거푸집 동바리 설계 하중 계산 방법 (수직·수평하중 실무 계산)

거푸집 동바리 하중 계산 핵심 요약

거푸집 동바리 설계 시 가장 중요한 것은 정확한 하중 계산입니다. 연직하중은 고정하중(거푸집+콘크리트 자중)과 작업하중을 합산하되 최소 5.0kN/㎡ 이상 적용해야 합니다 (KDS 21 50 00). 수평하중은 고정하중의 2% 또는 수평길이당 1.5kN/m 중 큰 값으로 계산하며, 풍하중과 비교하여 불리한 조건을 선택합니다.

현장에서 흔히 발생하는 실수는 작업하중을 타설 높이와 무관하게 일괄 적용하거나, 수평하중을 아예 고려하지 않는 경우입니다.

연직하중 계산 방법

고정하중 산정

고정하중은 거푸집 무게, 동바리 자중, 콘크리트 자중을 모두 포함합니다. 콘크리트 단위중량은 설계도서에 따르며, 일반적으로 보통 콘크리트는 24kN/㎥, 경량 콘크리트는 18~20kN/㎥ 수준을 참고로 사용합니다 (KDS 21 50 00). 실제 사용 자재 규격에 따라 정확히 계산해야 하며, 설계도서에 명시된 값을 우선 적용합니다.

거푸집 합판·멍에·장선·동바리 자중은 실제 사용 자재 규격 기준으로 산정하며, 설계도서에 명시된 값을 확인해야 합니다.

작업하중 적용 기준

작업하중은 타설 높이, 타설 방법, 작업 장비, 작업 인원, 콘크리트 운반 방식에 따라 달라질 수 있습니다. 아래 표는 설계 검토 시 참고하는 기준값이며, 실제 설계에서는 KDS 21 50 00, KCS 14 20 12, 설계도서 및 현장 조건을 함께 확인해야 합니다.

타설 높이	작업하중 참고값	비고
0.5m 미만	최소 2.5kN/㎡	타설 높이 기준
0.5m 이상 1.0m 미만	3.5kN/㎡	타설 높이 기준
1.0m 이상	5.0kN/㎡	타설 높이 기준

고정하중과 작업하중을 합산한 연직하중은 타설 높이와 관계없이 최소 5.0kN/㎡ 이상이어야 합니다 (KDS 21 50 00). 전동식 카트를 사용할 경우 최소 6.25kN/㎡ 이상을 고려합니다.

연직하중 계산 예시

슬래브 두께 250mm, 타설 높이 0.4m 조건에서 계산하면 (아래는 예시이며, 실제 값은 설계도서 기준으로 산정해야 합니다):

콘크리트 자중: 0.25m × 24kN/㎥ = 6.0kN/㎡ (예시)
거푸집·멍에·장선·동바리 자중: 설계도서 기준 산정
작업하중: 2.5kN/㎡ (타설 높이 0.5m 미만 참고값)
총 연직하중: 고정하중 합계 + 작업하중 (최소 5.0kN/㎡ 이상 확인)

수평하중 계산 방법

최소 수평하중 기준

수평하중은 고정하중과 작업하중을 합한 연직하중의 2%와 수평길이당 1.5kN/m를 비교해 큰 값을 적용하고, 외부 노출 조건에서는 풍하중과도 비교해 불리한 조건을 선택합니다.

풍하중 검토

외부 노출 구조물은 풍하중을 별도 계산하여 최소 수평하중과 비교합니다. KDS 41 10 15(건축구조기준) 풍하중 산정식에 따라 계산하며, 지역별 기본풍속과 지표면조도구분을 고려합니다.

실내 작업이거나 풍하중이 최소 수평하중보다 작으면 최소 수평하중을 적용하면 됩니다.

하중조합 및 안전율

하중조합 방법

하중조합은 KDS 21 10 00(가시설 설계기준) 기준에 따라 적용합니다. 일반적으로 사용하는 조합은:

조합 1: 고정하중 + 작업하중
조합 2: 고정하중 + 작업하중 + 수평하중
조합 3: 고정하중 + 풍하중

각 조합별로 부재 응력을 계산하여 가장 불리한 조건을 설계 기준으로 선택합니다. 허용응력 증가계수는 하중 조합 종류에 따라 다르며 KDS 21 10 00을 확인해야 합니다.

안전율 적용

동바리 설계 시 안전율과 허용응력 검토는 지지형식, 사용 부재, 좌굴 조건, 연결부, 제조사 허용하중, 적용 기준에 따라 달라집니다. 안전율은 일반 표로 일괄 적용하기보다 KDS 21 50 00 원문, 설계도서, 시스템 동바리 제조사 자료를 기준으로 확인해야 합니다.

거푸집 긴결재·부속품의 안전율도 KDS 21 50 00 해당 조항을 확인하여 적용합니다.

실무 적용 시 주의사항

현장 조건 반영

설계 계산값은 표준 조건 기준입니다. 다음 조건에서는 추가 하중 검토가 필요합니다:

펌프카 타설, 장비 집중, 작업 인원 집중 등 국부하중이 예상되는 경우 추가 하중 검토
동바리 설치 간격이 불규칙하거나 지반 침하 우려가 있는 경우 실제 지지 조건을 반영해 재검토
지반 침하 우려: 지지력 검토 후 베이스 플레이트 확대 검토

흔한 설계 실수 사례

슬래브 타설 시 작업하중을 적용하면서 고정하중과의 합산값이 최소 5.0kN/㎡ 이상인지 확인하지 않는 경우가 있습니다. 최소 기준 확인 단계를 반드시 거쳐야 합니다.

수평하중을 전혀 고려하지 않고 연직하중만으로 설계하면 동바리 좌굴이나 가새 설계가 누락되어 시공 중 안전 문제가 발생할 수 있습니다.

실무 팁

동바리 간격은 설계도서 기준을 준수하고, 시공 오차 발생 시 재검토합니다
콘크리트 타설 속도가 빠르면 동적 하중이 증가하므로, 타설 속도는 설계도서·시방서 기준을 확인합니다
외기 온도가 낮으면 콘크리트 응결이 지연되므로 거푸집 존치 기간 연장을 검토합니다
동바리 높이가 높거나 좌굴 위험이 큰 경우에는 수평연결재, 가새, 전도방지 조치를 설계도서와 제조사 기준에 따라 설치합니다
시스템 동바리는 제조사 허용하중표를 반드시 확인하고, 현장 조립 상태를 점검합니다

체크리스트

[ ] 콘크리트 슬래브 두께 및 단위중량 설계도서 확인
[ ] 타설 높이 측정 후 작업하중 선정 (KDS 21 50 00 기준)
[ ] 고정하중 계산 (거푸집+동바리+콘크리트)
[ ] 연직하중 합계가 최소 5.0kN/㎡ 이상인지 확인
[ ] 수평하중 두 가지 방법 계산 후 큰 값 선택
[ ] 풍하중 검토 필요 여부 판단
[ ] 하중조합 검토 (KDS 21 10 00 기준)
[ ] 동바리 지지형식별 안전율 확인 (KDS 21 50 00 기준)
[ ] 동바리 설치 높이·간격·수평연결재 설계도서 기준 준수 여부 확인
[ ] 제조사 허용하중표와 설계값 비교

참고 기준

KDS 21 50 00: 거푸집 및 동바리 설계기준
KCS 21 50 05: 거푸집 및 동바리공사 일반사항
KDS 21 10 00: 가시설 설계기준
KCS 14 20 12: 거푸집 및 동바리
KDS 41 10 15: 건축구조기준 (풍하중)

마무리

거푸집 동바리 하중 계산은 연직하중과 수평하중을 모두 고려하고, 타설 조건에 맞는 작업하중과 최소 연직하중 기준을 확인하는 것이 핵심입니다. 안전율과 허용하중은 KDS 21 50 00, 설계도서, 제조사 허용하중표를 기준으로 검토해야 합니다.