도구스학업·수학

연속보 3연 모멘트 계산기

클라페롱의 3연 모멘트 식으로 연속보의 지점 모멘트와 반력, 경간 최대 모멘트를 구합니다. 지점 침하를 넣으면 하중이 없어도 모멘트가 생기는 부정정보의 성질을 볼 수 있습니다.

경간 — 한 줄에 하나

길이(m) 등분포(kN/m) 중앙집중(kN) 순서로 넣습니다. 뒤를 비우면 0으로 봅니다. 경간이 2개면 지점은 3개이고 양 끝은 단순지지로 봅니다.

지점 침하 (mm, 선택)

아래로 내려앉는 쪽이 양수입니다. 비워 두면 침하 없음으로 봅니다.

GPa
cm⁴

EI = 40,000 kN·m². 침하가 0이면 결과에 전혀 영향을 주지 않습니다 — 부정정 해석에서 EI가 전 경간에 같으면 약분되기 때문입니다.

설계에 쓰이는 절대 최대 모멘트

200 kN·m

최대 부모멘트 -200 kN·m, 최대 정모멘트 112.5 kN·m입니다. 같은 하중을 단순보로 따로 놓았다면 200 kN·m였습니다.

지점

지점모멘트 (kN·m)반력 (kN)
1075
2-200250
3075

모멘트는 아래로 볼록한 쪽을 양수로 잡았습니다. 중간 지점이 음수로 나오는 것이 정상이며, 그 자리에서 보가 위로 볼록해집니다. 반력의 합 400kN이 하중의 합 400kN과 같은지가 검산입니다.

경간

경간길이 (m)하중 (kN)최대 정모멘트그 위치
18200112.53 m
28200112.55 m
지점 침하를 넣으면 하중이 하나도 없어도 모멘트가 생기는 것을 볼 수 있습니다. 부정정보에서만 나타나는 현상이고, 이것이 연속보로 얻는 이득의 대가입니다. 위 침하 칸에 «0 10 0»처럼 넣어 보세요.
«지점이 늘수록 최대 모멘트가 준다»는 반만 맞습니다. 등경간·등분포에서 절대 최대 모멘트를 wL²의 계수로 적으면 1경간 1/8, 2경간 1/8, 3경간 1/10, 4경간 3/28입니다. 2경간은 지점 모멘트가 정확히 wL²/8이 되어 단순보와 똑같고, 경간 수에 대해 단조롭지도 않습니다. 2경간으로 얻는 것은 최댓값이 아니라 경간 중앙 모멘트로, wL²/8에서 9wL²/128로 44% 줄고 처짐도 크게 줍니다.

계산 방법

  1. 1경간을 한 줄에 하나씩, 길이·등분포하중·중앙집중하중 순서로 넣습니다.
  2. 2지점 침하가 있으면 지점 수만큼 mm 단위로 넣습니다. 없으면 비워 둡니다.
  3. 3침하를 넣었다면 탄성계수와 단면 2차 모멘트를 맞춰 넣습니다.
  4. 4지점 모멘트와 반력을 확인합니다. 중간 지점 모멘트가 음수인 것이 정상입니다.
  5. 5반력의 합이 하중의 합과 같은지로 검산합니다.

자주 묻는 질문

이웃한 두 경간의 지점 모멘트를 잇는 식입니다. 지점 A·B·C가 이어져 있고 경간이 L₁·L₂이면 M_A·L₁ + 2M_B(L₁+L₂) + M_C·L₂ = −(6A₁x̄₁/L₁ + 6A₂x̄₂/L₂)입니다. 내부 지점마다 식이 하나씩 나오므로 연립해서 풉니다.

중간 지점에서 보가 위로 볼록해지기 때문입니다. 이 도구는 아래로 볼록한 쪽을 양수로 잡았으므로 중간 지점은 음수가 정상이며, 그 자리 보 윗면이 인장을 받습니다. 철근콘크리트라면 상부에 주철근을 넣어야 하는 구간입니다.

반만 맞습니다. 등경간·등분포에서 절대 최대 모멘트를 wL²의 계수로 적으면 1경간 1/8, 2경간도 1/8, 3경간 1/10, 4경간 3/28입니다. 2경간은 지점 모멘트가 정확히 wL²/8이 되어 단순보와 같고 경간 수에 대해 단조롭지도 않습니다. 2경간으로 얻는 것은 경간 중앙 모멘트로, wL²/8에서 9wL²/128로 44% 줍니다.

부정정보라 내려앉은 만큼 억지로 휘기 때문입니다. 단순보는 지점이 내려앉으면 그냥 따라 기울 뿐이라 응력이 생기지 않지만, 연속보는 다른 지점이 붙들고 있어 휘어질 수밖에 없습니다. 2경간에서 가운데가 δ만큼 내려앉으면 그 자리 모멘트가 3EIδ/L²로, 하중이 하나도 없어도 생깁니다.

반대로 불리합니다. 침하 모멘트가 EI에 비례하므로 단면 2차 모멘트를 두 배로 키우면 침하 때문에 생기는 응력도 두 배가 됩니다. 강제변위는 힘이 아니라 변위가 주어지는 문제라 뻣뻣할수록 손해입니다.

그 지점을 위로 잡아당겨야 한다는 뜻입니다. 두 등경간에서 한쪽 경간에만 하중이 있으면 반대쪽 끝이 들려 올라갑니다. 롤러나 단순 받침은 끌어당기지 못하므로 실제로는 보가 그 자리에서 뜨고, 지점이 하나 없는 보로 다시 풀어야 합니다.

결과가 달라지지 않습니다. EI가 전 경간에 같으면 3연 모멘트 식에서 약분되어 사라지기 때문에 하중만으로 지점 모멘트가 정해집니다. EI가 필요한 것은 침하 항이 붙을 때뿐입니다.

전송되지 않습니다. 계산은 모두 브라우저 안에서 이루어지고 넣은 값은 이 기기에만 남습니다.

알아두면 좋은 점

  • 양 끝은 단순지지(핀·롤러)로 봅니다. 고정단과 내민보(캔틸레버)는 다루지 않습니다.
  • 하중은 경간별 등분포와 경간 중앙 집중 두 가지뿐입니다. 임의 위치의 집중하중과 모멘트 하중은 범위 밖입니다.
  • EI는 전 경간에서 일정하다고 봅니다. 단면이 바뀌는 보는 다룰 수 없습니다.
  • 탄성 범위만 다룹니다. 소성 힌지가 생긴 뒤의 재분배는 다루지 않습니다.
  • 반력이 음수로 나오면 그 지점이 실제로 들려 계산 전제가 깨집니다. 그때는 지점을 빼고 다시 풀어야 합니다.

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마지막 검증: 2026년 9월 2일 · 결과는 참고용 추정치입니다.