[토목구조] 축방향 변형률, 체적 변화량, 변형 에너지 구하기

 

 

콘크리트 구조물 해석 문제를 풀어보겠습니다. 콘크리트 부재에 외부 하중이 가해지는데, 이로 인해 콘크리트 체적 변화량 및 변형 에너지 U를 결정짓는 문제입니다. 가끔 출제되는 문제이며, 한번 꼭 풀어봐야하고 식도 꼭 암기해야하는 문제입니다. 풀이과정 참고하셔서 도움되시기 바랍니다.

 

 

기술사 115회 기출문제 - 콘크리트 체적 변화량, 변형 에너지를 산정하는 문제

콘크리트 체적 변화량, 변형 에너지 문제해석

100mm 사이즈 콘크리트 직사각형 구조체에 하중이 가해지고 있습니다. 외부 F 하중이 바로 가해지는 것이 아니라, 다른 부재에 엮여서 하중이 전달되고 있죠. 먼저, 하중 해석이 필요해보입니다. 문제에서 콘크리트 탄성계수, 포아송비, 외부하중 F 크기는 주어져있습니다.

 

콘크리트 체적 변화량, 변형 에너지 문제 풀이

하중 해석이 먼저 필요해보입니다. 콘크리트 구조체에 대한 설명 이외에 다른 부재에 대한 설명이 없기 때문에 다른 부재에 대한 전제조건이 필요합니다. 꼭 전제조건을 설정해 두어야 합니다.

 

1. 구조물 하중 해석을 한다. 최종적으로 콘크리트 구조체에 가해지는 하중을 산정한다.

2. 콘크리트 구조체 이외의 부재는 축방향 하중을 주로 받는 부재로 가정하고, 트러스 해석을 한다. 이때 전제조건으로 다른 부재는 축방향을 주로 받는 부재로 이외의 하중은 고려하지 않음을 명기한다.

3. 콘크리트 구조체 사이즈가 3축, 즉 x,y,z 축으로 주어져 있으므로 3축에 대한 해석을 모두 수행한다.

4. 축방향 변형률을 3축을 모두 고려하여 수행한다. 이때 사용하는 식은 반드시 암기한다.

5. 산정된 축방향 변형률을 이용하여 체적 변형량을 산정한다.

6. 변형에너지 산정은 축방향 변형률을 이용하여 산정한다. 이때 z축은 미소하므로 무시한다.

토목구조기술사 115회 2교시 기출문제풀이 입니다. 아래 사진을 참고하여 주시기 바랍니다.

축방향 변형률, 체적 변형량, 변형 에너지

 

도움되셨기를 바랍니다. 감사합니다. 기술사는 다양한 문제를 보는게 중요합니다. 아래 링크로 관련 기출문제를 드립니다.

(링크) 스트레인 로제트 최대주변형률, 주응력