계속해서 단순 빔의 반력을 구하는 것으로, 노출된 빔의 반력을 구하는 문제에 대해 마이다스가 실제로 이것이 맞는지, 저것이 맞는지 간단하게 확인하겠습니다. 돌출된 빔의 반력을 찾는 것은 정역학에서 간단한 빔의 반력을 찾는 것과 같은 기본 사항 중 하나라고 할 수 있습니다.
노출된 빔의 반력을 결정하는 방법의 예
노출된 보의 반력을 구하는 예 (Structural Mechanics_양창현_예제 2.2)
보시다시피 20개의 노드와 19개의 요소가 있는 AutoCAD로 생성되었습니다. 1m 단위로 잘라서 썼습니다. 4,000m에서 15tonf의 집중하중이 작용하고 8,000m에서 4,000m까지 등분포하중(3.0tonf/m)이 작용함을 알 수 있다. 튀어나온 부분이 4,000m, 윗부분이 3,000m인 것은 이례적이다. 또한 팁에는 20톤의 집중 하중이 가해집니다.
문제의 답을 찾기 위해서는 손으로 풀어야 하는 간단한 문제지만 유한요소해석 프로그램인 Midas Civil을 이용하여 이것이 맞는지 확인하는 작업을 진행해 보자. 사실, 이러한 행동은 의미가 없는 것으로 간주될 수 있습니다. 하지만 점점 더 복잡해지는 가능하고 불가능한 구조의 기초가 될 수 있다고 생각하고 시청자분들이 이해해 주시면 좋을 것 같습니다.
마이다스 모델링
마이다스 모델링에서 확인해야 할 부분은 로컬 좌표계에서 X,Y,Z축을 확인해야 하는 부분이다. 보시다시피 가로 +Z가 위쪽이고, 오른쪽 세로 요소의 경우 Z가 오른쪽으로 +밖입니다. 무엇보다 이를 평가하거나 회원 수의 추이를 확인해야 한다. 따라서 로컬 좌표(Local Axis)를 확인해야 합니다.
또한 해석시 X축과 Z축 구속조건을 설정하여 별도의 회전이나 Y축의 경우 구조 형태를 XZ 평면으로 해석할 수 있습니다.
실제 문제와 관련이 없더라도 프로그램의 특성상 재료와 섹션이 정의되지 않은 경우 해석되지 않으므로 임의의 값을 설정할 수 있습니다.
해석결과(반력값)
보시다시피 A지점에서의 반발력은 Fz=7.0 tonf, Fx=-20 tonf, B지점은 Fz=20.0 tonf로 결과가 정확하게 도출된 것을 확인할 수 있습니다. 제어 계산의 의미에서 프로그램으로 결과 값을 확인할 수 있지만 이러한 모델링에서 다른 값이 파생될 수 있음을 알 수 있습니다.
물론 육안으로도 유추할 수 있지만 실제 하중에 의한 변위를 시각적으로 표현할 수 있다는 점은 큰 장점이며, 최대 X, Z에 대한 변위를 확인할 수 있다는 점도 큰 장점이다. 발생값. 실제로 구조물에서 중요한 것이 허용변위값 이내여야만 안전하다고 판단할 수 있고, 육안으로 보아도 안정적이어야 좋은 구조물이라고 할 수 있다.
이것은 부하에 의해 생성된 축방향 힘의 다이어그램입니다. 가로 요소의 경우 세로 방향으로 x이므로 Fx의 값을 나타내는 차트입니다. 마지막으로 횡단면의 치수를 정할 때 모든 수평 막대를 20t로 설계해야 한다는 결론을 내립니다. 이러한 차트의 중요성에는 그런 점이 있다고 할 수 있습니다.
모멘트 및 전단력에 따라 일반 단면의 치수를 지정할 때 중요한 전단력 다이어그램입니다. 보다시피 실제로 이 흐름에 따라 단면의 크기를 정하는 것이 가장 좋지만, 현실적으로 쉽지 않기 때문에 작은 20.0t의 횡력과 a의 최대 바 힘을 견딜 수 있으면 괜찮습니다. 횡단면이 필요합니다.
화면의 수직 방향이 Y-Dir이므로 모멘트 다이어그램은 실제로 My입니다. 검토의 이 부분은 매우 중요합니다. 60 ton-m에서 최대 모멘트가 발생함을 알 수 있다.
마이다스 사용 후
이렇게 간단한 바의 힘을 집어넣어 반력을 구하는 것이 포인트이지만, 설계의 포인트는 단순하중이지만 실제로 이 시스템으로 구조물이 존재한다면 꽤 좋은 예가 될 수 있다. 문제를 차근차근 풀어나가는 것도 좋은 공부가 될 것입니다.