전단중심과 탄성중심의 차이점과 영향은?
전단중심과 탄성중심의 차이점을 설명하고, 이 두 개념이 구조물의 설계와 해석에 어떤 영향을 미치는지 알려주세요. 특히 비대칭 단면을 가진 보나 기둥의 경우, 이 두 중심의 위치가 어떻게 구조물의 거동에 영향을 주는지 예시를 들어 설명해 주시면 감사하겠습니다.
안녕하세요. 안다람 전문가입니다.
전단중심은 구조물에 작용하는 전단력이 통과하는 회전지점이며 탄성중심은 구조물의 단면에서 모든 휨 응력이 상쇄되는 지점입니다. 전단중심과 탄성중심 양쪽을 충분히 검토해야 하는데요 전단중심에 대한 설계miss는 구조물이 비틀림에 취약해 질수있으며 탄성중심에 대한 설계miss는 예기치 못한 휨 응력이 발생될수 있습니다.
비대칭 단면을 가진 보나 기둥의 경우 충분한 고려가 되지 않을 경우에는 지진과 같은 상황에서 구조물의 방향을 예측하기 힘들어 지게 됩니다.
안녕하세요. 박상훈 전문가입니다.
전단중심과 탄성중심의 차이는 우선적으로 전단력과 모멘트의 작용 유무에 따른 중심점의 위치를 말합니다. 따라서 이 두 중심점이 일치하지 않는 부재의 경우 외부의 힘을 받았을 때 단면이 뒤틀리게 되는 현상이 발생하게 됩니다. 예시를 들자면, H형 단면을 가진 기둥에 압축력이 작용하게 되면 전단중심과 탄성중심의 위치가 동일하기 때문에 기둥이 무너지지 않지만, L형처럼 한방향으로 치우쳐친 기둥은 두 중심의 위치가 다르기 때문에 기둥이 비틀어지게 되죠.
감사합니다.
전단중심은 전단력 작용 시 비틀림 없이 전단 변형만 발생하는 점이고
탄성중심은 휨 모멘트 작용 시 축 방향 변형 없이 휨 변형만 발생하는 점입니다.
비대칭 단면에서는 이 두 중심이 일치하지 않아 하중이 가해질 때 비틀림과 휨이 동시에 발생할 수 있습니다.