[구조실험] 겹침의 원리

소개

토목공학-구조

목차

1. 서 론
1.1 실 험 목 적
2. 기 본 이 론
2.1 중첩의 원리
2.2 공액보법
3. 실 험 기 구
4. 실 험 방 법
4.1 겹침의 원리
5. 실 험 결 과
5.1 데이터 시트(data sheet)
5.2 계 산 과 정
5.3 그래프 (Graph)
6. 고 찰
7. 결 과

본문내용

구조물의 처짐은 하중, 온도, 제작오차, 지점침하와 같은 여러 원인으로부터 발생할 수 있다.

설계에서 처짐은 콘크리트나 회반죽과 같은 부착된 취성재료의 균열을 방지하기 위하여 어느 정도까지는 제한되어야 한다.
뿐만 아니라 사용자들이 안전함을 느끼게 하기 위해서 구조물에는 진동이나 심각한 처짐이 발생해서는 안된다. 이보다 더욱 중요한 것은 부정정 구조물의 임의의 지점의 처짐을 반드시 구할 수 있어야 한다.
탄성하중법은 단순보의 처짐을 계산하는데 직접 이용되지만 캔틸레버보, 내민보(overhanging beam), 고정단보, 그리고 연속보 등에는 적용되지 않는다.
만일 탄성하중법을 캔틸레버보의 처짐을 계산하는데 적용하려고 시도한다면, 그 결과는 자유단에서 처짐과 기울기가 0이고 고정단에는 처짐과 기울기가 존재한다는 모순이 나타난다. 캔틸레버보의 고정단을 자유단으로 하고 자유단은 고정단으로 변화시킨 가상적인 보에 M/EI 도를 하중으로 재하한다면, 탄성하중법을 그대로 적용시킬 수가 있다. 탄성하중법의 원리를 적용시킬 수 있도록 단부의 조건을 변화시킨 보를 공액보라고 하며, 공액보에 M/EI이라는 탄성하중을 재하시켜서 탄성하중법을 그대로 적용하여 보의 기울기와 처짐을 구하는 방법을 공액보법(Conjugate-beam method)이라고 한다. 공액보법을 사용하면, 모든 종류의 보에서 임의의 점의 기울기와 처짐을 계산할 수 있다. 즉,

실제보에서 점 i의 기울기 =공액보에서의 점 i의 전단력 Vi 실제보에서 점 i의 기울기 =공액보에서의 점 i의 휨모멘트 Mi (+)M/EI도를 하향의 하중으로 재하시킨 공액보에서 (+)전단력은 시계방향의 기울기를, (+)모멘트는 하향의 처짐을 나타낸다.
공액보는 실제보와 길이가 같고 처짐과 기울기를 구할 때 탄성하중법의 원리를 적용할 수 있도록 단부조건을 다음과 같이 변경시킨 가상의 보이다.
고정단⇔자유단
자유단⇔고정단
내측 연결힌지⇔내측
그림은 실제보와 이에 대응하는 공액보를 나타낸 것이다.

참고자료

· 김성도, 정진환, 구조공학실험, 1999, 새길
· ․TQ로 배우는 Visual 구조역학 , 최홍식 외 10명, 석학당
· ․structual Analysis 5th , R.C.Hibbeller , Prentice Hall
· ․철근콘크리트 및 PSC강구조, 성안당, 박경현, 고영주