Class 8. 트러스 구조

Class 8

안녕하세요. 오늘도 밍밍한 공부방을 찾아주신 여러분 감사드립니다.

오늘은 트러스 구조에 대해서 배워보도록 하겠습니다.

 

트러스 구조란 여러개의 직선 부재를 삼각형 형태로 배열하여

각 절점에서 핀접합으로 연결시킨 구조를 말합니다.

 

트러스의 종류는 워렌 트러스(Warren Truss),

프랫 트러스(Pratt Truss), 하우 트러스(Howe Truss),

킹 포스트 트러스(King Post Truss), 핑크 트러스(Fink Truss),

타워트러스(Tower Truss) 등이 있습니다.

트러스 구조를 해석하기 위해서는 여러가지 가정들이 필요합니다.

① 트러스 부재에 작용하는 외력은 같은 평면 안에 있다.

② 절점은 전혀 마찰이 없는 완전한 힌지(Hinge)로 생각한다.

③ 외력(하중과 지점반력)은 모두 절점에만 집중하여 작용한다.

④ 절점과 절점을 연결하는 직선은 부재축과 일치한다.

⑤ 트러스의 변형은 극히 적고, 이것을 무시할 수 있다.

    따라서, 하중이 작용한 절점의 위치는 변하지 않는 것으로 생각한다.

 

이 가정에 따라서 트러스의 부재에는 휨모멘트는 발생하지 않고

인장력과 압축력만 작용하게 됩니다.

인장력은 ( + ), 압축력은 ( - )로 표시합니다.

 

트러스 구조의 해석을 위해서는 두 가지를 구해야합니다.

바로 지점반력과 부재력입니다.

지점반력은 외력에 대항하기 위해 지점에서 발생하는 힘이고

부재력은 부재 안에서 발생하는 힘입니다.

지점반력은 앞 시간에서 배웠듯이 구하면 되고

트러스의 부재력은 보통 "절단법"을 이용해 구합니다.

절단법의 해법 순서는 다음과 같습니다.

 

① 부재력을 구하고자 하는 부재를 포함하여

    미지의 부재가 3개 이하가 되도록 가상 단면을 절단한다.

② 절단된 부재에 대해 부재력을 가정하되, 가정하는 방향은

    절점에서 멀어지는 방향(인장력)으로 한다.

③ 절단된 구조면의 어느 한쪽의 외력(하중과 반력)과 가정한 부재력에 대해

    힘의 평형조건식(∑M = 0, ∑V = 0, ∑H = 0)을 적용하여

    부재력의 크기와 방향을 정한다. 

④ 계산 결과, ( + )이면 가정한 방향과 일치하는 것(인장재)이고

    ( - )이면 가정한 방향과 반대(압축재)이다.

 

그럼 문제를 통해 이해를 해보도록 하겠습니다.

일단 지점반력을 구해야합니다.

그런데 지금 하중이 좌우대칭으로 작용하고 있죠??

그럼 하중을 똑같이 나누어 가진다고 다섯번째 시간에 배웠습니다.

https://mmstudycafe.tistory.com/6

다섯번째 시간

그래서 R_A=5N, R_B=5N이 되는 것입니다.

이제 부재력을 구해보도록 하겠습니다.

일단 A점을 중심으로 N₁과 N₂를 절단하고

N₁, N₂를 인장력으로 가정합니다.

N₁이 대각선으로 향하고 있으므로 힘의 분해를 하고나서

힘의 평형 조건식을 써주면 됩니다.

N₁과 N₂를 구했으니까 이제 N₃를 구해야합니다.

D점을 중심으로 부재를 절단한 다음에 구해주면 됩니다.

N₂는 이미 구했으니 ∑V = 0만 써주시면 됩니다.

∴ N₃ = 0N

 

이제 트러스 구조에 대해서 이해가 좀 가시나요??

더 많은 예제를 풀어드리고 싶지만 그러지 못했습니다.

혹시 질문이 있으시다면 방명록에 올려주시거나

네이버 지식iN 1:1 질문으로 보내주세요.

https://kin.naver.com/profile/index.nhn?u=smvaL0YIU7AReFwG6mjyiCcTIJf2sby4oJ7Dq9Ql5wQ%3D

밍숭이 프로필 : 네이버 지식iN

 

다음 시간엔 라멘 구조에 대해서 배워보도록 하겠습니다.

오늘도 밍밍한 공부방을 찾아주신 여러분 감사드립니다~~