구조계획이란 건추계획서에 의도한 'utilitas(기능)', 'venustas(형태)'에 적합하면서, 모든 하중과 외부환경이 건축물에 미치는 영향에 대하여 'firmitas(구조적 견고성)'를 가지도록, 구조재료, 구조시스템, 기초형식 등을 선정하고, 동시에 시공성과 경제성을 고려하여 3차원 공간에 구조체를 창작하는 일이다.

 

소규모의 단순한 건축물이라면 건축가각 직접 구조계획을 수행하는 것이 가능하겠지만, 규모가 크거나 복잡한 건축물의 구조계획은 구조분야의 전문기술자인 우리 건축구조기술자들이 수행하여야 한다. 건축구조기술자는 구조계획 과정에서 건축계획에서 의도한 'utilitas(기능)', 'venustas(형태)'의 구현을 위한 해결방법을 추구하며, 때로는 건축가에게 대안을 제시하는 등의 건설적인 상호소통을 꾀하는 것이 건축가와 건축구조기술자의 이상적인 관계일 것이다.

구조해석이란 구조물에 작용하는 고정하중, 활하중, 적설하중, 풍하중, 지진하중 등을 포함한 모든 하중과 외부환경의 영향에 대한 구조물의 응답(응력과 변형)을 구조역학과 재료역학 이론을 사용하여 산정하는 일이다.

 

컴퓨터 소프트웨어가 발달하여 아무리 복잡한 구조물이라도 구조해석이 가능하게 되었지만, 구조역학과 재료역할의 이론을 구사할 수 있는 건축구조기술자 외에는 구조해석 소프트웨어를 다루어서는 아니 될 것이다.

구조부재의 설계는 구조해석에 의하여 구한 구조부재의 응답(응력과 변형)에 따라, 구조계획과 철근콘크리트와 강구조 등의 구조설계기준에 적합하도록 구조부재의 성능(강도와 강성)을 확보하여 구조물의 구체적인 단면 형체를 설계하는 일이다. 구조부재의 설계도 구조해석과 마찬가지로, 컴퓨터 소프트웨어에 의하여 쉽게 수행할 수 있는 업무로 알고 있지만, 강구조와 철근콘크리트 공학 및 구조설계기준을 구사하지 못하는 인력이 구조부재설계용 소프트웨어를 사용하는 경우에는, 설계 결과에 대한 합리적인 판단과 검증을 할 수 없기 때문에, 아무리 우수한 소프트웨어라 할지라도 무용지물이 된다. 따라서, 구조부재의 설계는 당연히 설계 결과에 대한 합리적인 판단과 검증을 할 수 있는 구조기술자가 수행하여야 한다.

구조설계도는 구조계획, 구조해석 및 구조부재의 설계에 의하여 산정된 부재의 단면, 위치, 접합부 등을 비롯하여 철근콘크리트와 강구조 등의 구조설계기준에서 규정한 구조세칙이나, 구조실험이나 경험 등으로 구조안전이 확인된 구조안전 관련 각종 상세 등의 자료를, 시공자(또는 제작ㆍ설치자)가 시공상세도를 작성하여 시공할 수 있도록 도면상에 표현한 것이다.

 

구조기술자가 작성한 구조계산(구조해석과 구조부재의 설계의 결과물)를 가지고 제3자가 구조도면을 작성하는 경우에는, 구조설계자의 의도가 정확하게 반영되기 어려울 뿐 아니라, 구조계산서상에 표현되지 않은 구조세칙과 구조기술사자의 경험에 의한 기술적 사항 등이 누락되어, 부실한 구조도면이 될 가능성이 높아진다. 구조물의 시공은, 구조계산서가 아니라 구조설계도에 의하여 이루어지기 때문에, 구조설계도가 부실하면 건축물의 'firmitas(구조적 견고성)'을 확보하기 어려울 것이다.

그러므로 구조설계도는 구조설계를 수행한 구조기술자가 직접 작성하여, 구조계획의 의도와 구조기준에 따른 구조세칙, 그리고 구조기술자의 경험에 의한 기술력이 구조설계도에 반영 되도록 하여야 할 것이다. 이렇게 되면, 오로지 제3자의 구조설계도 작성만을 위한 무의미한 구조계산서의 작성은 사라지고, 구조기술자는 자기가 구조설계도를 작성하는데 필요한 자료만을 정리한 구조계산서를 만들게 될 것이다.

 

시공상세도는 시공자(또는 제작ㆍ설치자)가 구조부재를 제작하고 설치하기 위하여 구조설계도에 따라 구조부재의 단면, 길이, 위치, 철근의 지름과 길이 및 위치, 철근의 가공형상, 접합부 등을 상세하게 표현한 도면이다. 즉, 구조설계도에는 모든 구조부재에 대하여 이러한 사항들이 일일이 표현되어 있지 않기 때문에, 구조부재를 제작하고 설치하기 위해서는 시공상세도를 작성하여야 한다.

 

시공상세도의 작성은 구조기술자가 아닌 시공자가 수행하는 업무이므로, 구조설계도에 적합하게 작성되고 구조설계자의 의도가 정확히 반영되어 구조안전이 확보 되었는지를 구조설계자가 확인하여야 한다.

건축의 'firmitas(구조적 견고성)'를 구현하는 최종 단계는 구조물의 시공, 즉 골조공사이다. 구조설계가 아무리  잘 되어 있어도 구조물을 구조설계도서에 따라 정확하게 시공하지 않는다면, 구조물의 안전을 확보할 수 없다. 구조안전을 확보하기 위하여 구조설계자는 구조물의 규격, 구조자재의 적합성, 구조재료의 시험성적표, 배근의 적정성 및 이음ㆍ정착, 설계변경 사항의 구조검토 등, 시공과정에서 구조체의 안전이나 품질에 영향을 줄 수 있는 사항을 검토ㆍ확인하여야 한다.

 

건축물의 유지ㆍ관리 중에는 필요에 따라 정밀안전진단, 리모델링을 위한 구조검토, 용도변경을 위한 구조검토, 증축을 위한 구조검토 등의 구조안전을 확인하기 위한 업무가 이루어진다. 이러한 유지ㆍ관리 중의 구조안전확인 업무는, 당연히 구조기술자가 건축구조기준에 따라 수행하여야 한다.

 

이상과 같이 건축물의 설계, 시공, 유지ㆍ관리 단계에서, 구조안전과 관련하여 이루어지는 업무들을 살펴보았다. 이 중에서 어느 하나도 구조기술자 외에는 수행할 수 없는 업무임에도 불구하고, 우리나라의 법령과 제도 및 건축계의 관행은 대부분의 구조안전확인 업무를 구조기술자가 아닌 비전문가에게 맡기고 있다.

 

이제 우리 건축구조기술자들은, 구조안전에 관련된 업무는 건축구조기술자가 수행하여야 한다는 지극히 상식적인 사실을 바탕으로, 건축물의 'firmitas(구조적 견고성)'을 구현하기 위하여, 법령과 제도 및 건축계의 관행을 개선하기 위하여 지속적이고 적극적인 노력을 하여야 할 것이다.