단위 체계

이번시간에는 토목구조해석에서 사용하고 있는 단위체계에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

토목구조 분야에서 힘의 단위는 주로 국제단위계(SI 단위)를 사용합니다.

 

📏 **국제단위계(SI)**

- 힘의 기본 단위 :  뉴턴(N, Newton)

- 1 N = 1 kg·m/s² → 1뉴턴은 1kg의 물체에 1m/s²의 가속도를 줄 때 필요한 힘입니다.

 

- 일반적으로 사용하는 단위:

- kN (킬로뉴턴) : 1 kN = 1000 N

- MN (메가뉴턴) : 1 MN = 1,000,000 N

- 킬로뉴턴은 구조해석에서 가장 자주 사용되며, 보, 기둥, 슬래브의 하중 계산에 흔합니다.

 

** 하중 표현 예시**

- 건축물의 자중: **kN/m² (단위면적당 하중)

- 보의 축력: kN 또는 MN

- 지반 반력: kN/m²

- 케이블 장력: kN 또는 kip

 

보통 국내에서는 킬로뉴턴(kN) 단위를 가장 많이 사용하고, 해외에서는 미국 단위계(특히 kip)를 볼 수 있으니, 상황에 따라 단위를 변환하는 게 중요합니다!

 

 

응력(stress)은 **단위 면적당 작용하는 힘**을 나타내는 물리량입니다.

그래서 힘의 단위를 면적으로 나눈 형태가 됩니다!

 

📏 **국제단위계(SI)**

- 응력의 단위 :  파스칼 (**Pa, Pascal**)

- 정의 :  1 Pa = 1 N/m²

- 뉴턴(N)을 제곱미터(m²)로 나눈 값입니다.

 

- 실무에서 더 자주 쓰는 단위:

- kPa (킬로파스칼): 1 kPa = 10³ Pa

- MPa (메가파스칼): 1 MPa = 10⁶ Pa

- GPa (기가파스칼): 1 GPa = 10⁹ Pa

- 1 MPa = 1 N/mm² → 철근, 콘크리트 강도표현에 사용

 

🔧 **응력표현 예시**

- 콘크리트 압축 강도: 30 MPa

- 철근의 항복강도: 400 MPa

 

 

대부분의 구조 설계는 SI 단위(MPa)를 쓰지만, 미국식 설계 기준(예: ACI 코드)을 볼 때는 psi/ksi가 나올 수 있어요. 그래서 단위 변환을 잘 해두면 국제적인 설계 기준을 이해하는 데 큰 도움이 됩니다. 이번 시간에는 단위체계에 대해 알아 보았습니다. 💡

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