비렌딜 트러스 해석

비렌딜 트러스란

비렌딜 트러스는 대각재 없이 직사각형 개구부를 만든 골조다.

핵심은 사선 부재가 없는 대신 절점이 휨모멘트를 전달한다는 점이다.

창과 출입구를 확보하는 건축 골조이며 부정정 골조 문제로 자주 출제된다.

구조와 강접 절점

비렌딜 트러스는 상현재, 하현재, 수직재만으로 사각형 칸을 만든다.

사선 부재가 없으니 각 절점이 부재를 붙잡아 휨으로 힘을 전달한다.

절점이 핀이 아니라 강접이므로 부재에 휨모멘트와 전단력이 함께 생긴다.

그래서 해석은 부정정 구조로 다뤄야 한다.

핀 접합 트러스와 비교

일반 트러스는 삼각형 구성과 핀 접합으로 부재에 축력만 생긴다.

비렌딜 트러스는 직사각형 개구부와 강접 접합으로 이루어진다.

대각재를 없앤 대가로 접합부가 휨모멘트를 전달해야 한다.

그래서 축력만 보는 방식으로는 해석이 끝나지 않는다.

해석 절차

비렌딜 트러스는 부정정 구조라 해석 절차를 순서대로 밟아야 한다.

먼저 지점 반력을 구하고, 절단법으로 개구부 단면을 자른다.

수직재 반곡점의 모멘트를 0으로 두고 절점 모멘트 평형으로 단부 모멘트를 구한다.

단부 모멘트로 전단력 V를 구하고 절점 평형으로 축력을 역산한다.

계산 예제

전단력은 양단 모멘트의 합을 부재 길이로 나눠 구한다.

양단 모멘트 30, 20 kN·m와 길이 4 m를 대입하면 된다.

직접 계산해 보자.

헷갈리는 점

가장 흔한 실수는 비렌딜 트러스를 핀 접합 트러스처럼 해석하는 것이다.

핀으로 가정하면 휨모멘트가 0이 되어 지점 근처 수직재 단면이 과소 산정된다.

절점의 모멘트 전달 여부를 먼저 확인하는 것이 해석의 출발점이다.

지점 근처 수직재가 최대 모멘트를 받으므로 단면 산정에서 우선 검토한다.

정리

정리하면 비렌딜 트러스는 절점이 모멘트를 전달하는 부정정 골조다.

절점은 휨모멘트를 전달하고, 수직재는 지점 근처에서 최대 모멘트를 받는다.

해석은 부정정으로 다루며 절점 평형, 패널 전단 또는 강성행렬법을 쓴다.