구조설계자의 업무와 필요성, 역량, 사례

구조설계자의 업무

구조설계자는 건물, 교량, 탑, 터널 등 다양한 구조물의 틀을 설계·분석하는 역할을 수행하는 사람들을 말하며 수학, 물리, 공학 지식을 활용하여 구조물의 구조 강도, 안정성 및 내구성을 결정하는 업무를 수행합니다. 구조 설계자는 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 다양한 설계 옵션을 만들고 테스트하여 구조물이 바람, 지진, 무거운 부하와 같은 다양한 스트레스 및 환경 요인에 견딜 수 있도록 하며,  건축가 및 건설사, 엔지니어링 업체 등 협력 업체들과 긴밀히 소통하여 건축법규 및 기준을 준수하면서 구조설계가 프로젝트의 요구를 충족하는지 확인합니다.

구조물의 설계와 분석 외에도 구조설계자는 최종구조물이 설계의 목적과 의도를 충족시키기 위해 건축재료의 선택과 건설 프로세스의 감독에도 관여하기도 합니다. 또한 지속적인 안전성과 안정성, 사용성을 확보하기 위해 구조물 점검과 진단, 유지 업무를 수행하며 다양한 구조물의 안전성과 수명을 확보하는 데 중요한 역할을 하며 건설업계에 필수적인 사람들입니다. 

필요성

구조설계자는 다양한 구조물의 안전성, 안정성, 사용성, 수명 확보에 중요한 역할을 하기 때문에 건설업계에 필수적입니다. 건축물, 교량, 타워 등 바람, 지진, 중하중 등 다양한 스트레스와 환경요인을 견딜 수 있는 구조물을 설계하기 위해 전문지식이 필요하며, 구조설계자의 작업이 없으면 구조물이 붕괴될 위험이 있어 잠재적 인명손실과 재산피해로 이어질 수 있습니다. 구조설계자는 구조물에 작용하는 복합적인 하중과 응력을 계산하고 사용할 적절한 재료를 결정하여 최종 설계가 건축법규 및 기준을 충족하는지 확인할 책임이 있으며 설계 및 건설 프로세스가 원활하게 실행될 수 있도록 건축가, 도급업자 및 건설사, 엔지니어링 업체 등과 긴밀히 협력하여야 합니다. 또한 지속적인 안전성과 안정성을 확보하기 위해 구조물 점검 및 진단과 유지에 직간접적으로 관여하기도 하며, 구조물의 계획부터 시공, 유지 관리하는 데 있어서 그 필요성을 과장할 필요 없습니다. 구조설계자의 업무는 건설 업계에 있어서 매우 중요한 역할을 하며, 그들의 전문 지식은 구조물이 안전하고 다양한 환경 요인과 자연재해를 견딜 수 있도록 하는 데 필수적입니다.

역량

구조설계자가 건물, 교량, 탑, 터널 등 다양한 구조물을 설계·분석하는 데 있어 고도의 기술과 지식을 필요로 하는데, 수학, 물리, 공학 원리에 대한 이해뿐만 아니라 다양한 환경 조건 하에서 구조물의 거동을 계산하여 예측하여야 하기 때문입니다. 구조설계자는 구조물이 안전하고 안정적이며 내구성을 가지도록 관련된 모든 건축법규를 충족하도록 보증할 책임이 있으며 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 다양한 설계 옵션을 만들고 테스트하여 구조물이 바람, 지진, 무거운 부하와 같은 다양한 스트레스 및 환경 요인에 견딜 수 있도록 보장하여야 합니다.

구조 설계자는 기술적인 스킬 외에도 강력한 커뮤니케이션 스킬과 협업 스킬을 가지고 건축가, 도급업자, 건설사 및 협력업체들과 효과적으로 작업할 수 있어야 합니다. 또한 복잡한 기술적 개념을 기술적이지 않은 이해관계자에게 명확히 설명하고 다른 사람들과 긴밀히 협력해 설계와 건설 프로세스가 원활하게 운영되도록 할 수 있어야 합니다.

구조 설계자는 최신 업계의 개발사항과 신기술, 모범 사례를 항상 최신 상태로 유지하면서 지속적인 학습과 개발에 힘써야 하며, 기술과 지식을 향상하기 위해 추가 훈련 또는 자격증을 취득하여야 합니다. 결국 구조설계자의 능력은 건설업계에 필수적이며 구조물이 안전하고 안정적이며 다양한 환경요인과 스트레스를 견딜 수 있도록 보증하는 만큼 전문지식과 기술을 늘 최신화시키고 공중의 안전과 복지를 확보하는 데 중요한 역할을 하여야 할 것입니다. 

구조설계의 성공적인 사례

구조 설계의 성공 사례 중 하나는 아랍에미리트 두바이에 있는 Burj Khalifa입니다. Burj Khalifa는 세계에서 가장 높은 빌딩으로 높이는 828미터(2716피트)로써 건물 구조 설계는 중요한 엔지니어링 과제였고 건물의 안정성과 안전성을 확보하기 위한 혁신적인 해결책이 필요했습니다. 이 건물의 설계는 중심 콘크리트의 코어(Core)를 철주 주위로 둘러싸 바람과 지진에 대해 높은 수준의 저항을 제공하도록 한 것이 특징이며 Burj Khalifa의 독특한 Y자형 플로어 플랜은 건물 바람의 힘을 줄여 강풍과 폭풍에도 견딜 수 있도록 하였습니다. 건물 무게를 지탱하기 위해 두께 3.7m(12피트)의 매트 기초로 설계하여 건물 무게를 넓은 범위로 고르게 분포토록 하였으며, 기초를 지하 50m(164피트) 이상 깊이까지 이어지는 192개의 구멍 뚫린 말뚝(Pile)으로 뒷받침하였습니다. 이 건물의 설계에는 고속 엘리베이터와 2층 데크 엘리베이터를 조합하여 건물 위층으로 사람을 실어 나르는 독특한 엘리베이터 시스템도 포함되어 있는데 엘리베이터는 가벼우면서도 튼튼하며,  최고 시속 64km(40마일)의 속도로 주행할 수 있도록 설계되었습니다. Burj Khalifa는 구조 설계자와 엔지니어의 전문 기술과 지식의 증거이며 혁신적인 디자인과 엔지니어링 융합 상징적인 랜드마크가 되었습니다. 시공은 국내 건설사인 현대 엔지니어링에서 하였는데 이 또한 우리나라의 자랑이라고 할 수 있습니다.