보의 단부조건에 따라 단부에서 발생하는 휨모멘트의 크기와 중앙부의 최대처짐량을 정리해보았습니다. 여기서 제시하는 값은 많이 사용되기 때문에 암기해 두는 편이 좋습니다. ▶ 구조물의 지점과 절점 ▶ 보의 처짐과 사용성 양단보 다음 표는 양단에 지지점이 있는 보에서 하중조건에 따라 집중하중과 등분포하중이 작용할 때 양단 지점의 지지조건에 따라 지점이나 중앙부에서 발생하는 모멘트와 반력, 최대처짐량을 나타냅니다. '고정단 C' 에 해당하는 값은 보 양단이 고정단으로 지지될 때 단부지점에서 발생하는 모멘트를 나타냅니다. '단순지지 Mo' 에 해당하는 값은 보 양단이 단순지지(이동단 + 회전단)로 지지될 때 중앙부에서 발생하는 모멘트를 나타냅니다. '반력 R' 은 보 양단 지점에서 발생하는 반력의 크기를 나타냅니..

건축구조/힘과 응력 2023. 1. 11. 11:23

이전에 정정구조물에서 발생하는 응력을 어떻게 계산하는지 살펴보았는데요, 이것은 부재가 선으로 이루어져 있다고 이상화해서 계산한 것입니다. 현실의 모든 부재는 두께가 있지만 선적인 부재로 이상화하면 응력이 한 점에 집중되어 나타난다고 가정한 것입니다. 여기서는 축방향력과 변형에 대해 살펴보겠습니다. ■ 단순보(정정구조물)의 응력 계산 ■ 캔틸레버보(정정구조물)의 응력 계산  축방향력과 변형다음 그림과 같은 원통형 물체에 인장력이 가해졌다고 가정해보겠습니다. 원래 원통은 원통의 지름이 D이고 길이가 L이 원통이라고 가정하겠습니다.이 원통에 인장력 P가 작용하면 어떤 사물이든 늘어나게 됩니다. 이렇게 늘어나는 양을 ΔL이라고 하면 늘어난 전체 길이는 L +  ΔL이 되겠죠? 만일 압축력이 작용한다면 길이가 줄..

건축구조/힘과 응력 2023. 1. 6. 11:37

힘을 화살표로 표현하면 벡터를 효과적으로 표시할 수 있고 합성과 분해도 평행사변형의 법칙을 이용하여 쉽게 할 수 있다는 것을 알 수 있습니다. 그런데 힘의 합성과 분해로 나타내기 어려운 힘의 조합이 있습니다. 바로 우력입니다. ▶ 힘의 표현(화살표), 힘의 합성과 분해 우력 우력(偶力)은 서로 평행하면서 방향이 반대로 작용하는 두 힘을 말합니다. 이렇게 우력이 작용하면 평행사변형의 원리로는 힘을 합성할 수 없습니다. 결국 회전시키려는 힘이 작용하기 때문에 모멘트라는 개념을 도입해서 힘의 작용을 따져볼 수 있습니다. 모멘트 다음 그림과 같이 다이빙 보드에 사람이 서게 되면 다이빙 보드를 아래쪽으로 누르게 됩니다. 그러면 다이빙 보드의 지지점을 중심으로 다이빙 보드를 시계방향으로 회전하게 하는 힘이 작용하게..

건축구조/힘과 응력 2023. 1. 4. 11:17

여기서는 힘을 화살표로 표기하는 방법과 다수의 합을 합성하는 방법, 그리고 하나의 힘을 다수의 힘으로 분해하는 방법을 살펴보겠습니다. ■ 힘의 개념/중량과 힘의 차이/스칼라와 벡터 ■ 뉴튼, 힘의 단위 힘의 표현 스칼라와 달리 벡터량인 힘은 화살표로 나타냅니다. 힘을 나타낼 때는 3가지 요소-작용점, 방향, 크기-가 필요합니다. 먼저 힘의 작용점을 점으로 표현합니다. 그리고 이 작용점으로부터 힘이 가해지는 방향을 화살표로 나타냅니다. 이처럼 힘은 방향을 가지고 있기 때문에 스칼라와 구분되는 벡터가 되고, 힘을 고려할 때는 반드시 이 방향을 고려해야 합니다. 화살표의 크기는 힘의 크기에 비례해서 나타냅니다. 그림과 같이 공에 줄을 묶어 양쪽 방향으로 당기면 힘을 가하는 방향과 힘이 작용하는 방향이 달라집니..

건축구조/힘과 응력 2023. 1. 3. 17:16

구조물을 만들 때 구조물을 지지하는 장소를 지점(Support)이라고 합니다.  구조물을 지지하는 지반과 같이 구조물에 작용하는 힘이 지반으로 전달되면 이 힘에 대응하는 반력을 발생하면서 지지하게 됩니다. 절점(Joint)은 구조물 내부의 부재와 부재 사이에서의 접합방식을 말합니다. ■ 구조물의 모델화와 자유물체도(Free body diagram)  지점의 종류 ▒ 반력 = 뉴튼의 제3법칙(작용과 반작용의 원리)각 지지점에서 발생하는 반력은 수직·수평방향의 변위와 회전을 구속하는 수만큼 발생하게 됩니다. 이것은 뉴튼의 제3법칙인 작용과 반작용의 원리를 따른 것입니다.  얼어붙은 호수 위에 올라섰을 때 얼음이 깨지지 않고 내 몸무게를 지탱하고 있다면 안정된 구조 위에 서 있다고 할 수..

건축구조/힘과 응력 2023. 1. 3. 14:40

힘과 무게는 혼동하기 쉬운 개념입니다. 그런데 힘과 무게는 차이가 있습니다. 역학(力學)이라는 개념을 다루기 위해 힘의 개념을 살펴보겠습니다. 중량과 힘의 차이/ 벡터와 스칼라 ▒ 스칼라(Scalar) 무게는 g(kg 등) 단위를 써서 나타납니다. 그런데 무게와 힘에는 차이가 있습니다. 무게는 단순히 무겁거나 가벼운 정도의 양적인 차이만 있습니다. 따라서 몸무게 70kg인 사람이 30kg인 역기를 든다면 총 무게는 70kg과 30kg을 더해서 100kg으로 계산할 수 있습니다. 이처럼 양적인 차이만을 나타낸 값을 스칼라(Scalar)라고 합니다. ▒ 벡터(Vector) 그런데 힘에는 힘이 작용하는 방향이 추가됩니다. 예를 들어 역기를 들고 있는 사람이라면 중력과 반대방향으로 힘을 가하는 것이고, 줄다리기..

건축구조/힘과 응력 2023. 1. 2. 14:17

건축물은 기본적으로 외기와 접하는 부분은 모두 단열재로 감싸야 합니다. 즉 지붕이나 외벽 등을 단열재로 감싸면 열관류율을 크게 줄일 수 있습니다. 그러나 유리는 단열재로 감쌀 수 없기 때문에 열손실이 많이 발생할 수 밖에 없습니다. 여기서는 복층 유리가 왜 필요한지 유리의 연관류를 계산해보면서 살펴보겠습니다. 열관류율을 계산하는 방법은 다음 글을 참고하시기 바랍니다. ■ 열의 이동 - 열전도율, 열관류율, 열전도저항 열관류율 열관류율(Thermal transmittance)은 어떤 재료의 열전달정도를 나타낸 값(U 값)으로 보통 K로 표기합니다. 열관류율은 값이 작을수록 단열성이 높은 벽이라고 할 수 있습니다. 열전도율이 1m 두께를 기준으로 한 것이라면 열관류율은 현재 두께로 나타낸 것입니다. 그래서 ..

친환경 설계 2023. 1. 1. 11:01

점이나 회전축을 중심으로 물체를 회전시키려는 힘의 작용을 모멘트라고 합니다. 일상적으로는 나사를 돌리려고 스패너에 힘을 가할 때 나사에 발생하는 힘을 생각하시면 됩니다. 그런데 건축물을 구성하는 부재에도 이런 모멘트가 작용을 하게 됩니다.  ■ (관련 글) 우력과 모멘트 기둥 사이를 가로질러 배치하는 보는 중력 방향에 직각으로 놓이기 때문에 모멘트가 발생합니다. 보에서 발생하는 응력에 대해서는 휨응력에서 다루었으니 관련 글을 참고하시기 바랍니다. 여기서는 모멘트의 크기에 대해 생각해보겠습니다. ▶ 응력이란?▶ 응력의 종류 ▶ 인장응력, ▶ 압축응력, ▶ 휨응력, ▶ 전단응력 모멘트의 크기모멘트의 크기는 힘×회전축으로부터의 거리로 계산합니다. 따라서 모멘트는 작용하는 힘이 크거나 회전축에서의 거리가 멀수록..

건축구조/힘과 응력 2022. 8. 30. 11:19