성힌지는 소성설계 개념에서 나온 것으로 지진하중과 관련이 되어 있습니다.  ▶ 지진하중(Seismic load, Earthquake load) 개요▶ 지진하중/ 설계응답스펙트럼이란?/ 설계응답스펙트럼 구하는 방법▶ 건축물 하중의 종류/ 하중조합/ 하중조합의 원리  지진하중은 매우 큰 하중이지만 발생확률은 매우 낮습니다. 건축물의 내진등급별 최소성능목표를 보더라도  내진등급 Ⅱ인 건축물은 재현주기 1000년인 지진하주에 대해 인명보호를 목표로 하고 있습니다. 이렇게 확률이 높지 않은 지진하중에 대해 탄성범위 내로 설계하는 것은 비효율적이라고 할 수 있습니다. 따라서 탄성을 넘어선 소성구간의 붕괴까지를 감안해서 설계하겠다는 것이 소성설계의 기본 개념입니다. ▶ 응력-변형도 곡선, 탄성과 소성▶ 강도와 강성(..

구조역학/소성설계 2024. 11. 16. 13:38

구조물의 안정/불안정, 정정/부정정 상태를 판정하는 방법에 대해서는 다음 글을 참고하시고, 여기서는 부정정차수를 계산하는 방법에 대해 살펴보겠습닏.   ■  안정/ 불안정, 정정/부정정 - 구조물의 판별  정정(靜定)/ 부정정(不靜定)안정구조물은 정정구조물과 부정정구조물로 나눌 수 있습니다. 정정구조물은 힘의 평형식만으로 지점의 반력과 부재의 응력을 구할 수 있는 구조물을 말하고, 부정정구조물은 힘의 평형식만으로는 지점의 반력과 부재의 응력을 구할 수 없는 구조물로서 적합조건이 있어야만 계산이 가능합니다. 부정정차수부정정차수는  부정정구조물을 풀기 위해 필요한 적합조건(변형에 대한 적합 조건)의 수를 말합니다. 부정정차수 = 미지의 반력수 + 미지의 부재력수 – 평형조건식 수  즉, 부정정차수를 우리가 ..

구조역학/부정정구조물 2024. 11. 14. 21:12

기둥과 같은 구조물이 중심 축하중을 받을 때 압축력이 한계치보다 작으면 변형이 발생하지 않고 원래의 형태를 유지하는데, 어느 한계를 넘어서면 옆으로 구부러지게 되고 이것을 좌굴이라고 합니다. 또한 한계치 하중을 좌굴하중이라고 합니다. 임계하중의 기본계산임계하중을 계산하기 위해 다음가 같은 같단한 구조물을 살펴보겠습니다. 중심 축하중을 받는 기둥에서 변형이 발생하고 이때의 처짐각을 θ라고 할 때 B점에서의 모멘트는 다음과 같이 됩니다. 가운데 지점 B에 이상적인 스피링이 있다고 생각하기도 합니다. 이 스프링을 구부리는 원래 상태로 되돌릴려는 힘이 있는데 이것을 휨강성이라고 생각하면 될 것 같습니다. 이 스프링을 구부린 각도가 총 2θ이므로 스프링의 휨강성에 스피링을 구부린 총 각도를 곱하면 모멘트를 계산할..

재료역학 2024. 7. 20. 09:54

이전 글에서 보에서 발생하는 휨모멘트와 단면계수에 대해 말씀드린 적이 있습니다. ▶ 휨모멘트와 단면계수 일반적으로 보에 휨모멘트가 작용하고 발생하는 휨응력이 탄성구간에 있다면 응력 분포는 다음과 같이 나타나게 됩니다. 여기선 B는 보의 폭, D는 보의 높이가 됩니다.  중립축을 기준으로 위쪽으로 갈수록 압축응력이 커지고, 아래쪽으로 갈수록 인장응력이 커지는데, 이 삼각형의 합력은 다음과 같이 됩니다.이 C와 T가 보 단면을 돌리는 식으로 작용하니까 모멘트의 크기를 계산하려면 두 힘사이의 거리(j)를 곱해서 계산합니다. 그래서 보에서 발생하는 모멘트는이 식에서 보면 보의 형상과 관련된 부분을 묶어서(다시 말해서 B나 D가 포함된 식을 하나로 묶어서) 나타낼 수 있는데, 이 Z를 단면계수라고 합니다. 단면2..

재료역학/단면력 2024. 7. 16. 19:30

항상 기억해야 할 것은 모든 재료는 변형이 발생하기 때문에 재료역학은 재료의 변형과 응력을 다룬다는 것입니다. 보와 같이 휨응력이 발생하는 부재는 단면의 성능을 평가하기 위해 단면2차모멘트가 필요하다는 것을 살펴보았습니다. 여기서는 단면2차모멘트와 관련된 단면극2차모멘트, 단면상승모멘트를 살펴보겠습니다. 이 개념들은 단면의 주축을 판단하기 위해 필요한 것들입니다. ▶ 보의 처짐곡선/ 처짐각/ 휨응력도와 단면2차모멘트 단면2차모멘트일반적인 상황을 표현하기 위해 다음과 같이 불규칙한 단면으로 만들어진 부재가 있다고 가정해보겠습니다. 여기서 도심을 G라고 하고 도심을 원점으로 한 2차원 그래프를 그리면 다음과 같이 나타낼 수 있습니다. 도심을 구하는데 유용한 개념이 단면1차 모멘트입니다. 위 그림에서 미소 단..

재료역학/단면력 2024. 7. 11. 21:37

온도가 올라가면 대부분의 물질은 늘어납니다. 물은 예외적으로 특이한 경우인데 온도가 영하로 내려가면 물은 동결하면서 부피가 9% 정도 팽창합니다. 물을 제외하면 대부분의 물질은 온도가 올라가면서 팽창합니다. 이렇게 재료가 팽창하면 구조물에 어떤 영향을 미치게 될까요? ▶ 열팽창계수와 온도하중 ▶ 축방향력과 변형, 푸아송비 열팽창다음과 같은 정정구조물이 있을 때 온도가 ΔT만큼 상승한다면 어떻게 될까요? 이 부재의 한 쪽은 자유단으로 고정되어 있지 않기 때문에 길이가 δ 만큼 팽창하게 됩니다. 길이만 팽창할 뿐 문제를 야기하지는 않습니다. 이때 얼마나 늘어나게 될까요? 늘어난 길이는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.  열팽창계수는 어떤 재료의 온도가 1℃ 변했을 때 단위길이 당 길이가 얼마나 변했는지 나타..

건축구조/힘과 응력 2024. 7. 10. 18:04

모든 재료에 힘이 작용하면 축방향력이나 휨응력, 단면응력으로 나타납니다.  재료의 축방향으로 힘이 작용하면 다음과 같은 응력이 발생하다고 했습니다.  ■ 축방향력과 변형, 푸아송비  이렇게 길이 방향으로 힘 P가 작용하면 응력-변형도 곡선은 다음과 같이 나타납니다. 일단 탄성 구간에서만 살펴본다면 재료에 가해진 힘은 다음과 같은 관계를 나타냅니다.  응력의 개념에서 살펴본 것처럼 응력은 위의 두 식으로 나타낼 수 있기 때문에 두 식으로부터 다음과 같은 관계를 유도할 수 있습니다. ■ 응력이란?▶ 응력-변형도 곡선이란?■ 강도와 강성(탄성계수), 취성과 연성  즉 어떤 재료에 힘이 P만큼 작용했을 때 그 재료가 늘어난 양은 위의 식으로 계산할 수 있습니다. 이 식은 축방향력이 작용할 때 그 재료가 늘어나는..

건축구조/힘과 응력 2024. 7. 9. 21:39

실제 구조물을 해석하기 위해서는 자유물체도를 활용하여 모델화합니다. ▶ 구조물의 모델화와 자유물체도(Free body diagram)▶ 구조물의 지점과 절점 ▶ 구조물 해석을 위한 하중의 종류 구조역학을 처음 배울 때는 이것을 왜 하는지? 실제 구조물과 무슨 상관이 있는지 잘 이해가 되지 않습니다. 여기서는 실제 도면을 보면서 보에 작용하는 하중을 어떻게 계산하는지 살펴보겠습니다.  구조도면다음과 같은 구조도면을 먼저 보겠습니다. 비교적 크지 않는 규모의 근린생활시설의 3층 구조도면입니다.   우선 3층 슬래브에 작용하는 하중을 계산해보겠습니다. ▶ 건축물 하중의 종류/ 하중조합/ 하중조합의 원리 ▶ 고정하중(D); Dead load  먼저 고정하중을 계산하는데 고정하중에는..

구조역학 2024. 4. 24. 21:36