겹침의 원리(principle of superposition), 중첩의 원리

소개

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. 이러한 처짐을 구하기에 앞서 정해를 따른 풀이방법보다 부재가 탄성의 성질을 가진다는 조건하에 우리는 겹침의 원리를 적용하여 보다 쉽게 문제를 해결할 수 있다.

목차

1. 서론

2. 기본 이론

3. 실험 장치 및 재료

4. 실험 방법

5. 실험 결과

6. 고찰

7. 결론

본문내용

1. 서론
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. 이러한 처짐을 구하기에 앞서 정해를 따른 풀이방법보다 부재가 탄성의 성질을 가진다는 조건하에 우리는 겹침의 원리를 적용하여 보다 쉽게 문제를 해결할 수 있다. 우리가 실험함에 있어 겹침의 원리를 적용하기 위해 부가한 요구조건은 다음과 같다.

1. 구조체에 사용되는 부재는 반드시 훅(hooke)의 법칙에 맞도록 선형-탄성(linear-elastic) 조건으로 작용한다.
2. 하중이 작용할 때 구조물의 기하학적 위치는 절대 중요한 변화를 일으켜서는 안 된다. 많은 변위는 위치와 하중의 위치에 중대한 변화를 줄 수 있기 때문이다. 그 예가 기중에 작용하는 버클링(buckling)하중이라 할 수 있다.

2. 기본 이론
⑴ 모멘트 면적법
- 모멘트 면적법은(moment-area method)은 보와 라멘에서 휨 때문에 나타나는 처짐과 기울기를 계산하는 방법으로서 보와 라멘이 집중하중을 받는 경우에 더욱 편리하다. 모멘트 면적법은 1873년 미국 Michigan 대학교의 Charles E. Greene 교수가 발표한 것이다.

그림에 있는 바와 같이 처음에 직선이었던 보의 일부분 AaBa가 하중을 받아서 AB처럼 휘어져 있다고 하자. A점의 접선과 B점과의 수직 거리를 dB라고 하자.
그림은 전반적으로 과장된 것이다. AB가 보의 일부분으로서의 기능을 발휘하기 위해서는 와 dB가 아주 작은 값이라고 함은 명백하다.
미소요소 dx를 표시한 그림 (d)를 참고로 하면 는 다음과 같이 표시될 수 있다.

참고자료

· 히블러 구조역학
· 김성도, 정진환, 구조공학실험, 1999, 새길
· 김정규, 송삼흠, 이억섭, 이환우, 황재석 공역, 재료역학, 2001, 교보문고
· 강영종, 이규세, 김희중 공역, 1991, 구조역학, 진영사