아치형 건물은 압축력에 강하고 인장력에 약하다고 하는데 왜 그런가요?

Question

프랑스 나폴레옹 1세가 전승을 해서 세웠다는 개선문은 아치형 건물로 유명한데요 아치형 건물이 압축력에 강하고 인장력에 약한 이유는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

아치형건물은 위에서 누르는 압력에 대해서는 양쪽기둥으로 힘을 골고루 분산시켜 잘 버티지만, 위로들어올리거나 좌우로흔드는등의 힘은 균형을 무너뜨릴수있어 약한편입니다.

Answer 2

안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.

아치형 건물은 압축력에 강하고 인장력은 약합니다. 아치형 건물은 아치의 곡선 형태 덕분에 압축력을 효과적으로 분산시킬 수 있기 때문에 압축력에 강합니다. 하지만 아치의 곡선 형태 때문에 인장력에 약합니다. 따라서 아치형 건물은 압축력에 강한 재료를 사용하고, 인장력이 발생하는 부분에는 보강재를 설치해야 합니다.

Answer 3

안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.

건물의 구조를 보시면 바로 이해 하실수 있지 않을까 합니다.

아치형 구조는 좌우가 고정되면 위에서 누르는 힘에 매우 잘 버티는 구조입니다.

이러한 같은 구조에서 좌우를 각각 조금씩만 이동시켜도 아치형 구조가 무너지게 되어 붕괴되는 것입니다.

Answer 4

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

아치형 건물이 압축력에 강하고 인장력에 약한 이유는 아치의 모양 때문입니다. 아치는 곡선 모양으로 되어 있어, 압축력은 아치의 모양을 따라 균등하게 분산됩니다. 하지만 인장력은 아치의 모양을 따라 분산되지 않고, 한쪽으로만 작용합니다. 이로 인해 아치는 압축력에는 강하지만, 인장력에는 약합니다.

Answer 5

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

아치형 건물은 압축력에 강하고 인장력에 약한 구조를 가지고 있습니다. 이는 아치 형태의 특성 때문입니다.

아치는 압력을 받을 때, 하중을 아치의 양 끝에 전달하여 지지점 사이를 압축력으로 전달합니다. 이렇게 압축력이 분산되면 아치는 안정적으로 유지됩니다. 따라서 압축력에 대해서는 강한 구조를 가지고 있다고 볼 수 있습니다.

반면에 인장력은 아치 구조에는 적용되지 않는 원리입니다. 인장력은 구조물의 뼈대를 늘리거나 끌어 당기는 힘으로, 구조물을 늘리는 방향에 힘이 가해집니다. 아치 형태의 건물은 압축력을 받으면서 내부에서 외부로 힘이 전달되기 때문에 인장력에는 취약합니다.

Answer 6

아치형 건물은 압축력에 강하고 인장력에 약한 이유는 구조적 특징과 힘의 분산 원리에 기인합니다. 아치형 구조는 주로 인접한 요소들이 서로 압축력을 전달하면서 힘을 분산시키는 방식으로 작동합니다.

아치의 형태는 특별히 압축력에 대해 효과적입니다. 압축력은 구조를 아래쪽으로 압축하는 힘으로 작용하며, 아치 구조는 압축력을 하단에서 받아 윗부분으로 힘을 전달합니다. 이러한 전달은 아치 형태의 곡선이 힘을 효과적으로 분산시켜 구조에 대한 안정성을 제공합니다.

반면 인장력은 구조를 늘리려는 힘으로 작용하는데, 아치형 구조는 힘의 집중을 예방하고 인접한 요소들이 서로 압축력을 공유함으로써 인장력을 분산시키는 데는 상대적으로 덜 효과적입니다. 인접한 부분이 압축력을 공유함으로써 각 부분에 걸리는 인장력이 줄어들어 구조의 안정성을 떨어뜨릴 수 있습니다.

하지만 모든 구조에서 마찬가지로 건축물이나 다리 등을 설계할 때는 힘의 분산과 안정성을 고려해야 합니다. 아치형 구조가 항상 인장력에 약하다고 할 수는 없지만, 보통은 압축력에 강하고 인장력에는 약하다고 이해됩니다. 구조 설계에서는 힘의 분산과 부재의 물리적 특성을 고려하여 최적의 안정성과 견고함을 달성하기 위해 적절한 구조를 선택하고 설계합니다.

Answer 7

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

아치는 곡선 형태로 구성되어 있으며, 하중이 가해질 때 압축력을 받습니다. 아치 구조는 하중이 가해지면 압축력이 아치를 따라 전달되어 지지점에 집중됩니다. 이로 인해 압축력이 효과적으로 분산되고 건물의 안정성을 높여줍니다. 따라서 압축력에 대한 저항력이 강합니다.