개념 한 쪽
건물의 하중은 변하지 않는 고정하중과 사람과 가구처럼 움직이는 활하중으로 나뉜다. 활하중은 어느 부재가 받는 범위를 넓혀 잡고, 설계할 때는 하중별 계수를 곱해 조합한다. 하중을 어떻게 세는지가 구조 안전의 출발이다.
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출제기준 단원 「고정하중 및 활하중 산정」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 하중조합 식 확인 | 1 | 세운 하중조합 식에서 어긋난 것 고르기 |
| 조합 표현 판단 | 1 | 소요강도 식 표현 중 틀린 것 가리기 |
| 계수하중 계산 | 1 | 고정·활하중에 계수를 곱해 합산하기 |
활하중은 부재가 실제로 받는 면적보다 넓은 영향면적으로 산정한다. 하중이 항상 균일하게 작용하지 않으므로 부재 종류에 따라 부하면적의 배수를 적용한다. 캔틸레버 부분은 하중이 주변으로 전달되지 않으므로 배수를 곱하지 않고 부하면적을 단순 합산한다.
극한강도설계법은 하중에 계수를 곱해 소요강도를 구한다. 고정하중에는 1.2, 활하중에는 1.6을 곱해 더한다. 고정하중 50, 활하중 30이라면 계수하중은 50×1.2에 30×1.6을 더한 값이 된다. 계수하중은 실제 하중보다 크게 잡아 구조물이 극한 상태에서도 견디게 하려는 값이다.
하중조합에서는 풍하중과 지진하중을 함께 고려하지 않는다. 두 하중이 동시에 최대로 작용한다고 보지 않기 때문이다. 조합마다 계수와 적용 조건이 정해져 있으므로, 하중의 종류와 조합 규칙을 구분해 읽어야 한다.
학습목표: 계수하중의 뜻과 쓰이는 설계법을 설명할 수 있다.
계수하중 강도설계법 또는 한계상태설계법으로 설계할 때 사용 하중에 하중계수를 곱한 하중이다.
NCS 학습모듈 1403010202 자료조사 · 2-1. 관련 설계기준 검토
하중 산정 문제는 영향면적의 예외와 계수 조합을 흔든다. 캔틸레버에도 부하면적의 배수를 곱한다고 하거나, 계수하중을 고정하중과 활하중에 같은 계수로 계산하는 선지가 틀리다. 풍하중과 지진하중을 동시에 최대로 더하는 조합도 성립하지 않는다. 하중조합에서 어느 하중에 어떤 계수가 붙는지 뒤바꾸는 것도 대표적인 함정이다.
강도설계법에서 하중조합이 옳게 표현되지 않은 것은? (D:고정하중, L:활하중, W:풍하중, E:지진하중)
정답 ② · 강도설계법의 하중조합 중 잘못 표현된 것을 고르는 문제이다. 강도설계법의 대표적 하중조합은 U=1.4D+1.7L이 기본이며, 풍하중이나 지진하중이 포함될 때는 U=0.75(1.4D+1.7L+1.7W) 또는 0.75(1.4D+1.7L+1.8E)와 같이 전체에 0.75를 곱한다.
하중조합에서 풍하중(W)이나 지진하중(E)이 포함될 경우, 전체 하중계수에 0.75를 곱하는 것이 맞으나 지진하중 계수는 1.8이 아닌 1.7이 적용되어야 한다.
철근콘크리트구조의 극한강도설계법에서 하중조합에 따른 소요강도에 대한 표현 중 틀린 것은? (단, U:계수하중, D:고정하중, L:활하중, E:지진하중, W:풍하중)
정답 ① · 극한강도설계법의 하중조합에 따른 소요강도 표현 중 틀린 것을 고르는 문제이다. 극한강도설계법의 하중조합에서 지진하중과 풍하중은 서로 다른 조합식에 별개로 적용되며, 두 횡력을 하나의 식에 함께 조합하지 않는다.
극한강도설계법 하중조합에서 지진하중(E)은 풍하중(W)과 동시에 고려되지 않으며, ①은 E와 W를 혼동한 잘못된 조합이다.
고정하중이 50MPa 이고 활하중이 30MPa인 경우 극한강도설계법으로 슬래브를 설계할 때 사용하는 계수하중은?
정답 ③ · 극한강도설계법의 계수하중을 구하는 계산 문제이다. 극한강도설계법에서 계수하중은 통상 1.4D 또는 1.2D+1.6L 조합 중 큰 값을 사용하는데, 1.2D+1.6L를 적용하면 1.2x50+1.6x30=60+48=108MPa이고, 1.4D만 적용하면 70MPa이다.
극한강도설계법의 계수하중은 고정하중의 1.2배와 활하중의 1.6배를 합산하여 계산한다.
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