책소개
토목기사시험의 응용역학을 정리하는 형식으로 정리하였습니다. 저희 학생들의 준비를 돕는 수업자료를 작성하는 과정에서 책의 모양새가 갖춰지고, 이를 책자로 학생들과 공유하고 싶어 출판을 결심하였습니다.
책으로 정리를 하면서 마음에 둔 몇 가지 생각은 다음과 같습니다.
+ 이론을 최대한 요약하여 정리
+ 재료역학에서 부정정 구조역학까지 응용역학 전분야를 다룸
+ 링크를 통해 기출문제를 최근 경향도 빠르게 반영하도록 함
토목기사의 출제범위내에서 내용을 준비했기에 새로운 분야와 내용을 넣지 못함을 죄송스럽게 생각합니다. 바라건대 응용역학 분야에 흥미를 갖게 된 학생들이 더욱 진취적으로 공부할 수 있는 계기가 될 수 있기를 소망합니다. 또한 책자의 오류 그리고 개선점을 편한 마음으로 지적해 주시면 감사하겠습니다.
2016년 9월
김두기 배상
저자소개
저자 : 김두기
김두기(金斗基, Dookie Kim)
고려대학교 건축사회환경공학과(공학사)
KAIST 건설 및 환경공학과(공학석사 및 공학박사)
현재: 국립 군산대학교 토목환경공학과 교수, 구조기술사(한국, 미국 캘리포니아)
홈페이지: www.kim2kie.com
목차
머리말 1
목차: 제목 2
목차: 그림 8
목차: 표 10
제1편 재료역학 11
1. 단면 12
1.1. 단면 1차모멘트 12
1.2. 도심 12
1.3. 단면 2차모멘트 12
1.4. 단면 상승모멘트 13
1.5. 극관성모멘트 14
1.6. 휨강성, 단면계수, 단면 2차반경 14
2. 재료 16
2.1. 변형률 16
2.2. 탄성계수 17
2.3. 포아송비 18
2.4. 포아송수 19
2.5. 전단탄성계수 19
2.6. 전단변형률 → 전단변형량 19
2.7. 온도변형률 20
2.8. 체적변형률 → 체적탄성계수 20
2.9. 소성변형 20
3. 응력 21
3.1. 응력과 강도 21
3.2. 모어원(Mohr circle) 21
3.3. 내압용기 22
3.4. 휨응력 23
4. 전단응력 24
4.1. 전단응력 24
4.2. 최대전단응력 24
4.3. 전단중심 25
4.4. 비틀림모멘트 26
제2편 정정구조물 27
5. 힘 28
5.1. 힘의 평형 28
5.2. 라미의 정리 28
5.3. 바리뇽(Varignon)의 정리 29
5.4. [보충 5.1] 힘 29
A5.1.1 힘이란? 29
A5.1.2 역학이란? 30
A5.1.3 힘의 단위는? 31
A5.1.4 단위 환산 31
5.5. [보충 5.2] 힘의 합성과 분해 33
A5.2.1 힘의 표시 33
A5.2.2 힘의 평형 33
A5.2.3 힘의 합성 34
A5.2.4 힘의 분해 35
A5.2.5 힘의 종류 35
5.6. [보충 5.3] 기타 36
A5.3.1 접두어 (Prefix) 36
A5.3.2 힘의 평형: 한국전쟁 36
A5.3.3 힘의 합성: 태안기름유출사건 37
6. 반력 39
6.1. 반력 39
6.2. 게르버보 39
6.3. 중첩의 원리 40
6.4. [보충 6.1] 구조 41
A6.1.1 구조공학 41
A6.1.2 구조 42
6.5. [보충 6.2] 반력 43
A6.2.1 자유물체도 (free body diagram; FBD) 43
A6.2.2 지점 43
A6.2.3 절점 44
A6.2.4 반력 44
6.6. [보충 6.3] 평형과 안정 45
A6.3.1 평형조건 45
A6.3.2 (불)안정 46
A6.3.3 (부)정정 46
6.7. [보충 6.4] 응용 47
A6.4.1 외팔보(캔틸레버보) 47
A6.4.2 단순보(내민보) 49
A6.4.3 게르버보 51
[이야기] 한옥구조 51
[쉬어가기] 원시시대 나무다리 55
7. 단면력 56
7.1. 축력(N), 전단력(V), 휨모멘트(M) 56
7.2. 최대휨모멘트 및 최대전단력 56
7.3. [보충 7.1] 정의 57
7.4. [보충 7.2] 파괴 형태 58
7.5. [보충 7.3] 부호 규약 60
8. 단면력도 61
8.1. 상관관계 61
8.2. 축력도(AFD), 전단력도(SFD), 휨모멘트도(BMD) 61
8.3. [보충 8.1] 단면력 62
A8.1.1 미분과 적분 62
A8.1.2 전단력(V)과 하중(w)의 관계 유도 63
A8.1.3 모멘트(M)와 전단력(V)의 관계 유도 63
A8.1.4 전단력도(SFD)와 휨모멘트도(BMD) 64
A8.1.5 정정구조물과 부정정구조물의 단면력도 65
8.5. [보충 8.2] 응용 66
A8.2.1 외팔보(캔틸레버보) 66
A8.2.2 단순보(내민보) 68
A8.2.3 내민보 70
A8.2.4 게르버보 72
9. 트러스 73
9.1. 가정 73
9.2. 절점법 74
9.3. 단면법 75
9.4. [보충 9.1] 기초 75
10. 기둥 78
10.1. 세장비 78
10.2. 장주: 좌굴하중과 유효길이 78
10.3. 단주: 압축응력 80
10.4. 단주: 핵 80
11. 영향선 81
11.1. 최대휨모멘트 81
11.2. 절대 최대휨모멘트 81
11.3. [보충 11.1] 영향선 83
A11.1.1 필요성 83
A11.1.2 정의 83
A11.1.3 작성 방법: 자유물체도 83
A11.1.4 작성 방법: M？ller-Breslau방법 84
11.4. [보충 11.2] 응용 87
12. 라멘/케이블/아치 88
12.1. 라멘/케이블 88
12.2. 3힌지 아치 88
12.3. [보충 12.1] 아치 89
A12.1.1 개념 89
12.4. [보충 12.2] 케이블 92
A12.2.1 개념 92
A12.2.2 아치와 케이블의 비교 94
A12.2.3 케이블 단면성질 94
A12.2.4 케이블 정리 95
12.5. [보충 12.3] 응용 95
A12.3.4 골조(프레임, 라멘, 트러스) 95
A12.3.5 아치 97
A12.3.6 케이블 98
제3편 변위 99
13. 직접적분법 100
13.1. 곡률반경 100
13.2. 직접적분법 101
13.3. 보 102
14. 공액보법 103
14.1. 공액보 103
14.2. 적용절차 103
15. 가상일 105
15.1. 휨변형에너지 105
15.2. 축변형에너지 105
15.3. 가상일의 원리 106
16. 단위하중법 108
16.1. 축하중 108
16.2. 온도하중 108
16.3. 가상 단위하중과 가상일의 원리 108
16.4. 단위하중법 108
17. 상반정리 111
17.1. Castigliano 정리 111
17.1.1 Castigliano 제 1 정리 111
17.1.2 Castigliano 제 2 정리 111
17.2. 상반정리 112
17.2.1 상반일의 정리 = Betti의 정리 112
17.2.2 상반변위의 정리 = Maxwell의 상반정리 113
제4편 부정정구조물 114
18. 변위일치법 115
18.1. 정정 구조물과 비교한 부정정 구조물 115
18.2. 응력법과 변위법 115
18.3. 적합조건 115
19. 최소일 118
20. 3연 모멘트 방정식 119
20.1. 부호규약 119
20.2. 외력 119
20.3. 침하 119
21. 처짐각법 121
21.1. 처짐각방정식과 절차 121
21.2. 고정단모멘트 122
22. 모멘트분배법 123
22.1. 고정단모멘트 123
22.2. 휨강성 123
22.3. 분배율 123
22.4. 전달률 124
참고문헌 126
