1. 정역학 기본 용어
ㅇ 정역학 (Statics, 靜力學)
- 힘의 정적 평형에 관한 역학 ☞ 역학적 평형 참조
ㅇ 강체 (Rigid Body, 剛體)
- 내부 입자 간의 상대적 위치가 모두 고정된 입자계
ㅇ 구조물 (Structure, 構造物)
- 하중을 지지,전달,견디어 내도록 하는 부재들의 조립체
ㅇ 부재 (Member, 部材) : (기둥, 보, 트러스 등)
- 골조 구조물(기본 뼈대)을 이루는 구성 요소(단위재)
2. 중심점 (Center)
ㅇ 무게중심 (COG, Center of Gravity, 重心)
- 중력이 작용할 때 무게가 균형을 이루는 점
ㅇ 질량중심 (COM, Center of Mass, 質量中心)
- 질량이 균형을 이루는 점
ㅇ 도심(Centroid, 圖心)
- 도형 또는 물체의 기하학적인 중심(重心)
. 질량,무게와 관계없이, 오직 기하학적인 모양에 만 관계됨 : (면적, 부피 등의 중심)
.. 임의 도형의 전체 면적이 집중되는 점 (면적에 대한 중심위치)
. 단면 1차 모멘트가 0 이 되는 좌표의 원점
.. 면적의 기하학적 형상에 좌우되는 값
3. 힘과 하중 (Forces and Loads)
ㅇ 하중 (Load, 荷重): 외부에서 구조물에 작용하는 힘
- 시스템(구조물)에 작용하는 외부의 힘 (능동적으로 작용)
. 축 하중 (Axial Load)
. 굽힘 하중 (Bending Load)
. 비틀림 하중 (Torsion) 등
ㅇ 반력 (Reaction, 反力) : 외력에 대한 저항력으로써, 지점(支點)에서 생기는 힘
- 지점에서 외력에 대해 수동적으로 생성되는 힘
. 지점으로 전달 받은 힘에 대한 저항력
.. 지점에서의 지지력
- 사실상, 눈에 보이지 않는 힘으로써,
. 모든 구조물이 지탱하는 원천이 되는 힘
. 구조물의 지지부(지점)에서 발생되는 수동적인 힘
. 그 크기와 방향은 구조물 자체 특성에 따라 달라짐
- 특히, 하중과 달리, 수동적으로 생성됨
. 미리 알려지는 하중(외력)과 달리, 해석에 의해 계산되어짐
- 반력의 수 : 지점에서, 반력의 상태를 보고 구함
ㅇ 내력 (Internal Force) : 외력에 저항하는 물체 내부의 반력
- 외력에 저항하는 물체 내부의 반력
. 내력을 구하기 위해서는 가상 절단이 필요
ㅇ 우력, 짝힘 (Couple, 偶力) : 크기는 같으나 방향이 반대이며, 작용선이 일치하지 않는 힘의 쌍
- 크기는 같으나, 방향이 반대이고, 동일선상이 아닌 서로떨어진, 평행한, 한 쌍의 힘
. 두 힘 : F, F = - F
. 강체의 서로다른 위치에 작용 (작용선 일치 안함)
- 우력은, 하나의 힘으로 환원 불가능
- 우력은, 회전을 일으키는 힘의 모멘트를 발생시킴
- 단위 : N·m
ㅇ 좌굴 (Buckling, 挫屈) : 기둥이 축 방향 압축력을 받을 때 측방으로 휘어지는 현상
- 축 방향으로 임계 하중 보다 작은 압축 압력을 받는 기둥에서,
. 측 방향으로 처짐(휘어짐)이 먼저 일어나는 것
.. 즉, 파괴되기 전에 굽힘이 먼저 일어나면서, 그로인해 파괴가 더욱 쉽게 일어나게 됨
- (경험 법칙)
. 인장력이 아닌 압축력을 받는 경우에, 좌굴에 의한 파괴 발생은, 기둥 길이의 제곱에 반비례
4. 힘의 전달과 평형 (Force Transmission and Equilibrium)
ㅇ 지점, 지지점 (Support, 支點) : 구조물을 지지하는 부분
- 구조물을 지지하는 점
. 최종적으로 하중을 지반이나 다른 구조물에 전달하는 부분
- 구분 : 고정 지점 (Fixed support), 회전 지점 (Hinged support), 이동지점 (Roller support)
ㅇ 정정 (Statically Determinate), 부정정 (Statically Indeterminate)
- 정정 구조 : 자유물체도와 평형방정식만으로 반력과 내력을 구할 수 있음
- 부정정 구조 : 평형방정식에 추가적인 변형 관계식을 사용해야 해를 구할 수 있음
ㅇ 평형 방정식 (Equilibrium Equation)
- 물체의 평형 상태 하에서, 수직 힘,수평 힘,회전력(휨 모멘트)의 합이 0 이 되는 조건에 의거,
벡터 형식으로 나타낸 방정식
. 수평 힘의 합 = 0
. 수직 힘의 합 = 0
. 모멘트의 합 = 0
5. 해석 방법 (Analysis Methods)
ㅇ 절단법, 단면법 (Method of Section) : 트러스 부재 응력을 구하는 해석 방법
ㅇ (편집중)