구조물은 생명체다

지난주까지 P.Eng.가 되기위한 과정에 대해서 알아 보았다. 이제부터는 필자의 아주 주관적이고 개인적인 이야기를 다루고, 빌딩 구조물에 대한 필자의 생각을 펼치려고 한다. 오늘의 소제목은 " 구조물은 생명체다."이다.

구조물은 생명체이다. 조금 과장되기는 했지만 구조물은 식물처럼 말을 할수는 없지만 아픔을 표현한다. 그리고 동식물처럼 성장과 개체번식을 하지 못하며, 성장 및 개체의 번식과 소멸을 사람의 손에 맏기고 있는 생명체라고 말하고 싶다. 구조설계자가 구조시스템과 평면계획을 타당하게 계획하지 못하면 구조물은 통증을 호소한다. 마치 사람들이 스트레스에 시달리듯 잘못 계획된 구조물은 단면(section)에 과도한 스트레스를 작용하며, 이런 스트레스가 지속적으로 작용하면 피로(fatigue)를 유발시킨다. 균열의 시작 및 과도한 처짐과 진동 그리고 피로현상등이 구조물이 스트레스 때문에 괴로워서 인간에게 표현하는 의사소통수단이라고 말할수 있으며, 일부 구조부재의 붕괴와 구조물 전체의 붕괴는 도마뱀이 꼬리를 버리고 도망가듯 구조물 자신의 일부를 포기하는 것과 전체를 포기하는 것이라고 볼수 있다.

구조기술자는 이 생명체를 다루는 의사라고 말하고 싶다. 일반의사는 사람의 생명을 다루며, 수술중 실수로 한번에 한명의 생명을 놓칠수 있다. 그와 같을수는 없지만 구조기술자는 한번의 실수로 한명부터 수백명(?)의 생명을 앗아갈수 있다. 이 얼마나 무서운 일이며 막대한 책임을 가지고 있는가? 개인적인 생각이지만 구조분야는 학부와 석사를 마치고 인턴 및 레지던트를 거쳐 구조기술사가 되어야 한다는게 본인의 생각이다 ㅎㅎ. 지금 구조기술자가 되기위해 시작하는 분들께 너무 무거운 괴설을 펼치는 것 같아 한가지 안심(?) 될만한 이야기를 해주겠다. 앞서 언급한 이런 무서움을 달래기 위해 우리는 수직 및 수평하중에 대해서 0.9~1.5배까지 하중을 조절해서 조합을 하고, 재료강도를 0.65~0.85까지 저감시켜서 설계코드가 제시하는 방법에 의해서 설계를 하게 된다. 그러면 콘크리트 구조물의 경우, 구조설계자의 실수, 재료생산자의 실수 및 시공자의 실수를 포함해서 구조물의 붕괴확률은 약 1/100,000이라고 볼수 있다. 조금은 안심이 될것이다. 그렇지만 이런 확률을 접하고 결코 안심할수 있을까? 확률의 특징을 보면, 일생동안 물에 떨어진 잉크가 번지지 않고 모일 확률은 거의 없다. 그러나 수천만년동안 내가 사는 그 시점에 생길 확률은 없는 것이 아니다. 즉 생길수가 있다. 이것도 또하나의 무서운 괴설이다. 조금도 안심시켜드리지 못해서 죄송스럽게 생각한다.

그러므로 구조설계자는 설계코드를 바이블처럼 여기고 설계코드가 minimum design이라는 것을 잊지 말아야 하며, 구조물을 사랑해서 자신을 희생할줄 알아야 한다. 그리고 구조물의 아픔을 최소화 할수 있도록 먼저 타당한 구조시스템을 결정하고 평면계획을 합당하게 세워야 하며 구조시스템과 구조평면계획에 부합하는 구조재료를 선택하는 것이 또한 매우 중요한 것이다. 아침부터 조금 무거운것 같다. 많이 생각해 보고 다음에 이어가기로 하겠다.

대한국인 이희용 david.hy.lee@gmail.com