설계하중에서 고정하중과 활하중에 대하여 (단위 정리)

건축물에 작용하는 외력 중 고정하중과 활하중에 대해 알려드리겠습니다.

고정하중

고정하중 : 건축구조물 자체의 무게와 구조물의 생애주기 중 지속적으로 작용하는 수직하중을 말합니다.

 
고정하중은 건축물의 무게와 바닥마감, 천정 등 지속적으로 작용하는 수직하중입니다.
건축물에 고정하중은 건축물 자체의 무게(철근콘크리트 or 철골 등), 외부마감, 내부마감, 지붕 등 해체하기 전까지 건축물에 수직방향으로 작용하는 것입니다.
 

분류	비중 (kN/m$^3$)
철근콘크리트	24
무근콘크리트	23
모르타르	20
경량 기포 콘크리트 (ALC)	6.5
철골 철근 콘크리트	25
강재	78.5
보통벽돌	19
흙	18

 

※출처 LH설계지침(구조), 2018 - 제가 확인해 본 봐로는  LH 홈페이지에서 자료를 찾을 수 없네요. KBC에서 KDS 기준으로 통합?되면서 자료를 내렸지 않나 싶네요. 관련 내용을 아시면 댓글 부탁드립니다 ㅠ.ㅠ

 

1_설계지침(구조)_개정(안)_전문_최종.hwp

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활하중

활하중 :  건축물 및 공작물을 점유, 사용함으로써 발생하는 하중을 말합니다.

 
고정하중과 달리 활하중을 적용하기 위해 서 정확한 계산을 하기에는 오류를 범할 수도 있고 번거로울 수 있습니다.
그런데 건축구조기준에서 건축물의 용도에 따라 하중의 값을 달리 명기해 주었습니다.  이 값을 이용해 건축물의 용도에 따른 활하중을 고려하면 됩니다. 아래 표를 보시게 되면 사용자가 밀집되거나, 저장물 등의 무게에 따라 활하중 값이 높은 것을 확인할 수 있습니다. 
 
3.2.1 기본등분포활하중    (KDS 41 12 00 건축물 설계하중)
(1) 건축구조물에 적용하는 기본등분포활하중의 용도별 최소값은 표 3.2-1과 같다.
표 3.2-1 기본등분포활하중(단위：kN/m$^2$)

용 도			등분포활하중
1	주택	주거용 건축물의 거실	2.0
		공동주택의 공용실	5.0
2	병원	병실	2.0
		수술실, 공용실, 실험실	3.0
		1층 외의 모든 층 복도	4.0
3	숙박시설	객실	2.0
		공용실	5.0
4	사무실	일반 사무실	2.5
		특수용도사무실	5.0
		문서보관실	5.0
		1층 외의 모든 층 복도	4.0
5	학교	교실	3.0
		일반 실험실	3.0
		중량물 실험실	5.0
		1층 외의 모든 층 복도	4.0
6	판매장	상점, 백화점 (1층)	5.0
		상점, 백화점 (2층 이상)	4.0
		창고형 매장	6.0
7	집회 및 유흥장	모든 층 복도	5.0
		무대	7.0
		식당	5.0
		주방	7.0
		극장 및 집회장 (고정 좌석)	4.0
		집회장 (이동 좌석)	5.0
		연회장, 무도장	5.0
8	체육시설	체육관 바닥, 옥외경기장	5.0
		스탠드 (고정 좌석)	4.0
		스탠드 (이동 좌석)	5.0
9	도서관	열람실	3.0
		서고	7.5
		1층 외의 모든 층 복도	4.0
10	주차장 및 옥외 차도1)	총중량 30kN 이하의 차량(옥내)	3.0
		총중량 30kN 이하의 차량(옥외)	5.0
		총중량 30kN 초과 90kN 이하의 차량	6.0
		총중량 90kN 초과 180kN 이하의 차량	12.0
		옥외 차도와 차도 양측의 보도	12.0
11	창고	경량품 저장창고	6.0
		중량품 저장창고	12.0
12	공장	경공업 공장	6.0
		중공업 공장	12.0
13	지붕	점유·사용하지 않는 지붕(지붕활하중)	1.0
		산책로 용도	3.0
		정원 또는 집회 용도	5.0
		출입이 제한된 조경 구역	1.0
		헬리콥터 이착륙장	5.0
14	기계실2)	공조실, 전기실, 기계실 등	5.0
15	광장	옥외광장	12.0
16	발코니	출입 바닥 활하중의 1.5배 (최대 5.0kN/m$^2$)
17	로비 및 복도	로비, 1층 복도	5.0
		1층 외의 모든 층 복도 (병원, 사무실, 학교, 집회 및 유흥장, 도서관은 별도 규정)	출입 바닥 활하중
18	계단	단독주택 또는 2세대 거주 주택	2.0
		기타의 계단	5.0
1) 총중량 90kN 초과 180kN 이하인 차량은 3.4의 규정에 따를 수 있다. 총중량 180kN을 초과하는 중량차량의 활하중은 3.4의 규정에 따라야 한다. 2) 장비 자체의 고정하중은 포함하지 않는다.

 
 
3.3.1 기본집중활하중
(1) 구조물의 용도별로 적용하는 활하중으로서 집중활하중의 최소값은 표 3.3-1과 같다.
표 3.3-1 기본집중활하중(단위：kN)

용 도				집중 하중	하중접촉면 (m×m)
1	병원	병실, 수술실, 공용실, 실험실 로비와 모든 복도		10.0	0.75×0.75
2	사무실	일반 사무실, 특수용도사무실, 문서보관실 로비와 모든 복도		10.0	0.75×0.75
3	학교	교실, 일반 실험실, 중량물 실험실 로비와 모든 복도		5.0	0.75×0.75
4	판매장	상점, 백화점 (1층) 상점, 백화점 (2층 이상) 창고형 매장		5.0	0.75×0.75
5	도서관	열람실, 서고 로비와 모든 복도		5.0	0.75×0.75
6	주차장 및 옥외 차도1)	총중량 30kN 이하의 차량		15.0	0.12×0.12
		총중량 30kN 초과 90kN 이하의 차량		36.0	0.12×0.12
		총중량 90kN 초과 180kN 이하의 차량		54.0	0.25×0.60
		옥외 차도와 차도 양측의 보도		54.0	0.25×0.60
7	공장	경공업 공장		10.0	0.75×0.75
		중공업 공장		15.0	0.75×0.75
8	지붕	유지·보수 작업자의 하중을 받는 모든 지붕		1.5	0.75×0.75
		헬리콥터 이착륙장	최대허용이륙하중 20kN 이하	28.0	0.20×0.20
			최대허용이륙하중 60kN 이하	84.0	0.30×0.30
		작업장 상부에 노출된 지붕의 주 구조재 및 트러스 하현재 절점	공장, 창고, 자동차 정비소 등의 용도의 상부 지붕	10.0	－
			기타 용도의 상부 지붕	1.5	－
9	계단	계단 디딤판		1.5	0.05×0.05
1) 총중량 90kN 초과 180kN 이하인 차량은 3.4의 규정에 따를 수 있다. 총중량 180kN을 초과하는 중량차량의 활하중은 3.4의 규정에 따라야 한다.

 
 

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단위 변환

힘

1N = 1kg $\cdot$ m/s$^2$ 

 

1kgf(10m/s$^2$) $\approx$ 10N (중력가속도는 10m/s$^2$로 가정)
1kg은  중력방향으로 10N의 힘을 작용합니다.

 

100kgf$\approx$ 1,000N $\approx$ 1kN
100kg은 중력방향으로 1kN의 힘을 작용합니다.

 

1tf/m$^2$=1,000kgf/m$^2$=10kN/m$^2$

 

Pa = 1N/m$^2$

 

1kN/m$^2$ = 1KPa = 1x10$^3$Pa = 1x10$^3$ N/m$^2$ 

 

1N/mm$^2$ = 1MPa = 1x10$^6$Pa = 1x10$^6$ N/m$^2$ = 1x10$^6$ x10$^{-6}$ N/mm$^2$

 

200,000MPa = 200x10$^3$MPa = 200GPa

 

SI 접두어

기호	접두어	10$^n$
G	기가(giga)	10$^9$
M	메가(mega)	10$^6$
k	킬로(kilo)	10$^3$