[토목구조] 사장교 박스단면 트러스 해석
사장교 박스단면이고 트러스 구조물 형식의 부재력 해석 문제입니다. 트러스 정정 구조물이라 단면해석은 어렵지 않습니다. 그러나, 사장교 단면의 케이블 배치 형상에 대한 이해가 부족하다면 접근하기 쉽지 않습니다. 문제에서 나오는 일면식/이면식 케이블 배치 형상에 대한 개념을 아셔야 풀 수 있는 문제입니다. 사장교 케이블 지지인 박스단면 트러스 구조물 해석을 해보겠습니다. 해당 문제는 토목구조기술사 97회 문제입니다.
케이블 지지 사장교 박스단면 트러스 정정 구조물 문제 해석
< 기출 문제 >
케이블 교량의 횡방향 설계에서 그림과 같은 박스단면 내에 경사부재를 설치하고자 한다. (케이블 지지 대상 하중 - 박스의 자중 1,000 kN). 이면식 케이블 배치 형상과 일면식 케이블 배치 형상의 단면 내 하중흐름을 구성하고 각각의 경우에 해당되는 경사 부재의 단면력을 산정하시오.
< 문제 해석 >
문제에 나온 그림은 아주 단순해서 따로 넣지 않았습니다. 아래 풀이에 보면 있습니다. 일면식/이면식 케이블 형상을 아셔야 합니다. 일면식은 하나의 케이블로 지지하는 식, 이면식 케이블은 두개의 케이블로 2면 지지하는 형식입니다.
일면식 케이블은 케이블 수가 적어 그만큼 지지할 수 있는 하중에 제한되므로 4차로 이하의 도로형식에 주로 적용됩니다. 이면식은 4차로 이상의 교량 형식에 적용되며, 두개의 케이블이 양단에 지지되므로 상부 구조물의 비틀림에 대한 저항이 비교적 좋습니다. 즉, 1면 지지 케이블보다 비틀림 강성이 좋습니다.
케이블 지지 사장교 박스단면 트러스 정정 구조물 문제 풀이
일면식/이면식에 대한 모델링 형상을 잘 만드는 것이 첫번째입니다. 교량의 상부 구조물을 지지하는 케이블은 박스의 자중을 전체적으로 지지하게 되겠습니다. 교량 상부 단면은 트러스 구조물로 가정하고 풀이를 해보겠습니다.
트러스 정정 구조물 문제 풀이 순서
1. 일면식 구조물 모델링은 상부 트러스 구조물 중앙에 위치시킨다
2. 박스 자중 1,000kN 이외의 하중은 고려하지 않는다 (전제조건)
3. 정정 트러스 구조물이므로 트러스 절점법으로 A,B,D 절점을 기준으로 부재력을 산정한다
(트러스 부재는 수직력만 고려한다)
4. 트러스 부재 단면력을 압축/인장 구분을 반드시 한다
교량 상부 구조물 해석은 일면식 케이블 형식만 풀이했습니다. 이유는 정정 구조물이라 트러스 절점법으로 하면 어렵지 않게 풀리기 때문입니다. 이면식은 상부 양단에 케이블을 배치하여 고정하는 식으로 이해하시면 쉽습니다. 이면식 케이블 형식도 꼭 풀어보시기 바랍니다. 트러스 문제에 도움되시길 바랍니다. 감사합니다
기술사는 다양한 문제를 보는게 중요합니다. 아래 링크로 관련 기출문제를 드립니다.
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