[토목구조] 115회 닐센아치교 구조적 특징

토목구조기술사 115회 1교시 3번 풀이

교량 형식에 대한 특징을 묻는 문제는 토목구조기술사에 자주 나오는 문제입니다. 115회 토목구조기술사에서는 아치교 중에서도 닐센아치교(Nilsen Arch)의 구조적 장점에 대해 묻는 문제가 나왔었습니다. 아치교 중에서도 닐센아치교에 대한 특징을 묻는 문제를 자주 봤던거 같습니다. 참고로, 1922년 스웨덴의 O.F Nielsen에 의해 제안되어 그 이름을 따온 것입니다. 닐센아치교는 닐센 아치교 구조적 특징에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

 

문제 해석 : 닐센아치교 구조적 특징 

문제는 "닐센아치교의 구조적 장점에 대하여 설명하시오" 이렇게 나왔었습니다. 1교시는 별도로 첨부하지 않겠습니다. 글자가 전부이기 때문에 굳이 할 필요가 없을거 같습니다. 문제에서는 구조적 특징인 장점을 물었지만, 닐센아치교에 대해 작성하실때는 개요, 닐센아치교 종류 정도는 적어주면 좋을거 같습니다

닐센아치교 구조적 장단점

1. 닐센아치교란

특징으로는 아치교의 수직재(연직재)를 Warren Truss 형식으로 강봉, 케이블 등으로 사용하였다는 것입니다. 여기서 워렌트러스 warrenn truss 형식이라고 하면, 수직재가 없고 경사재를 배치한 형식인데 사재를 상/하 교대로 연속하여 배치된 형상을 말합니다. 이 경사재가 교량의 전단변형을 억제하고 아치리브의 휨모멘트에 의한 응력를 저감할 수 있는 형식입니다. 또, 경사재의 경사각을 어떻게 선정하느냐에 따라 경사재에 인장력만 부담시킬 수 있고 이에 부재를 케이블로 선정할 수 있는 장점을 갖고 있습니다.

2. 닐센아치교 장단점

1) 장점

① 아치리브의 휨모멘트를 줄일 수 있어 아치리브 응력 부담을 줄일 수 있다. 즉 아치리브가 축력에 지배적이도록 도와주고 이에 아치교의 장지간을 가능케한다
② 사재의 간격 및 경사각을 조절하여 사재에 인장응력만 부담되도록 가능하다
③ 사재를 케이블 부재로 선정할 수 있고 미관이 우수하다
④ 처짐이 비교적 작다 (일반 아치교의 50% 정도 수준)
⑤ 아치교의 휨진동의 1차 모드가 대칭형으로 진동에서 유리하다 (일단 아치교는 휨진동 1차 모드가 역대칭이다)

2) 단점

고차원 부정정 구조물로 설계가 복잡하다
경사재를 케이블로 적용시, 케이블 정착부에 설계가 복잡하다

3. 닐센아치교 종류

아래 그림에 각 종류에 대한 그림을 그려놓았습니다. 경사재는 붉은색으로 표현했습니다.

1) single warren truss : 사재의 간격이 일정하다
2) double warren truss : 경사각이 일정하다
3) 중복 warren truss

 

토목구조기술사 115회 기출 풀이

이상으로 토목구조기술사 115회 1교시 3번 문제인 닐센아치교 특징에 대한 문제를 풀어봤습니다. 아치교 특징을 묻는 문제는 자주 나왔던거 같습니다. 각 특징 및 종류에 대해서 알아놓으면 도움되실거 같습니다.

---

기술사는 다양한 문제를 풀어보는게 무조건 유리합니다.
타이드 아치교 특징에 대해서도 챙겨가시기 바랍니다. 아래 링크!!
(링크) [개념정리] 타이드 아치교 특징