KDS 하중 자동화는 “용도나 지역을 고르면 결과가 자동으로 맞아지는 기능”이 아닙니다. 입력 근거, 하중의 작용 위치, 분배 방법, 조합과 해석 모델이 모두 맞아야 하며, 자동화는 그 연결과 기록을 반복 가능하게 만드는 도구입니다.
KDS 41 12 00은 고정하중·활하중·설하중·풍하중을 비롯한 설계하중과 하중조합을 다룹니다. 지진응답에 필요한 지역·지반·중요도·횡력저항시스템 정보는 KDS 41 17 00의 계산 흐름과 연결됩니다. 그러나 기준의 표와 식은 건물의 실제 용도, 구조계획과 하중경로를 대신 결정하지 않습니다. 자동화하기 전에 어떤 입력이 기준값을 선택하게 했는지 남겨야 하는 이유입니다.
결과를 바꾸는 입력은 무엇인가
| 입력 묶음 | 하중 계산에서 하는 일 | 잘못되면 생기는 문제 |
|---|---|---|
| 형상 | 층고, 경간, 바닥면적, 슬래브 두께로 자중과 하중 분배 대상을 정합니다. | 면적이나 연결이 틀리면 기준값이 맞아도 총하중과 부재별 하중이 달라집니다. |
| 용도 | 사무실·주거·판매·주차·창고 등 공간 사용에 맞는 활하중 항목을 선택합니다. | 이름이 비슷한 용도를 임의로 매핑하면 활하중과 저감 가능 여부가 달라질 수 있습니다. |
| 위치·환경 | 지역, 지반종류, 중요도, 노출구분을 지진·풍·적설 입력과 연결합니다. | 지역명만 있고 세부 조건이 없으면 위험도 값과 계수의 근거가 불완전합니다. |
| 구조 가정 | 지점, 부재 릴리즈, 강체 다이어프램, 횡력저항시스템과 기하비선형 옵션을 정합니다. | 같은 하중이라도 강성·하중경로·층간변위·부재력이 달라집니다. |
기준값은 여섯 단계를 거쳐 결과가 된다
- 입력 확정 층별 용도, 슬래브·마감, 지역, 지반, 중요도와 구조시스템을 확인합니다.
- 기준값 조회 용도별 활하중과 지역별 위험도 값을 프로젝트가 사용하는 KDS 데이터 스냅샷에서 찾고 출처를 기록합니다.
- 하중케이스 생성 고정하중
DL, 활하중LL, 지진EQX/EQY, 풍WX/WY, 적설S를 서로 섞지 않고 만듭니다. - 구조모델에 분배 바닥 면하중을 패널과 보의 지배폭에 따라 선하중으로 바꾸고, 횡하중은 층과 방향에 맞는 절점에 적용합니다.
- 하중조합별 해석 실제로 생성된 하중케이스만 조합하고 OpenSeesPy 모델에서 각 조합의 변위와 부재력을 계산합니다.
- 지배 결과 판정 최대 층간변위, 부재 상관비, 전단비와 이를 만든 지배 조합을 함께 보고 가정·경고를 남깁니다.
BIM2Frame은 현재 무엇을 계산하는가
현재 연결된 흐름
- 슬래브 자중·마감·설비 입력을 합친 층별 고정하중
- 층별 용도에 따른 등분포활하중 조회
- 등가정적 지진하중과 간략 풍하중
- 평지붕의 균형 적설하중
- 가용 하중케이스에 따른 조합과 지배 결과
그대로 믿으면 안 되는 지점
- 기준 DB 조회 실패 시 사용되는 fallback 값
- 기본 설비하중과 사용자가 확인하지 않은 마감하중
- 기본값으로 선택된 지점·지반·노출·구조시스템
- 실제 바닥판과 다른 하중 분배 가정
- 단순화된 풍·적설·지진 모델의 적용 범위
현재 중력하중 경로는 슬래브 두께에 따른 자중에 마감하중과 설비하중을 더해 DL을 만들고, 층별 용도에서 조회한 값으로 LL을 만듭니다. 면하중은 기본적으로 패널 형상과 45도 항복선 개념을 이용해 보 선하중으로 환산하며 총 바닥하중이 보에 전달되도록 구성됩니다. 활하중 면적저감은 기본적으로 꺼져 있고, 명시적으로 선택했을 때만 적용됩니다.
자동 산정 범위의 한계
풍하중은 간략화된 방법이고, 적설은 평지붕 균형 적설만 다룹니다. 불균형·표류·미끄럼·돌출부 적설, 풍동실험이 필요한 응답, 토압·수압·온도·시공·크레인·충격하중 등은 이 공개 흐름의 범위 밖입니다. 기준에 항목이 존재한다는 사실과 BIM2Frame이 그 항목을 구현했다는 사실을 구분해야 합니다.
좋은 결과표에는 숫자보다 근거가 더 필요하다
“최대 모멘트가 얼마인가”만 남기면 입력이 바뀌었을 때 결과를 재현하기 어렵습니다. 최소한 아래 정보가 함께 있어야 기준값 선택부터 지배 결과까지 거슬러 올라갈 수 있습니다.
- 입력한 용도·지역·지반·중요도와 구조시스템
- 하중값의 단위, 기준 코드·버전·조항·표
- DB 조회인지 fallback인지와 사용한 기본 가정
- 면하중을 어느 부재에 어떤 방식으로 분배했는지
- 검토를 지배한 하중조합과 경고·미구현 범위
OpenSeesPy에서는 하중이 LoadPattern 안의 절점하중 또는 요소하중으로 모델에 들어가고, 해석 객체가 정적·동적 해석의 절차를 수행합니다. 따라서 solver가 정상 종료했다는 사실은 방정식을 풀었다는 뜻이지, 하중 선택과 구조 가정이 적절했다는 보증은 아닙니다.
해석 전에 확인할 다섯 가지
- 공간의 실제 사용과 선택한 용도 키가 일치하는가
- 마감·설비·슬래브 두께가 프로젝트 조건과 일치하는가
- 지역과 지반·중요도·노출구분을 근거 없이 기본값으로 두지 않았는가
- 하중 분배, 지점, 릴리즈와 다이어프램 가정이 구조계획과 맞는가
- 지배 조합뿐 아니라 제외된 하중과 경고를 함께 검토했는가
예제에서 입력과 결과의 연결을 확인하세요
공개 예제는 단면을 바꿨을 때 같은 해석 흐름에서 부재별 검토 결과가 어떻게 달라지는지 보여줍니다. 업무용 도면·IFC나 개인정보·기밀이 포함된 자료는 공개 연구 데모에 업로드하지 마세요.
참고한 공식 자료와 관련 글
관련 글: IFC 구조해석은 어디까지 자동화할 수 있나
- 국가건설기준센터(KCSC), 건설기준코드 원문·개정 이력
- 국가건설기준센터, Open API 서비스 안내
- OpenSeesPy Documentation, Plain Load Pattern
- OpenSeesPy Documentation, Elemental Load
- OpenSeesPy Documentation, Analysis Command
이 글의 KDS 범위 설명은 BIM2Frame 저장소에 고정된 2022년 데이터 스냅샷과 현재 구현을 기준으로 합니다. 실제 프로젝트에는 국가건설기준센터에서 최신 원문과 개정 여부를 다시 확인해야 합니다.