하중

하중조합 정리 — 어느 조합이 지배하는가

2026년 8월 24일

고정하중과 활하중을 산정했다면 다음은 조합입니다. 여러 하중이 동시에, 최대로 걸릴 확률은 낮으므로, 현실적인 조합을 만들어 그중 가장 불리한 것으로 설계합니다.

이 글에서는 계수가 왜 그 값인지, 그리고 어느 조합이 실제로 지배하는지를 계산으로 확인합니다.

하중계수가 다른 이유

1.2 D + 1.6 L

같은 하중인데 계수가 다릅니다. 예측 정확도의 차이입니다.

하중	계수	이유
고정하중 D	1.2	재료와 치수로 계산 가능. 오차가 작음
활하중 L	1.6	사용 방식에 좌우. 변동 폭이 큼

활하중 계수가 1.33배 큽니다. 불확실한 하중일수록 여유를 더 준다는 원칙입니다.

강도설계법 조합

주요 항만 추리면 이렇습니다.

①  1.4 D
②  1.2 D + 1.6 L + 0.5 (L_r or S or R)
③  1.2 D + 1.6 (L_r or S or R) + (1.0 L or 0.65 W)
④  1.2 D + 1.3 W + 1.0 L + 0.5 (L_r or S or R)
⑤  1.2 D + 1.0 E + 1.0 L + 0.2 S
⑥  0.9 D + 1.3 W
⑦  0.9 D + 1.0 E

원문에는 유체압 F, 온도 T, 토압·수압 H 항이 함께 들어갑니다. 여기서는 이해를 위해 생략했으므로, 실제 설계에서는 원문 전체 식을 쓰세요.

읽는 법은 간단합니다. ①~~⑤는 중력하중이 지배하는 경우, ⑥~~⑦은 하중이 들어 올리거나 넘어뜨리는 경우입니다.

어느 조합이 지배하는가

앞 글의 사무실 슬래브(D = 4.94, L = 2.50 kN/m²)로 계산해 보겠습니다.

조합	계산	결과
① 1.4D	1.4 × 4.94	6.92 kN/m²
② 1.2D + 1.6L	5.93 + 4.00	9.93 kN/m²
③ 1.2D + 1.0L	5.93 + 2.50	8.43 kN/m²

②가 지배합니다. 그리고 사용하중과 비교하면

사용하중  D + L    = 7.44 kN/m²
계수하중  ②       = 9.93 kN/m²
                    ─────────
비율                 1.334배

계수하중이 사용하중의 약 1.33배입니다. 처짐 같은 사용성 검토는 사용하중으로, 강도 검토는 계수하중으로 한다는 점을 기억하세요.

1.4D는 언제 지배하나

조합 ①은 활하중이 아예 없는 상태를 가정합니다. 실무에서 거의 안 걸리는데, 언제 걸리는지는 간단한 식으로 나옵니다.

1.4 D > 1.2 D + 1.6 L
0.2 D > 1.6 L
     D > 8 L

고정하중이 활하중의 8배를 넘으면 ①이 지배합니다.

부재	D	L	D/L	①	②	지배
사무실 슬래브	4.94	2.50	2.0	6.92	9.93	②
기계실	6.00	5.00	1.2	8.40	15.20	②
창고 (경량)	5.00	0.60	8.3	7.00	6.96	①
지붕	5.00	0.50	10.0	7.00	6.80	①

활하중이 아주 작은 부재에서만 ①이 살아납니다. 지붕, 두꺼운 매트기초, 수조 하부 슬래브 같은 경우입니다. 일반 바닥에서는 ②가 거의 항상 지배하므로, ①만 검토하고 넘어가면 큰일 납니다.

0.9D의 의미

조합 ⑥·⑦에서 고정하중 계수가 0.9로 줄어듭니다. 처음 보면 이상합니다. 왜 안전측이 아니라 줄이는 걸까요?

고정하중이 저항으로 작용하는 경우가 있기 때문입니다.

바람이 지붕을 들어 올릴 때 → 고정하중이 눌러서 버팀
지진이 건물을 넘어뜨리려 할 때 → 고정하중이 복원모멘트

이때는 고정하중이 적게 작용하는 쪽이 위험합니다. 그래서 1.2가 아니라 0.9를 곱합니다.

계산해 보면

경량 지붕, D = 1.0 kN/m²(하향), 풍하중 W = 2.0 kN/m²(상향)

1.2D + 1.3W  =  1.20 − 2.60  =  −1.40 kN/m²
0.9D + 1.3W  =  0.90 − 2.60  =  −1.70 kN/m²   ← 상향이 더 큼

0.9D를 쓰지 않으면 상향력을 17.6% 과소평가합니다. 경량 지붕이나 캐노피에서 앵커가 뽑히는 사고는 대부분 이 검토를 빠뜨려서 생깁니다. 상향 풍하중이 실제로 어떻게 계산되는지는 풍하중 계산의 기초에 정리했습니다.

실무에서 자주 틀리는 지점

사용하중으로 부재를 설계하는 경우

강도 검토는 계수하중입니다. D + L로 부재를 정하면 위 예제 기준 33% 부족합니다. 반대로 처짐 검토는 사용하중으로 합니다. 둘을 바꿔 쓰면 양쪽 다 틀립니다.

상향 조합을 빠뜨리는 경우

바람이 부는 방향만 보고 ⑥·⑦을 건너뛰면, 경량 지붕에서 인발력이 과소평가됩니다. 들리거나 넘어지는 경우가 있는지 항상 확인하세요.

모든 조합을 부재마다 다 검토하지 않는 경우

지배 조합은 부재마다 다릅니다. 같은 건물에서도 바닥은 ②, 지붕은 ①이나 ⑥, 기둥은 ⑤가 지배할 수 있습니다. 전체를 한 조합으로 처리하면 어딘가는 부족해집니다.

지진과 풍하중을 동시에 조합하는 경우

둘은 함께 걸지 않습니다. 동시에 최대로 발생할 확률이 사실상 없기 때문입니다. 각각의 조합을 따로 만들어 더 불리한 쪽을 씁니다. 어느 쪽이 지배하는지는 지진하중과 내진설계 개요에 계산 예제가 있습니다.

자주 묻는 질문

계수하중과 사용하중, 어디에 무엇을 쓰나요?

검토	하중
강도 (휨·전단·축력)	계수하중
처짐·진동·균열폭	사용하중
지반 지지력	사용하중 (일반적으로)

기초 설계는 특히 헷갈립니다. 지반 지지력 검토는 사용하중, 기초 부재 자체의 배근은 계수하중입니다.

활하중 계수가 1.0으로 낮아지는 조합은 왜 있나요?

조합 ④·⑤처럼 풍하중이나 지진이 주된 하중일 때입니다. 강한 바람이나 지진과 활하중 최대치가 동시에 걸릴 확률이 낮아 계수를 낮춥니다. 다만 활하중이 큰 용도에는 예외가 있으므로 원문을 확인하세요.

설하중과 지붕활하중을 더하나요?

택일합니다. 눈이 쌓인 지붕에 사람이 올라가 작업하는 상황을 동시 최대로 보지 않기 때문입니다. L_r, S, R 중 가장 큰 값 하나를 씁니다.

조합이 이렇게 많은데 다 계산하나요?

구조해석 프로그램이 자동으로 돌립니다. 다만 결과에서 어느 조합이 지배했는지는 반드시 확인하세요. 예상과 다른 조합이 지배했다면 입력에 문제가 있을 수 있습니다.

정리

계수가 다른 건 예측 정확도 차이입니다. D는 1.2, L은 1.6.
일반 바닥은 ② 1.2D + 1.6L이 거의 항상 지배합니다.
1.4D가 지배하려면 D > 8L. 지붕이나 매트기초처럼 활하중이 작을 때만입니다.
0.9D는 고정하중이 저항으로 작용할 때 씁니다. 빠뜨리면 상향력을 17.6% 과소평가합니다.
강도는 계수하중, 처짐은 사용하중. 계수하중은 사용하중의 약 1.33배입니다.
지배 조합은 부재마다 다릅니다. 결과에서 반드시 확인하세요.

하중 산정은 고정하중·활하중 산정 방법에, 단위 환산은 구조 단위 환산기에 정리해 두었습니다.