이 책을 구조해석학이라 명명하였다. 정역학 및 재료역학을 기초로 하는 구조물 해석에 역점을 두었기 때문이다. 구조해석에 학을 붙인 이유는 학문으로서의 독립성과 그만한 가치를 부여한 것이다. 따라서 구조해석학이란 정역학 동역학 재료역학 등 제 역학(Mechanics)의 이론을 구조물 해석에 응용한 학문이며 해석으로 얻어진 응력과 변위치는 구조물 설계의 중요한 근거가 된다. 국내에서는 구조역학이라는 과목에 해당하는 교재로서 감히 구조공학의 세계에 내놓으면서 겸허한 마음으로 독자들의 소리에 귀를 기울이려 합니다.
이 책을 써야겠다고 마음먹은 것은 1987년 모교에 교환교수로 돌아갔을 때 받은 충격에서였다. 고달픈 유학생 생활을 마감하고 귀국하였을 때는 그래도 연구업적을 염두에 두지 않은 것도 아니었지만 빈약한 실험설비며 컴퓨터 한 대도 주어지지 않은 상태에서 막상 그 꿈을 실현하기에는 불가능함도 없지 않았다. 테니스 가방을 둘러매고 다니며 건강한 생활을 하고 있다는 것으로 자위하기란 슬픈 시간들이었다. 10년 만에 돌아온 정든 모교의 교정은 그런 대로 溫故知新의 옛정을 느낄 수 있었지만 실험실 및 컴퓨터 설비는 벌써 강산이 한 번 변한 탓인지 옛 애용자를 무색케 했다. 학문의 첨단을 질주하며 으스대는 옛 동기들의 눈부신 논문실적과 성공사례에 일 년을 기가 죽어지냈다. 암울한 현실 앞에 자책감으로 물러서면서 마음 다짐한 것이 이제 명 강의 교수가 되어야겠다는 것이었다. 그리고 훌륭한 교재를 개발해야겠다고 마음먹었다. 좋은 교재는 명 강의 이상으로 중요하기 때문이다. 수년간 수정을 거듭한 강의 노트와 그간 수집한 좋은 실용 예의 구조물 형태와 연습문제들을 총정리 하였다.
그간 구조해석(Structural Analysis)에 관한 교재를 많이 참고하면서 느낀 것은 외국 학자들이 남의 책에 있는 내용의 일부라도 인용하지 않으려는 그 정신은 좋으나 독자들을 의식하지 않은 나머지 간단한 개념과 정의마저 표현을 달리하려 하였고 간단하고 이상적인 구조물 형태를 갖고 이론의 입증과 해석 예를 제시할 수 있음에도 불구하고 까다로운 형태를 사용해야 했고 부호와 수식에 있어서도 복잡한 첨자를 동반한 문자들이 난무한 현상도 없지 않았다. 최근에 출간된 책일수록 더욱 이러한 문제가 심화되고 있다. 같은 개념과 이론을 보다 나은 새로운 방법으로 독자들에게 제시하려는 학자의 집념이 이제 비집고 들어갈 틈마저 없음을 실감하게 되었다. 이것은 입문하는 학생들을 대상으로 하는 교재이지 연구 창작물이 아니다. 다만 보다 쉽고 체계적으로 역학의 실체를 조명하면서 구조물 해석과 절차를 독자들에게 보다 선명하게 제시하려고 노력하였다.
1장에서 9장까지는 정정구조물(靜定構造物) 해석을 다루었다. Computer 응용 해석법이 판을 치는 오늘날 자칫 소홀하기 쉬운 이론과 해석법도 구조물의 역학적 거동을 이해하는 데 도움이 되기 때문에 소상히 소개하였다. 10장에서 마지막까지는 부정적(不靜定) 구조물을 해석하는 데 필요한 이론적 배경과 근거를 제시하면서 역사적인 고찰을 통하여 독자들에게 시대적인 감각을 갖게 하고 이론적 분류를 고려하여 체계를 정립해 나가도록 하였다.
구조해석학이 구조공학의 교과과정상 어떠한 위치를 점하고 있는지를 다음 흐름도에서 잘 나타내어 주고 있다. 구조해석학은 이론 과목으로서 설계에 임하는 중요한 과목임을 알 수 있다.
원고를 정리하는 동안 교정을 맡아 준 충북대학교 토목공학과 구조공학 대학원생들의 도움에 감사하고 졸저를 아낌없이 출판에 힘써 주신 내하출판사 모흥숙 사장님 이하 편집부 직원 여러분들의 노고에 심심한 감사를 드립니다.
저자일동
1장 서론
1.1 구조물 해석의 정수(精髓)
1.2 구조공학의 연혁
1.3 단위
2장 하중
2.1 서론
2.2 일반적인 하중의 개념
2.3 구조물상의 하중
3장 정역학(靜力學) 정리
3.1 힘의 평형
3.2 2차원의 역계
3.3 자유물체도
3.4 지점의 형태
3.5 기하학적 불안정
3.6 부호규약
3.7 정역학적 평형방정식의 응용
3.8 3차원의 역계
3.9 그래프식 정역학
연습문제
4장 전단력과 모멘트
4.1 부호규약
4.2 전단력과 휨모멘트
4.3 하중 전단력과 휨모멘트와의 관계
4.4 전단력도에 의한 모멘트도 작도
연습문제
5장 트러스 해석
5.1 개설
5.2 지붕 트러스
5.3 교량 트러스
5.4 트러스의 정정(靜定)과 안정
5.5 절점법에 의한 트러스 해석
5.6 단면법에 의한 트러스 해석
5.7 그래프식 트러스 해석
연습문제
6장 아치와 케이블 구조물
6.1 아치의 특성과 형태
6.2 세 힌지 아치의 해석
6.3 세 힌지 트러스형 아치
6.4 케이블
연습문제
7장 영향선
7.1 서 론
7.2 영향선의 정의
7.3 보의 영향선
7.4 단위변위에 의한 처짐 영향선
7.5 바닥틀을 지지하는 보의 영향선
7.6 트러스의 영향선
7.7 트러스의 최대 부재력 산정
7.8 교량 트러스의 대재(對材)
연습문제
8장 이동하중
8.1 서 론
8.2 이동집중하중에 의한 최대 반력
8.3 이동집중하중에 의해 최대전단력
8.4 이동하중에 의한 단순보상의 어떤 지점에서의 최대 휨모멘트
8.5 이동하중으로 인한 단순보 상의 최대모멘트의 절대치
연습문제
9장 입체골조물
9.1 서 론
9.2 정역학적 평형방정식
9.3 실례를 통한 입체골조물해석
연습문제
10장 부정적(不靜定) 구조물
10.1 서 론
10.2 연속 구조물
10.3 부정정 구조물의 이점
10.4 부정정 구조물의 불이점
10.5 추가 조건 방정식을 통한 부정정 트러스 해석
10.6 부정정 구조물 해석
연습문제
11장 부정정 구조물의 근사해석
11.1 서 론
11.2 단층 부정정 라멘의 근사해석
11.3 교문(橋門) 및 공장 건물 형태의 라멘
11.4 고층 건물의 골조
연습문제
12장 처짐(deflection) - 기하학적 방법
12.1 서 론
12.2 이중적분법
12.3 모멘트 면적법
12.4 탄성하중법
12.5 공액보법
12.6 Newmark 법
연습문제
13장 처짐 - 에너지 방법
13.1 서 론
13.2 실제일의 방법
13.3 가상일의 원리
13.4 Castigliano의 정리
연습문제
14장 변위일치법
14.1 서 론
14.2 변위일치의 기본 개념
14.3 Maxwell의 상반처짐의 정리와 Batti의 법칙
14.4 변위일치법의 응용
14.5 삼연 모멘트 방정식의 정리
14.6 부정정 보의 영향선
연습문제
15장 처짐각법
15.1 서 론
15.2 처짐각법의 일반식
15.3 처짐각범에 의한 보의 해석
15.4 처짐각법에 의한 라멘 해석
연습문제
16장 모멘트 분배법
16.1 서 론
16.2 모멘트 분배법의 원리
16.3 모멘트 분배법에 의한 보의 해석
16.4 모멘트 분배법에 의한 라멘의 해석
연습문제
17장 매트릭스 구조해법
17.1 서 론
17.2 유연도와 강성도의 관계
17.3 유연도법
17.4 강성도법
17.5 균일단면 부재의 강성도
연습문제
부록
