트러스 형식

트러스의 정의

트러스는 직선 부재를 삼각형 격자로 맞물려 만든 골조 구조다.

각 부재가 휨 없이 축력만 받도록 한 것이 핵심이다.

절점은 핀 접합으로 보고, 하중은 절점에만 가한다고 가정한다.

구성요소

트러스의 뼈대는 위아래 수평 주부재인 현재다.

위쪽 상현재는 주로 압축, 아래쪽 하현재는 주로 인장을 받는다.

현재 사이를 잇는 수직재와 사재를 합쳐 복부재라 부른다.

절점은 핀 접합으로 가정하므로 부재는 축력만 받는다.

정정 조건

부재 수를 m, 절점 수를 j, 반력 수를 r이라 하자.

m + r = 2j를 만족하면 정정 트러스이며, 반력 수가 3이면 m = 2j − 3이다.

이때 부재력은 정역학 방정식만으로 바로 구할 수 있다.

형식별 비교

프랫, 하우, 와렌 트러스는 사재와 수직재의 배치로 구분된다.

프랫은 수직재가 압축이고, 긴 사재가 주로 인장을 받아 좌굴 제어를 덜 받는다.

하우는 사재가 압축을 받아 좌굴 검토가 필요하고, 와렌은 수직재가 없다.

사재의 경사 방향에 따라 응력 부호가 형식마다 반대로 나온다.

해석 가정

트러스 해석은 세 가지 가정 위에 서 있다.

핀 접합은 절점 모멘트가 0이라는 뜻이어서 부재가 축력만 받는다.

절점 하중 가정은 부재 중간의 휨을 배제하고, 자중 무시는 하중을 절점에 모은다.

실제 접합은 강성을 가져 2차 응력이 생기므로 해석 결과는 근사값이다.

부재력 산정 절차

트러스 부재력은 정해진 절차를 따라 평형식으로 구한다.

먼저 외력과 지점 반력을 구하고, 이어서 해석법을 고른다.

절점법은 절점마다 풀고, 절단법은 특정 부재의 힘만 구할 때 유리하다.

구한 부호로 인장과 압축을 판정한 뒤 좌굴과 접합부를 검토한다.

핵심 정리

트러스는 직선 부재와 축력 가정으로 정의되는 골조다.

정정 여부는 m = 2j − 3으로 확인하고, 형식은 사재 방향으로 구분한다.

시험에서는 형식별 부재력 차이와 해석 가정을 정확히 쓰는지 본다.