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건축구조 사용하중조합 검토 — 하중계수와 조합식 적용

구조물 설계에서는 여러 하중을 동시에 고려해 설계 하중을 결정한다. 각 하중에 규정된 계수를 곱하여 합산하는 하중조합식으로 소요강도 또는 설계하중을 산정하므로, 올바른 계수와 조합식을 적용하는 검토가 중요하다.

2026-10-22 기준 · 건축산업기사 대시보드

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시험에 이렇게 나온다

출제기준 단원 「사용하중조합 검토」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.

묻는 꼴문제 수무엇을 묻나
극한강도 설계용 소요강도 계산1고정하중과 활하중에 극한강도 계수 적용해 소요강도 산정
기본 설계하중 조합 계산1고정·활하중에 기본 설계계수 적용해 설계하중 산정
특수하중 포함 시 계수 판별1지진·풍 등 특수하중 조합에서 적절한 계수 적용 여부 판별

뜻

하중조합은 고정하중(D), 활하중(L) 등 서로 다른 성격의 하중을 안전계수를 적용해 합성하는 절차를 말한다. 규정상 대표적인 조합식으로는 서로 다른 목적과 기준에 따라 쓰이는 두 가지 계수 쌍이 존재한다. 하나는 고정하중에 1.4배, 활하중에 1.7배를 적용한 조합식이며, 이는 극한강도설계법에서 기본으로 제시되는 소요강도 산정식으로 사용된다. 다른 하나는 고정하중에 1.2배, 활하중에 1.6배를 적용한 조합식으로, 강도설계법 또는 설계하중 산정의 기본 조합으로 언급된다.

지진이나 풍하중 등 특수하중이 포함되는 경우에는 기본 계수와 다른 조합이 사용될 수 있다. 예를 들어 지진하중과의 조합에서는 고정하중의 계수를 0.9로 적용하는 경우가 있어 상황별로 계수 적용 규정이 달라질 수 있다. 따라서 어떤 하중이 동시에 작용하는지, 어떤 설계법을 적용하는지에 따라 적절한 조합식을 선택해야 한다.

하중조합 문제는 계수의 숫자(예: 1.4·1.7 또는 1.2·1.6)를 정확히 알고 이를 주어진 하중값에 대입해 계산하는 능력을 평가한다. 계수 적용 대상(어떤 하중에 어느 계수를 곱하는지)을 혼동하거나 단위 미스매치로 계산 실수가 발생하면 오답이 되므로, 계수와 단위를 확인하는 습관을 갖는 것이 중요하다.

조합식 검토 시에는 문제에서 요구하는 설계법(예: 극한강도설계법, 강도설계법 등)을 먼저 파악하고 해당 설계법에서 규정한 계수 조합을 적용하는 절차를 따른다. 특수한 하중 조합 규정이나 예외 조항이 제시된 경우에는 그 내용을 우선적으로 반영해 계산해야 한다.

예제

예1: 고정하중 5t·m, 활하중 10t·m인 보의 설계모멘트는 극한강도설계법 조합 1.4D+1.7L을 적용하여 1.4×5 + 1.7×10 = 7.0 + 17.0 = 24.0t·m가 된다(문항 307224의 풀이와 일치한다).

예2: 고정하중 5kN·m, 활하중 10kN·m인 경우 강도설계법(혹은 기본 설계조합)으로 1.2D+1.6L을 적용하면 1.2×5 + 1.6×10 = 6 + 16 = 22.0kN·m가 된다(문항 313723의 계산 원리와 일치한다).

대표 기출 3문항

고정하중에 의하여 5tㆍm,활하중에 의하여 10tㆍm를 받는 단철근 직사각형보에서 설계 모멘트(Mu)는?

  1. 18.3 tㆍm
  2. 20.3 tㆍm
  3. 24.0 tㆍm
  4. 28.3 tㆍm
정답과 해설 보기

정답 ③ · 강도설계법에서 설계 모멘트(Mu)는 하중조합에 의해 산정됩니다. 일반적인 하중조합인 1.4 × (고정하중) + 1.7 × (활하중) 공식을 적용하면, Mu = 1.4 × 5t·m + 1.7 × 10t·m = 7.0 + 17.0 = 24.0 t·m가 됩니다.

설계모멘트는 고정하중 1.4배+활하중 1.7배 합산으로, 1.4×5+1.7×10=24.0t·m이다.

극한 강도설계법에 의한 철근콘크리트 구조설계에서 고정 하중 및 적재하중에 대한 소요강도 중 맞는 것은? (단, D : 고정하중, L : 활하중)

  1. U = 1.0D+1.0L
  2. U = 0.9D+1.3L
  3. U = 1.5D+1.9L
  4. U = 1.4D+1.7L
정답과 해설 보기

정답 ④ · 철근콘크리트 구조의 극한 강도 설계법(Ultimate Strength Design Method)에서 소요강도(U)는 하중 계수를 적용하여 산정합니다. 일반적인 고정하중(D)과 활하중(L)의 조합에 대해서는 콘크리트 구조 설계 기준에 따라 U = 1.4D + 1.7L을 사용합니다.

극한강도설계법에서 고정하중과 활하중 조합의 기본 소요강도 계수는 U=1.4D+1.7L이다.

강도설계법에서 고정하중(D)과 활하중(L)이 작용하는 경우 하중 조합에 따른 소요강도는?

  1. 1.4D+1.5L
  2. 1.4D+1.7L
  3. 0.9D+1.5L
  4. 0.9D+1.7L
정답과 해설 보기

정답 ② · 강도설계법에서 고정하중과 활하중이 함께 작용하는 일반적인 하중 조건의 필수 소요강도 산정 공식은 1.4D + 1.7L 입니다. 이는 구조물이 안전하게 하중을 지지할 수 있도록 고정하중에 1.4배, 활하중에 1.7배의 하중계수를 적용하여 설계 강도를 넘지 않도록 규정한 기본 설계 하중 조합입니다.

강도설계법의 기본 하중 조합 중 고정하중과 활하중만 작용할 때는 1.4D+1.7L을 적용한다.

자주 묻는 물음

하중조합에서 고정하중과 활하중의 계수는 어떻게 구분하나요?
사용하는 설계법에 따라 다르게 정해지므로 문제에서 적용할 설계법을 먼저 확인한다. 극한강도설계법의 기본 조합은 1.4D + 1.7L이고, 설계하중 산정의 기본 조합으로는 1.2D + 1.6L이 자주 사용된다.
지진이나 풍하중이 포함되면 하중조합 계수가 달라지나요?
특수하중이 포함되는 경우에는 규정상 별도 조합식이나 예외 계수가 존재할 수 있다. 예컨대 지진하중 조합에서는 고정하중에 0.9를 적용하는 경우가 있으므로 해당조합 규정을 확인해 적용한다.
계산 실수를 줄이려면 어떤 절차로 풀어야 하나요?
먼저 문제에서 요구하는 설계법과 포함된 하중을 확인하고, 각 하중에 대응하는 계수를 찾아 적용한 뒤 단위 일치 여부를 확인하고 합산하는 순서로 계산한다.
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