽
정정구조물은 평형 조건만으로 부재력을 모두 구할 수 있다. 트러스는 절점과 부재를 단순한 조건으로 바꾸어 힘을 계산하고, 보는 하중이 어느 점을 지나는지에 따라 비틀림이 생기기도 하고 생기지 않기도 한다. 해석법마다 쓰는 자리가 다르다.
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출제기준 단원 「정정구조물 해석」의 공개 문제 2개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 용어 뜻 묻기 | 1 | 비틀림 없이 휨만 받게 하는 하중 작용점 이름 고르기 |
| 기본가정 확인 | 1 | 트러스 해석 가정에서 어긋난 것 고르기 |
트러스 해석은 세 가지 가정 위에 선다. 절점은 마찰이 없는 핀으로 회전할 수 있고, 하중은 절점에만 작용하며, 부재는 곧은 직선으로 놓인다. 이 가정 아래에서 부재는 인장과 압축만 받고 휨모멘트는 생기지 않는다. 절점에 하중이 집중되지 않으면 부재에 휨이 생겨 가정이 무너진다.
정정트러스의 부재력은 절점법이나 단면법으로 구하고, 도해법으로는 크레모나법, 쿨만법, 릿터법을 쓴다. 바리뇽의 정리는 여러 힘의 합력 위치를 구하는 정리이지 트러스 해법이 아니다. 해법의 이름과 쓰임을 구분해야 한다.
보에서는 하중의 작용선이 단면의 전단중심을 지나야 비틀림 없이 휨만 받는다. 플랜지에 작용하는 전단력이 비틀림 모멘트를 만들기 때문이다. 하중이 전단중심을 벗어나면 부재는 휘면서 동시에 뒤틀린다. 전단중심은 단면의 형상에 따라 정해지는 점이다.
정정구조물 문제는 가정과 해법의 이름을 뒤바꾼다. 트러스 절점을 강접으로 보아 휨모멘트가 생긴다고 하거나, 하중이 부재 중간에 작용해도 무방하다고 하면 틀리다. 바리뇽법을 정정트러스 해법으로 소개하거나, 하중이 전단중심을 지나도 비틀림이 생긴다고 하는 선지도 함정이다.
플랜지에 작용하는 전단력으로 인해 비틀림 모멘트가 생기게 되므로 부재가 비틀림이 없이 휨을 받으려면, 하중의 작용선이 단면의 어느 특정 지점을 지나야 한다. 이 점을 무엇이라 하는가?
정답 ① · 부재가 비틀림 없이 휨만 받기 위해 하중의 작용선이 지나야 하는 단면상의 점을 묻는 문제이다. 하중 작용선이 전단중심을 지나면 비틀림 모멘트가 발생하지 않으므로 부재는 휨만 받게 되며, 이 점을 전단중심이라고 정의한다.
하중이 전단중심을 지나야 비틀림 없이 휨만 발생하므로, 이 점을 전단중심이라고 한다.
트러스 해법의 기본가정으로 틀린 것은?
정답 ③ · 트러스 해법의 기본가정에서 틀린 것을 고르는 문제이다. 트러스는 부재에 축력만 작용하도록 가정하는데, 이를 위해 절점을 마찰 없는 핀으로 연결되어 있다고 가정한다.
트러스는 절점을 마찰 없는 핀 연결(회전 가능)로 가정하여 부재에 굽힘모멘트가 발생하지 않도록 설계된다.
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