개요
지점 반력은 지지부가 구조물에 가하는 힘과 모멘트다. 지지부를 제거하고 그 작용을 반력으로 표시한 자유물체도에서 외력과 함께 다룬다. 하중이 같아도 지지 조건이 달라지면 반력의 성분과 크기가 달라질 수 있다.
지지 조건
이상화된 평면 문제에서 핀 지지는 두 방향의 힘을 전달하지만 반력 모멘트는 전달하지 않는다. 마찰 없는 롤러는 접촉면에 수직한 힘을 전달한다. 고정단은 두 방향의 힘과 모멘트를 전달할 수 있다. 실제 지지부와 문제에서 가정한 지지 모델은 구분한다.
정적 평형
평면 강체의 정적 평형에는 수평 방향 힘의 합, 수직 방향 힘의 합, 모멘트의 합이 각각 0이라는 관계를 사용한다. 모멘트는 힘에 기준점에서 작용선까지의 수직 거리를 곱하여 계산하며, 회전 방향의 부호를 일관되게 정한다. 반력의 작용점을 모멘트 기준으로 잡으면 해당 반력의 모멘트가 0이 되어 식을 간단히 만들 수 있다.
분포 하중과 단면력
길이 ℓ에 일정한 세기 w가 작용하는 등분포 하중은 외적 평형 계산에서 W=wℓ의 합력으로 바꿀 수 있다. 합력은 하중이 실제로 걸린 구간의 중앙에 작용한다. 부분적으로 재하된 보에서는 보 전체의 중앙과 혼동하지 않는다.
이 치환은 지점 반력 등 전체 구조물의 외적 효과에 관한 것이다. 보를 절단해 특정 단면의 전단력과 굽힘 모멘트를 계산할 때는 선택한 쪽에 포함되는 하중만 사용한다. 지점 반력 모멘트와 보 내부의 굽힘 모멘트도 구분한다.
정정과 부정정
독립적인 평형 조건으로 반력을 결정할 수 있는 구조는 정정 구조다. 평형 조건만으로 미지 반력을 모두 정할 수 없는 부정정 구조에서는 재료의 힘-변형 관계와 변위의 적합 조건 등을 함께 사용한다. 따라서 모든 지지 문제에 힘과 모멘트 평형식만 적용하면 충분하다고 일반화할 수 없다.