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[온라인강의] 응용역학 모멘트분배 질문
신*철2025.08.20답변완료

안녕하세요 교재의 응용역학 모멘트분배 문제들에 대해 질문이 몇 가지 있습니다.

 

1. 교재 386p의 적용예제 3에서 외력M에 의한 전달모멘트를 구할 때, 외력M이 불균형모멘트이기 때문에 해제모멘트로 부호를 바꿔서 -300KN.M에 대해 분배해서 문제를 푸는 게 아닌가요?

 

2. 교재 390p 11번 문제에 대한 풀이로 Mb=Mba라고 나와있는데 문제에서 언급이 없었는데 이 두개가 같은 이유를 잘 모르겠습니다. 

 

3. 교재 392p 20번 문제에서 모멘트분배가 아닌 처짐 중첩의 원리로 풀면 안되는 건가요?

중첩의 원리로 풀었을 때 자유단에서 P에 의한 아래쪽 처짐이 P*(3a)^3/(3EI), 지점 B의 반력 Vb에 의한 위쪽 처짐이 14Vba^3/(3EI)가 나오고 두 개가 같다고 식을 세우면 Vb=(27/14)P가 나와서 보기에 답이 없습니다.

 

4. 교재 397P 32번 문제의 풀이에서 Mbc=Mcb *0.5인 이유가 지점 B가 고정단이기 때문인가요? 교재의 개념 부분에서 고정단은 처짐각이 0이라고 나와있었는데, B는 강절점이긴 하지만 수평력을 받았을 때 처짐각이 0이 아닌 것 같아서 질문드립니다. 

 

 

답변안광호2025.08.20 16:51

안녕하세요,,,질문하신 내용에 대한 답변입니다.

(1) 절점에 모멘트하중이 작용할 때는 해제모멘트라는 것은 없다고 보시면 됩니다. 특정 절점에 회전의 화살표가 제시되면 각각의 지지단쪽으로 분배모멘트와 전달모멘트만 있다는 것입니다.

(2) 문제의 조건에서 B점의 휨모멘트를 제시하고 있음을 관찰하시면 됩니다.

절점에 작용하는 회전력은 모멘트이고, 휨모멘트는 수평의 부재를 아래쪽이나 위쪽으로 휘게 만드는 지표인데, 대부분의 응용역학 공부를 하는 사람들이 두개의 지표를 같다라고 착각합니다.

이 문제는 C쪽이 이동단임을 관찰하고, BC구간의 등분포하중에 대한 부재내력 계산이 끝난 상태 즉, B점의 휨모멘트가 1/14이라는 것이 문제의 의도입니다.

사람이 출제한 문제라서 문제의 의도를 알아차리기 어려운 것이 사실이네요,,,--;;;

C점에 작용하는 휨모멘트가 부모멘트 1/14 이라는 것은 B에서 A쪽으로의 분배모멘트가 1/14 이라는 의미가 되며, 고정단 A쪽으로 이것의 절반인 1/28이 전달된다는 문제입니다.

(3) 변위일치법 해석을 시도하려고 하신다면 B점의 수직반력이 미지수로 선정하여, B점의 수직반력에 의한 상향의 처짐과, 하중 P에 의한 자유단의 처짐이 아니라 B점의 하향처짐을 구해서 두개의 합이 0이라는 적합조건을 세워야겠습니다.

하중 P에 의한 자유단의 처짐이 아니라 B점의 처짐을 구해서 계산을 시도해보시기 바랍니다.

(4) 처짐각법은 부재내력 중에서 휨모멘트 M과 부재의 휨변형 중 처짐각 θ의 관계를 설정하여 절점방정식 및 전단방정식을 통한 절점평형조건을 통해 연립방정식으로 두개의 지표를 찾아가는 해법이므로 미지수가 많아져서 해법이 복잡해지는 특성이 있습니다. 이러한 단점을 극복하기 위해 보와 라멘과 같은 선형구조물에 한해서 휨변형인 처짐각 θ를 배제한 해석법이 모멘트분배법입니다. 따라서 질문하신 모멘트분배법 적용 시 처짐각을 고민하는 것은 아무 상관이 없다는 것입니다.

감사합니다.

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