불확정 구조

부정구조란 정적 평형 방정식만으로는 내부 힘과 반작용을 결정할 수 없는 구조를 말합니다.  불확정 구조는 이를 결정하는 데 사용할 수 있는 정적 평형 방정식보다 알려지지 않은 힘과 반력이 더 많습니다. 불확정 구조는 엔지니어링에서 복잡하고 효율적이며 미학적으로 만족스러운 구조를 만드는 데 자주 사용됩니다. 엔지니어링에는 다양한 유형의 불확정 구조가 사용되며 몇 가지 예가 아래에 나열되어 있습니다.

현수교는 힘과 반작용을 결정하기 위해 고급 분석 기술이 필요하기 때문에 부정형 구조의 훌륭한 예입니다. 교량 데크의 무게를 지탱하는 타워 사이에 매달린 케이블로 구성됩니다. 케이블은 장력을 받고 있고 타워는 압축되어 있어 불확실한 구조를 이루고 있습니다.

캔틸레버 교량은 부정형 구조의 또 다른 예입니다. 캔틸레버 암으로 지지되는 중앙 스팬이 있는 두 개의 고정 지지대로 구성됩니다. 캔틸레버 암은 굽힘 응력을 받고 지지대는 압축 응력을 받게 되어 캔틸레버 브리지가 불확실한 구조를 만듭니다.

돔은 모양이 곡선으로 되어 있고 중간 지지대가 필요 없이 넓은 영역에 걸쳐 있을 수 있는 구조물입니다. 경기장, 전망대, 종교 건축물과 같은 건물에 사용됩니다. 돔은 굽힘과 압축을 비롯한 다양한 힘을 받기 때문에 불확실한 구조입니다.

다층 건물은 기둥과 보로 지지되는 여러 층으로 구성된 구조물입니다. 각 층의 하중이 기둥과 보에 복잡한 방식으로 분산되어 힘과 반력을 결정하기 위한 고급 분석 기술이 필요하기 때문에 이는 불확정 구조입니다.

부정구조물을 풀기 위해서는 힘법, 변위법, 유연성법 등 다양한 방법이 사용됩니다. 각 방법에는 알려지지 않은 힘과 반응을 풀기 위한 추가 방정식을 만드는 작업이 포함됩니다. 불확정 구조를 설계하면 최소한의 재료로 큰 하중을 지탱할 수 있기 때문에 효율적이고 비용 효과적인 답안을 얻을 수 있습니다. 또한 힘과 반작용을 결정하기 위해서는 더욱 발전된 분석 기술과 계산이 필요합니다.