[구조해석] 온도 변화에 따른 구조물 부재 해석

 

온도 변화에 따른 구조해석 문제를 갖고 왔습니다. 먼저, 쉽지 않습니다, 끝까지 보고 챙겨가세요 (고득점 요령 포함)

 

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온도가 상승하면 부재는 길이 변화가 생깁니다
주로 늘어나죠, 그리고 지점이 고정되어 있다면
길이 변화 대신 온도응력이 발생합니다

이 문제는 토목구조기술사 문제에도 나왔는데요
다른 두 부재가 높은 온도에서 길이 변화를 하는데
그 길이 변화를 구하는 게 문제였습니다, 아래 문제 한번 보시죠

길이 변화량, 하중, 응력을 보면
바로 적합 방정식을 떠올리셔야 합니다
그럼 쉽게 구할 수 있습니다
그런데, 길이 변화까지 다 구했는데도
만점을 받을 수 있을까요?
아니죠, 가산점을 반드시 받으려고 노력해야 합니다

제가 보기에 이 문제에서 추가 점수를 받으려면
이런 답을 적어야 한다고 생각합니다

1. 전제조건 분명히 하기
- 문제를 보면 각 재료에 대한 정보만 줬습니다
즉, 문제에 전제조건이 없습니다
출제자가 모르고 빠뜨렸을까요? 아니요!
그것도 문제라는 겁니다^^
- 전제조건 추가 이렇게 하겠습니다
: 축방향 변화량에 한하여 계산한다
(축방향에 대한 변화량만 인정함)

2. 응력/변형률 그래프를 그리자
- 응력/변형률 그래프를 그려서, 탄성 변화량 내에서
변화량이 한하는 조건을 보여줘야 합니다
계산식으로 보여줄 수 있지만, 그래프와 같이 보여주는 게 좋습니다
(문제에 풀지 않았습니다만, 한번 꼭 해보세요)

3. 문제에서 묻지 않은 Steel 부재의 응력과 길이 변화량도 산정하세요

이 정도 하면 만점 가까이 나올 거 같습니다
중요한 순서대로 적었습니다, 3번은 안 적어도 문제없을 거 같긴 합니다만
그래도 1점이 귀하니 시간 남으면 한번 해보세요

풀이는 같이 보시죠, 토목구조기술사 116회 2교시 5번 풀이입니다

온도변화에 따른 부재설계

 

도움 되셨기를 바랍니다, 감사합니다

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기술사는 다양한 문제를 풀수록 좋습니다
추가로 온도에 따른 변위가 발생하는 부재에 대한 문제를 드립니다
아래 링크로 챙겨가시기 바랍니다.

(링크) [토목 구조] - 온도변위, 변위일치법

도움되셨기를 바랍니다. 감사합니다