부재에 작용하는 힘 에 대해 알아보자.
부재 내부에 생기는 힘을 내력 또는 응력(stress)이라 한다.
크게는 3가지 정도 이야기 하는데,
축력(Axial force)
전단력(Shear force)
굽힘력(Bending foece)
이다.
여기에 1개를 더 추가하자면 비틀림(torsion) 이 추가 되겠다.
축력(Axial force)
부재의 축 방향으로 힘이 작용한다.
찌그러 트리거나 잡아당기거나 하는것인데,
이것이 압축력(Compressive)과 인장력(Tension)이다.
압축과 인장은 그 방향이 다르며,
인장력은 힘 / 단면적으로 정확히 계산이 되지만,
압축력은 짧으면 괜찮지만, 부재가 길어지면 (세장비 : 가늘고 긴것 고려)
좌굴 때문에 허용응력이 줄어든다.
그래서 압축이 더 강도 측면에서 안좋게 나오고,
부재측에선 더 유심히 봐야할 필요가 있다.
전단력(Shear force)
칼로 잘라내듯 작용하는 힘이다.
부재의 축 방향과 수직으로 작용한다.
굽힘력(Bending force)
구부러지고 휘고 하는것을 말한다.
보가 하중을 지탱한다 던지 그런경우에 나타난다.
휨력, 굽힘력, bending moment 다 같은 의미이고 다른 표현들이다.
휨 부재들은 압축과 인장응력이 다 나타 나는데
중립축 부근은 압축도 인장도 없다.
그래서 사람들이 다 합리적으로 생각해서 나온것이
H빔 이나 I빔 과 같은 형태의 부재 들이다.
중립축 부근은 단면을 줄이고,
상단 과 하단에 단면을 집중시키면서 유리하게 만들고
무게도 줄였다고 할 수 있다.
이런 휨 부재의 강성은 단면2차 모멘트에 의해 크게 좌우된다 할수 있다.
같은 단면이라도
부재의 강축과 약축에 따라 그 응력이 다르게 나타난다.
강축으로 구부리기는 힘들며,
약축은 쉽게 구부러 진다.
이런것을 신경쓰지 않으려면
약축과 강축이 없는 원형 단면,
즉, 동그란 단면을 가진 환봉이나 파이프를 사용하면 제약에서 벗어날수 있다.
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