토목구조기술사 134회 2교시 4문 풀이

 

이 글에 제시된 풀이가 틀릴 수 있음을 미리 알려드립니다. 오류를 발견하실 시, 댓글로 알려주시면 감사하겠습니다.

 

문제

 

양단이 고정된 두 개의 기둥으로 이루어진 시스템의 강성을 구하는 문제입니다.

 

풀이

 

풀이 전 생각

양단 고정 기둥 하나의 강성을 떠올려봅니다. (k = 12EI / L³)
단면이 같으므로 I는 동일하고, L만 다르겠다고 생각했습니다.
횡방향 변위가 같으니, 병렬 연결된 기둥의 강성은 단순히 두 기둥 강성의 합으로 구할 수 있겠다고 판단했습니다.

등가 강성

각 기둥의 강성 값을 구한 후, 더했습니다.

양단 고정 기둥의 강성 공식을 기억하지 못할 때는 매트릭스 법을 사용해 유도할 수 있습니다. 해보면 동일한 결과가 나오는 것을 확인할 수 있습니다. (이 문제는 3차 부정정 구조이므로, 에너지법보다는 매트릭스 법이 더 적합해 보입니다.)

 

난이도

★☆☆☆☆ (난이도 5점 만점 중 1점)

정말 간단한 문제입니다. 2교시에 반드시 풀어야 할 문제입니다.

 

추가 보충: 기둥 횡강성

 

 

기둥의 횡방향 강성은 당연히 외워두어야 합니다. 마치 캔틸레버 보와 단순보의 처짐 공식을 외우고 있듯이 말이죠.

위 공식은 주로 동역학에서 단자유도 시스템의 등가 강성을 구할 때 사용됩니다.