[건축] Beam·Girder·Joist·Purlin 차이 : 비슷한 보인데 왜 이름이 다를까?

플랜트나 건축 철골도면을 처음 접하는 엔지니어라면 Beam, Girder, Joist, Purlin이라는 용어를 자주 접하게 된다.

모두 길게 뻗은 수평 철골부재이고 비슷한 모양으로 보이는데, 왜 서로 다른 이름을 사용하는 것일까?

결론부터 말하면 단면의 모양이나 재질만으로 구분하는 것이 아니라, 부재의 역할과 배치, 하중을 전달하는 관계에 따라 용어를 구분하기 때문이다.

따라서 "Girder는 무조건 큰 보이고, Beam은 작은 보"라고 이해하는 것보다는 어떤 부재를 지지하고 어디로 하중을 전달하는가를 기준으로 이해하는 것이 실무적으로 더 정확하다.

구분	무엇을 보면 되는가?	주요 역할
Beam	일반적인 수평 구조부재	하중을 받아 다른 구조부재로 전달
Girder	여러 보의 하중을 받는 주보	하중을 모아 Column 등으로 전달
Joist	일정 간격으로 반복 배치	Floor/Roof Deck 지지
Purlin	지붕에 반복 배치	Roof Deck/Panel 지지

 

 

 

1. Beam은 무엇인가?

Beam(보)은 일반적으로 수평으로 배치되어 상부에서 전달되는 하중을 받아 다른 구조부재로 전달하는 부재를 의미한다.

건축 구조에서 Beam은 매우 일반적인 용어이며, 바닥이나 지붕의 하중을 받아 기둥, 벽 또는 다른 보로 전달하는 역할을 한다.

다만 여기서 주의할 점이 있다.

Beam이라는 명칭이 있다고 해서 반드시 특정한 크기나 단면을 의미하는 것은 아니다.

예를 들어 H형강을 사용하는 구조에서 작은 단면의 Beam도 있을 수 있고, 상당히 큰 단면의 Beam도 있을 수 있다.

따라서 실무에서는 다음과 같이 이해하는 것이 좋다.

Beam = 수평 구조부재를 나타내는 일반적인 용어

그리고 구조적 역할에 따라 Girder, Joist, Purlin 등의 용어를 별도로 사용한다.

 

 

 

2. Girder는 무엇인가?

Girder(거더)는 여러 개의 Beam이나 Joist 등에서 전달되는 하중을 받아 다른 주요 지지부재로 전달하는 주보를 의미한다.

쉽게 생각하면 여러 개의 작은 또는 보조적인 수평부재가 모은 하중을 받아 기둥 등으로 전달하는 역할을 하는 보이다.

예를 들어 바닥 구조에서 다음과 같은 형태를 생각할 수 있다.

Deck / Slab → Joist → Beam → Girder → Column

이 경우 Girder는 여러 부재에서 전달되는 하중을 모아서 Column으로 전달하는 역할을 한다.

다만 Girder가 항상 Beam보다 단면이 크다고 단정해서는 안 된다.

일반적으로 Girder가 더 큰 부재로 설계되는 경우가 많지만, 부재의 크기는 경간, 하중, 지지조건, 구조계산 결과 등에 따라 결정된다.

따라서 주니어 엔지니어가 도면을 볼 때는

"이 부재가 더 크니까 Girder겠지."

라고 판단하기보다는

"이 부재가 어떤 부재의 하중을 받아 어디로 전달하는가?"

를 확인하는 것이 중요하다.

 

 

 

3. Joist는 무엇인가?

Joist (장선) 는 바닥이나 지붕의 데크 또는 슬래브를 지지하기 위해 일정한 간격으로 반복 배치되는 보조적인 수평 구조부재다.

특히 철골구조에서는 여러 개의 Joist가 일정한 간격으로 배치되고 그 위에 Deck Plate 등이 설치되는 형태를 자주 볼 수 있다.

일반적인 하중 전달 관계는 다음과 같이 이해할 수 있다.

Floor Deck → Joist → Beam / Girder → Column

Joist의 특징은 반복적으로 배치되는 경우가 많다는 것이다.

따라서 도면을 보면 동일한 방향으로 여러 개의 부재가 일정한 간격을 두고 나란히 설치되어 있고, 그 위에 바닥 또는 지붕 데크가 설치되어 있다면 Joist 구조인지 확인할 필요가 있다.

다만 Joist라는 용어 역시 모든 프로젝트에서 동일한 방식으로 사용되는 것은 아니다.

철골공사에서는 Steel Joist라는 별도의 제품·구조 시스템이 사용되기도 하며, 일반적인 Beam과는 설계 및 제작 방식이 다를 수 있다.

따라서 도면의 부재명과 구조도면의 Legend, General Notes를 함께 확인하는 것이 좋다.

 

 

 

4. Purlin은 무엇인가?

Purlin(퍼린, 도리)은 지붕 구조에서 지붕재 또는 Roof Deck를 지지하기 위해 설치되는 수평 구조부재다.

일반적인 철골 지붕에서는 다음과 같은 구조를 생각할 수 있다.

Roof Panel / Roof Deck → Purlin → Rafter / Truss → Column

Purlin은 지붕의 주 구조부재인 Rafter나 Truss 사이에 배치되어 지붕재의 하중을 전달한다.

특히 철골 건축물에서는 Z형강이나 C형강 등의 냉간성형강을 Purlin으로 사용하는 경우도 많다.

여기서 중요한 점은 Purlin을 단순히 "지붕에 설치되는 작은 Beam"이라고만 이해하지 않는 것이다.

Purlin이라는 명칭은 단면 크기보다는 지붕 구조에서의 역할과 위치를 기준으로 사용된다.

즉,

Beam은 일반적인 수평 구조부재를 의미하고, Purlin은 지붕재를 지지하는 역할을 하는 지붕 구조부재를 의미한다.

라고 이해하는 것이 좋다.

 

 

 

5. Beam과 Girder는 어떻게 구분할까?

실무에서 가장 헷갈리는 부분이 바로 Beam과 Girder의 구분이다.

두 부재 모두 수평으로 설치되며 하중을 전달하기 때문에 외형만 보고 판단하기 어렵다.

일반적으로는 다음과 같이 이해할 수 있다.

Joist / Secondary Beam → Beam 또는 Girder → Column

즉 여러 개의 보조부재에서 전달되는 하중을 모아서 기둥 등 주요 지지부재로 전달하는 역할을 하면 Girder로 분류하는 경우가 많다.

반대로 바닥이나 지붕의 하중을 직접 받아 Girder나 Column 등으로 전달하는 일반적인 수평부재는 Beam으로 분류할 수 있다.

하지만 실제 프로젝트에서는 Beam과 Girder의 명칭 및 부재번호 체계가 구조설계 기준이나 프로젝트의 도면 작성 기준에 따라 달라질 수 있다.

따라서 다음과 같은 판단은 피하는 것이 좋다.

• "기둥과 기둥 사이니까 무조건 Girder다."
• "단면이 크니까 Girder다."
• "단면이 작으니까 Beam이다."

실제 도면에서는 부재의 연결관계, 하중 전달관계, 구조계산서 및 부재 분류 기준을 함께 확인하는 것이 가장 정확하다.

 

 

 

6. 그렇다면 Joist와 Purlin의 차이는?

가장 쉽게 구분하면 무엇을 직접 지지하는가를 보면 된다.

Joist

바닥 또는 지붕의 Deck나 Slab 등을 지지하기 위한 반복 배치 부재

(TIP : 일반적으로 PLANT 에서는 GRATING 바닥에 설치되는 지지용 Sub beam 을 말하며, 일반적으로 [-형강 또는 H-200 이하의 작은 H-형강으로 구성되어 진다)

Purlin

지붕의 Roof Deck 또는 지붕 마감재를 지지하기 위한 지붕 구조부재

즉 둘 다 보조적인 수평부재로 사용될 수 있지만, Purlin은 지붕 구조에서 사용하는 용어라는 점에서 차이가 있다.

다만 프로젝트에 따라 지붕 구조에 Joist System을 적용하는 경우도 있으므로 단순히 "지붕이면 무조건 Purlin"이라고 판단해서는 안 된다.

도면에서 해당 구조 시스템이 어떻게 구성되어 있는지를 먼저 확인해야 한다.

(TIP : 일반적으로 PURLIN 의 경우, 샌드위치 패널 또는 칼라 강판 지붕재를 지지하기 위해 지붕 FRAME 상부에 설치하는 부재로, 일반적으로는 C-형강 (C-150 ~ 125) 정도를 적용한다)

 

 

7. 하중은 어떤 순서로 전달되는가?

이 네 가지 용어를 이해하는 가장 좋은 방법은 하중 전달 경로(Load Path)를 확인하는 것이다.

예를 들어 일반적인 철골 지붕 구조에서는 다음과 같은 하중 전달 관계를 생각할 수 있다.

Roof Panel / Roof Deck
          ↓
       Purlin
          ↓
    Rafter / Truss
          ↓
       Girder
          ↓
       Column
          ↓
     Foundation

바닥 구조에서는 다음과 같은 형태가 가능하다.

Floor Deck / Slab
        ↓
      Joist
        ↓
   Beam / Girder
        ↓
      Column
        ↓
    Foundation

여기서 중요한 것은 모든 구조물이 반드시 이 순서로 구성되는 것은 아니라는 점이다.

어떤 구조에서는 Beam이 Column에 직접 연결될 수 있고, 어떤 구조에서는 Beam이 다른 Beam에 연결될 수도 있다.

따라서

"하중은 작은 부재에서 큰 부재로 흐른다."

라고 외우기보다는,

"각 부재가 자신이 받은 하중을 지지하고 있는 다음 구조부재로 전달한다."

라고 이해하는 것이 정확하다.

결국 구조물을 이해하는 핵심은 부재의 이름보다 Load Path를 파악하는 것이다.

 

 

 

8. 도면에서는 어떻게 확인해야 할까?

주니어 엔지니어가 철골도면을 처음 검토한다면 부재 이름만 보는 것보다 다음 순서로 확인하는 것이 좋다.

① 부재의 위치를 확인한다.

바닥에 일정한 간격으로 반복되는가?

지붕에 반복적으로 설치되어 있는가?

기둥과 기둥 사이의 주요 프레임을 구성하는가?

② 연결되는 부재를 확인한다.

해당 부재가 다른 Beam이나 Joist를 지지하는지, 아니면 Column에 직접 연결되는지를 확인한다.

③ 하중 전달 방향을 생각한다.

상부의 Deck 또는 Slab에서 하중이 어디로 전달되는지 따라가 보면 해당 부재의 역할을 이해하기 쉽다.

④ 도면의 부재번호와 Legend를 확인한다.

프로젝트에 따라 B, G, J, P 등의 문자를 사용해 Beam, Girder, Joist, Purlin을 구분하기도 한다.

하지만 이러한 표기 역시 프로젝트별로 다를 수 있으므로 부재번호만 보고 판단하지 말고 도면의 Legend와 General Notes를 확인해야 한다.

 

 

 

9. 실무에서 기억해야 할 핵심

Beam, Girder, Joist, Purlin을 구분할 때 가장 중요한 것은 단면의 크기가 아니라 구조적 역할이다.

구분	핵심적으로 이해해야 할 내용
Beam	일반적인 수평 구조부재를 의미하는 포괄적인 용어
Girder	여러 보조부재의 하중을 모아 주요 지지부재로 전달하는 주보
Joist	바닥·지붕의 Deck 등을 지지하도록 반복 배치되는 보조부재
Purlin	지붕 Deck 또는 지붕재를 지지하는 지붕 구조부재

 

따라서 도면에서 네 부재를 만났을 때는 다음 한 가지 질문을 먼저 해보면 된다.

"이 부재는 무엇을 지지하고, 그 하중을 어디로 전달하는가?"

이 질문에 답할 수 있다면 Beam, Girder, Joist, Purlin의 차이를 훨씬 쉽게 이해할 수 있다.

그리고 실제 프로젝트에서는 구조도면, 구조계산서, 부재표 및 프로젝트별 설계기준에 따라 명칭과 분류가 달라질 수 있으므로 최종적인 부재 분류는 해당 프로젝트의 기준을 확인하는 것이 원칙이다.

 

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