위키득계정 ↗
기술

보의 전단력과 굽힘모멘트

보의 전단력과 굽힘모멘트기술
전단력 기호
V
굽힘모멘트 기호
M
SI 단위
전단력 N, 굽힘모멘트 N·m
해석 원리
자유물체도의 정적 평형
보의 전단력과 굽힘모멘트는 외부 하중에 대응해 보의 단면에서 전달되는 내력이다. 절단한 부분의 힘과 모멘트 평형으로 계산하며, 위치별 값을 도표로 나타낼 수 있다.

보의 전단력과 굽힘모멘트는 보를 가상으로 절단했을 때 단면을 통해 전달되는 힘과 모멘트다. 전단력은 보의 축에 수직인 내력 성분이며, 굽힘모멘트는 보를 굽히는 작용에 대응한다.

절단면의 평형

단순지지보의 해석에서는 전체 보의 힘과 모멘트 평형으로 지점 반력을 구할 수 있다. 특정 위치에서 보를 절단하고 한쪽 부분의 자유물체도를 그린 뒤, 절단면의 전단력과 모멘트를 포함해 평형식을 세운다. 절단면 밖의 하중은 선택한 자유물체에 직접 작용하는 하중으로 넣지 않는다.

부호와 단위

절단면의 양의 전단력과 양의 모멘트 방향은 부호 규약에 따라 표시한다. 같은 규약을 계산 전반에 일관되게 적용해야 한다. 전단력의 단위는 힘의 단위이고 굽힘모멘트의 단위는 힘과 거리의 곱이다. 힘을 N, 거리를 m로 쓰면 각각 N과 N·m가 된다.

전단력도와 모멘트도

보의 길이에 따른 전단력과 굽힘모멘트의 변화를 나타낸 것이 전단력도와 굽힘모멘트도다. 통상적인 보의 부호 규약에서 모멘트도의 기울기는 전단력과 같다. 집중하중 사이에 분포하중이 없는 구간에서는 전단력이 일정하고 모멘트는 위치에 따라 선형으로 변한다.

참고 자료