구조하면 가장먼저 무엇이 떠오르시나요?
역학, 시스템, 접합....  하중!

하중! 그렇습니다.
하중은 구조에서 구조물의 안전성을 확인하기 위하여 첫 번째로 확인해야 하는 중요한 항목입니다.

하중은 크게 6가지가 있는데요.

한번씩 들어보셨죠?
(물론 토압이나 수압도 있을 겁니다. 이 하중은 큰 범위에서 별도로 검토됩니다.)

각 하중이 의미하는 것이 무엇인지는 알고 계실 겁니다. 하중에 대한 내용은 나중에 별도로 다루기로 하겠습니다.

여기서 알려드리고 싶은 것은 위 하중이 어떠한 기준으로 나누어 지는지 확인해 볼까요? 그 기준은 정(靜)과 동(動)입니다.

'정(靜)하중'은 말 그대로 하중이 건축물에 정적으로 작용한다는 것 입니다.
반대로 '동(動)하중'은 하중이 다양한 방향과 크기로 건축물에 적용됩니다.

한번 확인해 보겠습니다.

고정하중은 건축물이 지어지는 순간~!
구조 부재들의 크기에 따라 자중이 계산되며, 마감하중 역시 재료의 중량에 따라 계산됩니다.하중의 실제 크기를 가장 정확하게 계산할 수 있습니다.

빈도 역시 건물이 무너지기 전까지는 100% 재하 된 상태가 유지 됩니다.

그에 반해 지진하중은 언제 어느 방향으로 얼마만큼의 크기로 건축물에 작용할지 알 수 없습니다.

그래서 과거의 정보를 이용하여 지진하중과 관련된 정보들을 가정하여 크기를 설정합니다. 때문에 그 하중의 크기가 고정하중에 비해 확실하지는 않겠죠? 빈도는 당연히 고정하중 보다 낮게 됩니다.

정리해보면  하중은 크게 정하중과 동하중으로 구분 될 수 있으며 정하중은 발생빈도와 크기를 상대적으로 확실하게 산정할 수 있으며 동하중은 발생빈도를 알기 힘들고 그 하중의 크기도 불확실합니다.

이 분류가 가지는 의미는 정적하중일수록 설계가 쉽고 동적하중일수록 설계가 어렵다는 것입니다. (물론 하중간에 상대적인 것입니다)

이유는? 다들 짐작되시죠?

구조설계를 하려면 먼저 건축물에 하중을 적용해야 하는데 적용하려는 하중의 크기나 빈도를 알기 힘들다면 그 만큼 다음 단계는 어려울 수 밖에 없습니다.

움직이지 않고 빈도가 크고 확실한 하중(정하중)에 대해서는 우리가 쉽게 설계를 할 수가 있습니다.

그런데 움직이는 하중이고 빈도가 적고 불확실성이 많은 동하중은 사실 설계하기가 쉽지 않습니다.

위의 하중을 가지고 구조 설계하는 것은 다음과 같습니다.

우리가 말하는 내진설계는 지진하중을 설계하는 것 입니다.

첫 시간 어떠셨나요?
이번 시간에 하중에 대한 새로운 정보를 얻으셨나요?
어렵다는 생각이 드시나요?

하중계수
하중의 불확실성을 구조설계에서는 어떻게 고려할까요?

여러 가지가 방법이 있으나 가장 대표적으로 '하중계수' 가 있습니다.
1.2DL 나 1.6LL 보신적 있으시죠?
여기서 1.2와 1.6이 하중계수라는 것입니다.

계수값은 구조설계기준에 따라 조금씩 다릅니다
현재 국내기준(KBC2016) 에서는 고정하중은 1.2, 활하중은 1.6입니다.
이 의미는 "계산된 하중을 그 만큼 크게 고려한다는 것" 입니다!

불확실 할 수록 그 계수는 크게 본다는 것, 잊지 마세요~~~!!

(주)마이다스아이티 │ 기술연구팀