제2장 프레임 그리기(네이밍 포함)

제2장 프레임 그리기(네이밍 포함)

중력·횡하중의 전달경로를 고려해 기둥, 벽체, 보 프레임을 계획하고 일관된 부재명을 부여한다.

목차

이 장의 학습 위치

선수자료
제1장의 기준축·레벨표, 층별 중첩도, 개구부·질의 목록
학습목표
중력·횡력 하중경로를 설명하고 프레임과 코어 후보를 계획한다.
핵심용어
경간, 거더, 보, 코어벽, 편심, 전이부재, 캔틸레버
산출물
층별 프레임도, 코어 검토표, 부재 네이밍표
먼저 구분하기: 보는 주로 슬래브 하중을 받아 다른 보·기둥·벽으로 전달하고, 거더는 기둥이나 주요 구조벽 사이의 주 프레임을 이루는 보를 뜻하는 경우가 많다. 그러나 G·B·WG 부호의 정확한 뜻은 회사와 프로젝트마다 다르므로 해당 범례를 우선한다.

2.1 프레임 계획의 출발점

프레임은 선을 많이 긋는 작업이 아니라 바닥 하중을 보·기둥·벽체·기초로 연결하는 작업이다. 가능하면 단순하고 반복적인 그리드를 만들며, 단순보·짧은 스팬·불필요한 전이를 줄인다.

슬래브보·거더기둥·벽기초지반

2.2 코어벽체 선정

보조자료의 원칙을 설계 판단으로 확장하면 다음 세 조건을 함께 만족해야 한다.

  1. 연속성: 가능한 한 최하층과 기초까지 이어져야 한다.
  2. 강성: 너무 짧거나 개구부가 큰 벽은 횡력저항 효과가 제한될 수 있다.
  3. 배치: 평면 양방향 저항, 질량중심과 강성중심의 편심, 비틀림을 고려한다.
“좌우 대칭으로 2개 벽체를 선정”했다는 사실만으로 충분하지 않다. 해석 후 층간변위, 비틀림, 벽체력, 기초 인장·압축 반력을 확인해 적정성을 검증한다.

[STEP 4] 코어벽체 선정

코어벽체 후보는 풍하중·지진하중과 같은 횡력을 기초까지 전달할 수 있는 벽체에서 선정한다. 벽체 하나의 강도만 보는 것이 아니라 수직 연속성, 평면상 배치, X·Y 양방향 강성, 비틀림, 개구부와 연결보를 함께 검토한다.

선정 조건본 프로젝트 적용
기초까지 하중 전달이 가능한 수직 연속성최하층까지 이어지는 중앙부 벽체를 후보로 선정한다. 층별 길이 변화는 별도 확인한다.
충분한 유효길이와 면내 강성길이가 짧거나 개구부로 분절된 벽체는 주 코어 후보에서 우선 제외하되, 실제 강성·강도와 접합조건을 해석으로 확인한다.
평면 배치와 비틀림 억제좌우 균형을 고려해 중앙부의 2개 벽체를 주요 코어벽체로 선정한다.
‘짧게 끊긴 벽체’란? 고정된 길이 하나로 판정하지 않는다. 유효 수평길이가 작아 필요한 횡강성을 확보하기 어렵거나, 문·창·설비 개구부 때문에 한 면내 저항요소로 거동하기 어렵거나, 상·하층에서 사라지거나 위치가 바뀌어 기초까지 직접 이어지지 않는 벽체를 뜻한다.
짧은 벽체도 무조건 비내력벽은 아니다. 형상비가 작은 벽체는 전단지배 거동을 보일 수 있으며, 유효길이·두께·배근·축력·전단력·경계부와 기초 접합을 모델에 반영해 안전성을 확인하면 보조 내력벽으로 사용할 수 있다. 이 단계의 제외는 주 코어 후보 선정을 위한 계획 판단이다.
PDF 첫 번째 페이지에서 기초까지 연속되는 벽체의 길이·강성과 평면 배치를 확인하여 코어벽체 후보를 선정한다.
최종 표기: 구조평면도에서 코어벽체는 CW1, THK250로 정리되어 있다. 미표기 일반 벽체 두께는 THK200이다.
STEP 4 산출물: X·Y 방향별 코어벽체 후보, 제외한 벽체와 그 이유, 예상 비틀림 위험, 기초까지의 연속성을 한 장의 검토표로 정리한다.

2.3 보 프레임 계획

  1. 선정한 구조벽체에 보·거더가 접합되는 위치에 벽체거더(WG)를 계획한다.
  2. 기둥 중심을 연결해 주 프레임을 만든다.
  3. 슬래브 지지조건과 장단변비를 보고 보 방향을 정한다.
  4. 비내력벽은 지지부재로 보지 않되 자중은 하중에 포함한다.
  5. 건축 간섭 때문에 보 중심이 이동하면 편심과 비틀림을 모델에 반영한다.
  6. 불필요한 단순보와 복잡한 꺾임을 줄이고 연속성을 확보한다.

[STEP 5] 프레임 계획

코어벽체를 확정한 뒤 기둥과 구조벽 사이에 보·거더를 배치해 슬래브 하중이 기둥과 벽을 거쳐 기초로 전달되도록 프레임을 완성한다.

  1. WG 배치 — 구조벽체에 보 또는 거더가 접합되는 위치에 벽체거더(WG)를 계획한다.
  2. 기둥 사이 연결 — 기둥 중심선을 기본으로 연속적인 프레임을 구성한다.
  3. 비내력벽 구분 — 프레임 지지부재로 사용하지 않되, 자중은 고정하중에 반영한다.
  4. 편심 기록 — 건축 조건 때문에 보를 중심선에서 모서리로 이동하면 편심을 해석·설계에 반영한다.
  5. 단순보 최소화 — 가능한 연속보가 되도록 하고 전체 프레임 형상을 단순화한다.

프레임을 그리는 순서

  1. 슬래브 경간 방향 표시 — 슬래브가 어느 보·벽으로 하중을 보낼지 화살표로 표시한다.
  2. 지지선 연결 — 기둥과 벽체 사이를 보·거더로 연결하고, 개구부 가장자리에 필요한 테두리보를 검토한다.
  3. 끊긴 경로 찾기 — 보 끝에 기둥·벽·다른 거더가 없는 위치와 상부 기둥이 보 위에 서는 위치를 표시한다.
  4. 전이 여부 판단 — 직접 하중전달이 불가능하면 전이보·전이슬래브 후보로 분류하고 처짐·균열·시공순서를 별도 검토한다.
WG(Wall Girder): 벽체와 접하거나 벽체 사이를 연결하는 보를 이 프로젝트의 명명체계에서 구분한 부호다. 모든 회사가 같은 뜻으로 쓰는 표준 약어는 아니므로 부재일람표와 네이밍 규칙을 우선한다.
PDF 첫 번째 페이지에서 코어 접합부의 벽체거더(WG), 외곽·내부 기둥과 보의 연결 및 전체 프레임의 연속성을 확인한다.
프레임의 계획선은 구조개념을 나타낸다. 최종 보 위치·폭·춤은 개구부, 건축 마감, 설비 간섭, 하중 및 구조해석 결과를 반영해 확정한다.
STEP 5 산출물: 슬래브 하중방향, 보·거더·기둥·벽체의 연결, 캔틸레버, 전이 후보와 개구부 테두리보가 표시된 층별 프레임 계획도를 만든다.

2.4 부재 네이밍

이름은 부재의 위치와 역할을 추적하는 키다. 회사 표준이 우선이며, 프로젝트 시작 때 규칙표를 확정한다.

기호 예 의미 예 주의
G / B / WG 거더 / 보 / 벽체거더 프로젝트 범례에 정의
R, 1~n, B1~ 지붕·지상층·지하층 부재가 놓인 층 기준 통일
C, W 기둥·벽체 전이·크기 변경층 별도 표기
A, B… 경계조건·형상 구분 임의 해석 금지, 범례 필수

상하층 프레임이 같으면 같은 이름을 유지한다. 단면, 스팬, 하중 또는 경계조건이 달라지면 이름을 분리하고 부재일람표와 동시에 갱신한다.

[STEP 6] 부재 네이밍

부재명은 도면과 해석모델에서 같은 부재를 빠르게 찾기 위한 식별자다. 층, 구조시스템, 부재 종류, 스팬·하중 특성, 경계조건과 파생형을 일관되게 전달해야 한다. 아래 규칙은 첨부된 「보 부재 네이밍 규칙」을 이 실습에 적용한 프로젝트 규칙이며, 국가기준이 정한 공통 부호가 아니다.

부재기본 체계예시와 적용 원칙
보·거더[층][구조시스템][G/B][기본번호][하중·스팬번호][경계조건]RG1, 8G11, B1SG11A. G는 중력+횡력, B는 중력 부재를 뜻하며, 강구조는 S, SRC는 SR을 앞에 붙인다.
기둥[층][구조시스템]C[번호][파생형]RC1, 8C1A, B1C11. 내부·외부·모서리 위치별로 순차 번호를 부여하고 파생형은 A, B, C 등으로 구분한다.
코어벽CW[계단실·순번]기초부터 상부층까지 횡력저항요소로 계획된 코어벽. 첨부 네이밍 자료는 500 mm 미만 벽체를 네이밍하지 않는 실무 규칙을 제시하지만, 이는 이 자료의 분류 규칙이다. 실제 구조벽 여부는 STEP 4의 유효길이·연속성·강도·강성 검토로 결정한다.
일반벽W1~ / W101~내력벽은 W1부터, 비내력벽은 W101부터 순차 부여한다.
지하외벽BW, RW, DW지상에서 지하로 연속되면 BW, 지하층에만 존재하면 RW, 채광·방습·환기용 드라이에어리 벽은 DW로 구분한다.
부호를 추측하지 않는다. 같은 문자라도 회사마다 뜻이 다를 수 있다. 예를 들어 G·B·WG·CW의 의미는 반드시 이 프로젝트의 부재일람표, 범례와 네이밍 규칙에서 확인한 뒤 사용한다.
보의 추가 구분
  • 집중하중 1·2·3개: G11·G12·G13
  • 스팬 길이 차이: 기본형 1, 파생 스팬 2 이상
  • 경계조건: A=Pin-Fix, B=양단 Pin, C=불균형 Span
  • 캔틸레버: C를 사용
도면 적용 원칙
  • 기둥·벽은 전이 또는 길이 변화가 없으면 최하층에 1회 표기
  • 상하층 프레임이 유사하면 같은 부재명 유지
  • 작은 프로젝트는 식별 가능한 범위에서 단순화
  • 회사별 규칙이 다르므로 프로젝트 기준을 우선

부재명 부여 연습

  1. 먼저 부재가 있는 과 RC·S·SRC 등의 구조시스템을 확인한다.
  2. 기둥·보·거더·벽체 등 부재 종류를 정한다.
  3. 같은 경간·하중·단면·경계조건이면 같은 기본번호를 사용하고, 하나라도 달라지면 파생형을 구분한다.
  4. 평면의 부호, 부재일람표, 해석모델 속성이 서로 같은지 교차 확인한다.
PDF 첫 번째 페이지에서 프레임과 벽체에 부여된 부재명을 확인하고, 상하층 동일 부재의 표기가 일관되게 적용되었는지 검토한다.
PDF 첫 번째 페이지에서 부재 종류별 네이밍 체계와 표기 규칙을 확인한다.
STEP 6 산출물: 프로젝트 네이밍 규칙표, 층별 부재명 평면, 평면-부재일람표-해석모델의 부호 대조표를 만든다.

2.5 프레임 자체검토

  • 모든 슬래브 가장자리가 보·벽·기둥 또는 검증된 무량판 시스템에 의해 지지된다.
  • 상부 기둥·벽의 하중이 하부 수직부재로 연속 전달된다.
  • 양방향 횡력저항요소가 존재하고 한쪽에 과도하게 치우치지 않는다.
  • 캔틸레버, 전이부재, 큰 개구부가 명확히 표시된다.
  • 부재명 중복·누락과 층별 이름 불일치가 없다.
2장 완료 기준: 각 슬래브의 하중 전달방향과 보·기둥·벽·기초까지의 경로를 설명하고, 전이·편심·캔틸레버를 표시했으며 부재명 중복과 누락을 확인했다.
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