[건축구조]입체트러스

소개

3차원 입체트러스에 관한 내용입니다. 구조설계 분야입니다.

목차

◆서론
◆기본 개념
◆정적 평형 방정식
◆지지단의 분류
◆안정과 정정
◆특정한 절점에 대한 고찰
◆무응력 부재

본문내용

토목/건축 구조물의 사전 구조체 분석은 빌딩이나, 다리, 돔 구조체 그리고 타워 등이 실제로는 3차원 구조물이지만, 대개 2차원(평면)으로 행해져왔다. Fig1.17의 light industrial 빌딩의 프레임을 고려할 때, 2차원 분석은 yz평면에서의 주 프레임에 대해 중력과 측면 풍하중을 가하는 것으로 생각할 수 있다. 또 다른 평면계에서는 축방향 풍하중에 영향을 받는 xz평면에서 벽 보강시스템의 구조거동을 생각할 수 있다. 많은 트러스 다리 구조물에 대해 중력하중을 받고 있는 평행트러스를 2차원으로 분석하는 것은 일반적인 경우이다. 뿐만 아니라, 측방향 풍하중을 받는 현 보강 트러스의 위와 아래에 대해서도 2차원 분석은 일반적인 예이다. 2차원 분석은 특별히 평면을 벗어나는 힘(비틀림)의 효과만 첨가된다면 일반적으로 3차원 분석에 비해 매우 쉽게 수행할 수 있다. 그러나 많은 3차원 시스템의 구조 거동 중 특히, 입체트러스나, 다각형 돔 등은 2차원적인 분석이 알맞게 적용되지 않는다.

◆기본 개념
입체트러스는 3차원 구조물이며, 일반적으로 2차원 트러스와 관계 있는 기본적인 삼각형의 형태로 구성된다. 만약 3부재로 구성된 평면트러스에 새로운 3가지 부재를 더한다면, 평면트러스의 절점에서 평면밖의 새로운 절점까지 부재끝단을 연장시키는 것으로 생각할 수 있다. 새롭게 형성된 구조물은 4면체로 알려진 간단한 입체트러스로 그림 4.1에서 볼 수 있다.

기본 3가지 부재에 새로운 부재를 연속적으로 첨가하고, 새로운 절점에서 서로 연결시킴으로서 또 다른 형태의 단순정정 입체트러스를 구성할 수 있다. 평면트러스에서의 마찰이 적은 핀 절점은 입체트러스를 구성할 수 있다. 평면트러스에서의 마찰이 적은 핀 절점은 입체트러스에서 유연한 볼 절점이나 소켓 절점으로 대치되며 모든 부재는 부재상에서 두가지 힘만이 생성되어야 한다. 입체트러스와 관계된 기본적인 가정을 요약한다면 아래와 같다.

1. 모든 부재는 직선이다.
2. 모든 하중은 절점에 재하된다.
3. 모든 부재는 이상적인 볼/소켓 절점에 의해 축방향으로만 구성된다.
4. 모든 지점 반력은 부재 절점에서 일어나며, 모멘트를 전달할 수는 없다.
5. 모든 하중 조건은 후크 법칙을 만족한다.
6. 모든 절점 부재의 주축은 공통적인 점에서 일어난다.

참고자료

· 없음