다리의 모양이 원통 모양일 때 더 잘 버티는 이유?

Question

보통 강의 다리 같은 걸 보면 삼각기둥이나 사각기둥보다는 원통(원기둥) 모양으로 만드는 경우가 많은데, 이게 더 잘 버티는 과학적인 원리가 따로 있을까요?

Answer 1

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

말씀하신 구조는 아치구조입니다.

아치구조에서 만일 힘이 위에서 누르면 그 힘이 아치형태를 따라 양옆으로 전해지며 구조물 전체로 골고루 분산되게 됩니다.

즉, 어느 한 지점에 무게가 집중되지 않기 때문에 다리가 가진 강도를 최대한 활용할 수 있는 것입니다.

Answer 2

안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.

보통 강의 다리를 만들 때 원통 모양으로 만드는 이유는 더 잘 버티기 때문입니다. 이에 대한 과학적인 원리는 물리학의 구조 강도와 관련이 있습니다. 원통 모양은 압력을 균일하게 분산시키는 구조로 압력이 가해졌을 때 강도를 최대한 유지할 수 있도록 설계되었습니다. 이는 다리의 중심축을 따라 압력이 분산되기 때문에 더 많은 하중을 버틸 수 있게 됩니다. 반면 삼각기둥이나 사각기둥은 각 꼭지점에서 압력이 집중되기 때문에 더 취약한 구조입니다. 따라서 다리를 더 잘 버티기 위해서는 원통 모양이 더 적합하다고 할 수 있습니다. 이러한 이유로 보통 강의 다리는 원통 모양으로 만들어지는 것입니다. 감사합니다.

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Answer 3

안녕하세요. 박성학 과학전문가입니다.

콘크리트 다리나 돌다리 같은 경우에는 아치형 구조로 만들면 압축력에 잘 버티는 모양이 됩니다

콘크리트나 돌은 압축력에는 강하지만 휨응력에는 약하기 때문에 이처럼 아치 구조로 만들면 누르는 힘을 옆으로 분산시켜서 하중을 줄이고

변형을 막는 구조가 되기 떄문에 다리나 터널등에 많이 사용되는 공법입니다