부재 경간 계산기

단면(2x4~2x12) × 간격(400/450/600mm) × 수종 + 한국 적설하중을 반영해 휨·처짐 양 조건을 만족하는 최대 경간을 산출.

계산 결과

부재 정보를 입력하고 계산하기를 눌러주세요.

이 도구는 무엇인가요

부재 경간 계산기는 NDS 2018(미국 목구조 설계기준)의 허용응력 설계법으로 바닥 장선·천장 장선·서까래·헤더가 안전하게 버틸 수 있는 최대 경간(스팬)을 산출합니다. 휨응력 한계(M = wL²/8, σ ≤ Fb)와 처짐 한계(δ = 5wL⁴/384EI ≤ L/k)를 동시에 검토해 더 작은 값을 지배 기준으로 표시하며, SPF·DF·Hem-Fir·낙엽송 5개 수종과 2×4~2×12 부재에 대해 한국 지역별 적설하중(KDS 41 10 15)을 반영합니다.

이런 분이 사용합니다

바닥 장선 설계: 2×8·2×10 SPF #2 로 거실 2kN/㎡ 활하중에서 몇 m까지 가능한지 즉시 확인
서까래 경간 검토: 지역별 적설하중 반영해 지붕 서까래 최대 경간 계획
천장 장선 계획: 다락 사용 여부(활하중 0.5kN/㎡ 기준)에 따른 간격·부재 크기 결정
헤더 설계: 개구부(문·창) 상부 헤더의 최대 스팬 사전 검토
수종 비교: SPF·Douglas Fir·낙엽송 등 수종별 강도 차이로 인한 경간 차이 비교

사용 방법 (4단계)

1부재 종류를 선택하세요. 바닥 장선(floorJoist)·천장 장선(ceilingJoist)·서까래(rafter)·헤더(header) 중 하나. 종류에 따라 기본 활하중·자중·처짐 한계가 자동 설정됩니다.
2목재 크기(명목치수 2×4~2×12)와 수종·등급을 선택하세요. SPF #2가 국내 경골목구조에서 가장 많이 쓰이는 수입재입니다. KS 실제 단면치수(예: 2×8 = 38×184mm)가 자동 적용됩니다.
3부재 간격(mm)을 입력하세요. 표준은 400·450·600mm. 간격이 좁을수록 단위 부재당 부담 하중이 줄어 경간이 늘어납니다. 간격 600mm 이하·3개 이상 배열이면 반복부재 보정(Cr = 1.15)이 자동 적용됩니다.
4서까래 선택 시 지역별 적설하중(KDS 41 10 15)이 자동 반영됩니다. 강원 영동·울릉도는 3.0kN/㎡로 다른 지역(0.5kN/㎡)보다 6배 높으므로 경간이 크게 줄어듭니다.

공식 · 기준 (NDS 허용응력 설계법)

1. 하중 산정 총 하중(kN/㎡) = 활하중 + 자중 + 적설하중(서까래만) 선 하중(N/mm) = 총 하중 × (부재 간격mm / 1000) 2. 단면 특성 (KS F 3020 실제 치수) 단면적 A = b × d 단면 2차모멘트 I = b × d³ / 12 단면계수 S = b × d² / 6 (b = 두께 38mm, d = 폭 방향 — 장선은 폭이 하중 방향) 3. 반복부재 보정 (NDS Cr) 간격 ≤ 600mm + 장선·서까래 + 3개 이상 → Fb_eff = Fb × 1.15 4. 휨 검토: L_b = √(8 × Fb_eff × S / w) (M = wL²/8 ≤ Fb_eff × S) 5. 처짐 검토: L_d = ∛(384 × E × I / (5 × w × k)) (δ = 5wL⁴/384EI ≤ L/k) k = 360(바닥) · 240(천장·헤더) · 180(서까래) 6. 최대 경간 = min(L_b, L_d) 수종별 허용값(SPF #2 기준): Fb = 7.6 MPa, E = 9,500 MPa Douglas Fir #2: Fb = 12.4 MPa, E = 12,400 MPa

실제 사례

사례 1: 2×8 SPF #2 바닥 장선, 간격 400mm

실제 단면 38×184mm. 총 하중 2.5kN/㎡ (활 2.0 + 자 0.5). 선 하중 = 2.5×0.4 = 1.0 N/mm. Cr=1.15 적용 Fb_eff=8.74MPa. I=19,740,672mm⁴, S=214,571mm³. L_b=√(8×8.74×214,571/1.0)=3,877mm. L_d=∛(384×9,500×19,740,672/(5×1.0×360))=4,234mm. 최대 경간 3,877mm (휨 지배).

사례 2: 2×10 SPF #2 서까래, 서울 지역, 간격 600mm

실제 단면 38×235mm. 총 하중 = 활 0 + 자 0.5 + 적설 0.5 = 1.0kN/㎡. 선 하중 = 1.0×0.6 = 0.6 N/mm. Cr=1.15. Fb_eff=8.74MPa. I=41,342,729mm⁴. L_b=4,985mm. 처짐 k=180. L_d=∛(384×9,500×41,342,729/(5×0.6×180))=5,801mm. 최대 경간 4,985mm (휨 지배).

사례 3: 2×6 SPF #2 천장 장선, 간격 600mm

실제 단면 38×140mm. 총 하중 0.8kN/㎡ (활 0.5 + 자 0.3). 선 하중 = 0.8×0.6 = 0.48 N/mm. Cr=1.15. Fb_eff=8.74MPa. S=124,600mm³, I=8,722,000mm⁴. L_b=√(8×8.74×124,600/0.48)=4,258mm. 처짐 k=240. L_d=∛(384×9,500×8,722,000/(5×0.48×240))=3,681mm. 최대 경간 3,681mm (처짐 지배).

자주 묻는 질문

휨 지배와 처짐 지배의 차이는 무엇인가요?

휨 지배는 부재가 구조적으로 부러지기 전 한계(응력 Fb 초과)가 처짐 한계보다 먼저 결정되는 경우입니다. 처짐 지배는 반대로 구조적 파괴 전에 바닥이 L/360 이상(서까래는 L/180) 처져 실사용이 불편해지는 경우. 두 기준 중 작은 경간이 최대 경간이 됩니다.

반복부재 보정(Cr = 1.15)은 어떤 의미인가요?

장선·서까래처럼 600mm 이하 간격으로 3개 이상 나란히 배열되면, 한 부재가 과부하를 받을 때 인접 부재가 합산해서 하중을 분담하는 효과가 생깁니다. NDS는 이를 허용응력 Fb에 1.15배 상향으로 반영합니다. 헤더·기둥처럼 단독 부재에는 적용되지 않습니다.

NDS는 미국 기준인데 한국에 그대로 적용되나요?

이 계산기는 NDS 2018 기반이며, KDS 41 33 02(한국 목구조 설계기준)와 큰 틀은 유사합니다. 하중은 KDS 41 10 15 지역별 적설하중을 반영합니다. 단, 허용응력값은 캐나다·미국산 수입재(SPF 등) NDS 값을 사용하므로 국산 수종은 KS F 3019 별도 확인이 필요합니다.

이 도구에서 적용되지 않는 NDS 보정계수는 무엇인가요?

NDS 전체 보정계수는 CD(하중 지속기간)·CM(함수율)·Ct(온도)·CL(횡지지)·CF(단면 크기)·Ci(처리목) 등이 있습니다. 이 계산기는 Cr(반복부재) 외에는 적용하지 않아 실제 현장 조건에 따라 경간이 달라질 수 있습니다. 최종 구조 설계는 반드시 구조기술사 검토가 필요합니다.

적설하중은 왜 강원 영동이 다른 지역보다 월등히 높나요?

KDS 41 10 15 부록 B에 따르면 강원 영동(고성·속초·강릉·삼척 등)과 울릉도는 동해 해기차에 의한 눈구름으로 폭설이 잦습니다. 기본 지상 적설하중 3.0kN/㎡는 서울(0.5kN/㎡)의 6배. 이 지역 서까래 경간은 동일 부재 기준으로 현저히 짧아집니다.

2×12보다 큰 부재(4×8·PSL·LVL)는 지원하나요?

현재 지원 부재는 2×4~2×12 단면입니다. 4×4·4×6 단면은 경간 계산에 포함되지 않습니다. PSL·LVL·글루램 등 공학목재(Engineered Wood)는 별도 허용응력을 사용해야 하며, 해당 제품의 제조사 스팬 테이블을 참조하세요.

주의사항

•이 계산기는 NDS 2018 기반이며 Cr(반복부재 1.15) 외 보정계수(CD·CM·Ct·CL·CF·Ci)는 적용하지 않습니다. 실제 현장 조건(함수율·온도·하중 지속기간)에 따라 결과가 달라집니다.
•전단력·압축수직 검토는 포함되지 않습니다. 짧고 하중이 큰 헤더는 전단이 지배할 수 있으므로 구조기술사 별도 검토가 필수입니다.
•기본 활하중(바닥 2.0kN/㎡, 천장 0.5kN/㎡)은 거주 공간 일반 가정값입니다. 창고·사무실·집회 공간 등은 KDS 41 10 15 표를 확인해 직접 입력하세요.
•서까래 간격 600mm 초과 시 반복부재 보정(Cr=1.15)이 적용되지 않아 경간이 줄어듭니다. 표준 400·450·600mm 간격 외 값을 입력하면 경고가 표시됩니다.
•최종 구조 설계 및 시공 전 반드시 구조기술사(KEC·대한건축구조기술사회 등록) 검토를 받으세요. 본 계산 결과는 계획·검토용 참고값입니다.