좌표계 및 부호 규약

EduBeam에서 "틀린" 결과처럼 보이는 것은 대부분 부호 규약 때문에 생긴 오해입니다. 아래 내용은 모두 솔버가 실제로 쓰는 규약입니다.

전체 좌표축

• x — 수평, 오른쪽이 양.
• z — 연직, 화면에서 아래가 양.
• y — 면외 축(오른손 좌표계에서 보는 사람 쪽을 향함). 회전과 모멘트는 y축에 대한 것입니다.

그리드 모서리의 좌표축 표시는 x(빨간색)와 z(녹색)를 보여 줍니다. 따라서 하단이 Z = 0인 3 m 기둥의 꼭대기 절점은 Z = −3입니다.

자유도

각 절점에는 Dx, Dz(이동)와 Ry(회전)가 있습니다. 양의 Dz는 아래 방향 변위이고, 양의 Ry는 화면에서 반시계 방향 회전입니다. 강제변위와 절점 결과에도 같은 부호가 적용됩니다.

하중

하중	양의 방향
Fx, fx, f1x…	+x(오른쪽, LCS가 켜져 있으면 요소의 국부 x 방향)
Fz, fz, f1z…	+z(아래, LCS가 켜져 있으면 국부 z 방향)
My	화면에서 반시계 방향
ΔTc	가열(신장)
ΔTb − ΔTt	하연이 상연보다 따뜻함

따라서 중력 하중은 양의 fz이고, 왼쪽 기둥을 오른쪽으로 미는 풍하중은 양의 fx입니다.

요소 국부 좌표축

국부 x축은 시작 절점에서 끝 절점으로 향하고, 국부 z축은 그에 수직이며 전체 좌표축을 요소 각도 $\alpha$만큼 회전해 얻습니다. 왼쪽에서 오른쪽으로 그린 수평 요소에서는 국부 좌표축과 전체 좌표축이 일치합니다. 방향을 뒤집으려면 요소 표에서 절점 교환을 쓰세요.

부재력

물리량	양의 의미
N	인장
Vz	보 이론의 일반적인 부호: 중력 하중을 받는 단순보에서 V는 왼쪽 지점에서 양, 오른쪽 지점에서 음
My	아래로 처지는 휨(정모멘트) — 하연(+z 쪽)이 인장. 중력 하중을 받는 단순보는 경간 중앙 모멘트가 양이고, 자유단 하중을 받는 캔틸레버는 고정단에서 음의 모멘트(부모멘트)를 가집니다

단부력(요소 결과 표)

X12, Z12, M12는 시작 절점에서, X21, Z21, M21은 끝 절점에서 요소에 작용하며, 국부 좌표계 기준이고 양의 방향은 국부 좌표축 및 My와 같습니다. 이 값은 절점이 요소에 가하는 힘, 즉 $\mathbf{f} = \mathbf{K}_l\,\mathbf{u}_l - \mathbf{f}_{eq}$이며, 여기서 $\mathbf{f}_{eq}$는 요소하중의 등가 절점하중입니다. 한 절점에 모이는 모든 요소의 단부력을 합하면 그 절점의 절점하중 및 반력과 평형을 이룹니다.

반력

반력은 구속된 모든 자유도에 존재하며, 절점 좌표계(절점 좌표계 각도가 설정되어 있으면 그만큼 회전된 좌표계)로 표시됩니다. 뷰어의 반력 화살표는 지점이 구조물을 미는 방향을 가리킵니다.

y 위 좌표축

설정 → 좌표계 → x 오른쪽, y 위를 고르면 입력하고 읽는 모든 값이 교과서 좌표계로 바뀝니다. x는 오른쪽, y는 위, z는 보는 사람 쪽입니다. 모델, 저장된 파일, 그림은 그대로이며 숫자와 이름만 바뀝니다.

물리량	z 아래(기본값)	y 위
연직 좌표	Z	Y, 부호 반대
연직 하중, 변위, 반력, 단부력	Fz, fz, Dz, Z12…	Fy, fy, Dy, Y12…, 부호 반대
회전과 모멘트	Ry, My	Rz, Mz, 부호 같음(반시계 방향이 양)
지점 각도 α	시계 방향으로 측정	반시계 방향으로 측정, 부호 반대
부재력 N, V, M		변화 없음, 다이어그램도 같은 방식으로 그려짐

따라서 중력 하중은 음의 fy이고, 3 m 기둥의 꼭대기는 Y = 3입니다.

단위

솔버는 내부적으로 SI 단위(m, N, Pa, rad, K)로 계산합니다. 표시 단위는 입력하고 읽는 값에만 영향을 주며, 단위를 바꿔도 모델은 절대 바뀌지 않습니다.