가시설물 설계하중

정의

가시설물 설계하중은 비계 같은 가설구조물이 시공 중 받는 힘을 정하는 설계 입력값이다.

가시설물은 공사 중에만 쓰고 완료 후 철거하는 구조물이다.

현장 붕괴 사고는 하중 산정과 하중조합 누락에서 시작되는 경우가 많아 시험에서도 반복 출제된다.

세 가지 하중

하중은 크게 연직, 수평, 특수 세 가지로 나눈다.

연직하중은 자중과 작업하중 등 중력 방향으로 누르는 힘이다.

수평하중은 풍하중처럼 바람이나 작업 중 생기는 횡방향 힘이다.

특수하중은 충격, 지진, 시공 중 편심처럼 통상 조건 밖의 하중이다.

산정 절차

산정 순서는 설계 조건 확인에서 시작해 부재와 연결부 검토로 끝난다.

설계 조건을 정한 뒤 연직, 수평, 특수하중을 차례로 산정한다.

이후 하중조합별로 부재력을 구하고 허용 강도와 비교한다.

부재력에 하중계수를 곱한 합이 설계강도 이하인지 본다. S_i는 부재력, γ_i는 하중계수, R_d는 설계강도다.

계산 예제

강관비계 한 칸의 작업발판 적재를 가상의 예로 검토해 본다.

작업자 3명과 자재 100kg이 올라간다고 가정한다. 작업자 1인당 질량은 m_p kg로 둔다.

적재 질량에 중력가속도 9.8을 곱해 N 단위의 하중 W로 환산한다.

산정한 적재하중이 적용 기준을 만족하는지 확인하고, 기준 수치는 설계기준 원문과 대조한다.

비계 형식 비교

비계 형식마다 주로 검토하는 하중이 달라서 표로 비교해 둔다.

강관비계는 부재를 현장에서 조립하므로 연결부 강성 편차가 크다.

시스템비계는 제품 성능이 기준이므로 시험 성적과 인증 여부를 확인한다.

달비계는 와이어 반력과 작업대 흔들림을 따로 본다.

가장 흔한 실수는 하중 종류만 나열하고 하중조합을 쓰지 않는 것이다.

정리

정리하면 가시설물 설계하중은 연직, 수평, 특수 세 종류로 나눈다.

하중조합은 항상 작용하는 하중과 일시적 하중을 나누어 조합한다.

기준이 상충하면 보수적인 값을 적용하는 것이 원칙이다.

이제 한 문제를 직접 풀어 보자.

정답 확인

정답은 수평하중이다. 풍하중은 바람에 의한 횡방향 힘이기 때문이다.

연직하중과 헷갈리지 않도록 작용 방향으로 구분한다.