예비설계 절차를 개발하는 과정 중

 요새 예비설계를 위한 간단한 설계 절차에 대해 깊이 고민을 하고 있다. 논문도 이와 관련하여 준비하게 되면서 직접 체감한 결과 건물의 보강과 관련하여 아주 획기적으로 초기 설계 시간을 단축시킬 수 있다는 생각이 든다.

 개인적으로는 어느정도 활용을 할 수 있을 듯 한데... 이게 설명을 하기가 너무 어려운듯하다. 당장 내 머리가 이것을 직관적으로 찾아낸게 아니라 굉장히 오랜 시간에 걸쳐서 며칠을 밤새워가며 도출해낸 절차이기에 내가 온전히 이해하고 설명하는게 아직 어렵다.

 이것은 마치 38*38을 계산하기 위해서 이것이 38*(38-40)+38*38+2*38로 나타내는 것과 동일하다는 것을 바탕으로

38*(38-40)+40*40-2*40으로 계산하면 된다는 것을 유도하는 것과 같다.  위의 계산 값은 1444이고 세가지 계산 방식과 상관없이 모두 같은 결과가 나온다. 인수 분해를 고려하면 너무나도 당연하지만 나를 포함한 대다수의 사람은 해당 수식을 보고 모두 같은 값을 의미한다는 걸 바로 인지 할 수 없다. 40이라는 근사치만을 활용하여 보다 정밀한 해석값을 도출하는 위와 같은 과정은 천재적인 직감이 있는게 아닌이상 일반적인 사람이 당연스럽게 도출하는 것은 무리이다.

 이와 마찬가지로 숫자를 인수분해하여 보다 정밀한 값을 쉽게 계산하는 것처럼 건물의 각 부재도 각각의 계산 수식이 충분히 정리되어 있다면 substructuring 기술을 응용하여 보다 간단하지만 상당히 정밀한 계산이 가능하게 된다. 문제는 위와 같은 완벽한 인수분해를 통한 접근이 아닌이상 이 과정 중에 오차는 필연적으로 발생하고 논리적으로 이것을 받아들이는 것에 있다. 어차피 오차가 발생한다면 38*38을 40*40으로 계산하는 것과 별반 차이가 없지 않냐는 반문을 받을 수 있는 것이다. 그러나 40과 38의 오차는 5% 수준이라도 38*38과 40*40 사이의 오차는 10%에 달한다. 계산시마다 증폭되는 오차를 묵인하고서는 제대로 된 예비설계를 진행 할 수 없다. 만약 38*38을 40*40-4*40으로 표현하여 1440이라는 값을 얻는다면 0.3% 수준의 오차이니 이 정도는 어느정도 합리적이라 할 수 있다. 그런데 이 역시 문제가 되는건 어느 수준까지가 합리적인 오차인지 판단하는건 너무 자의적이 될 수 있다는 것이다.

 결국에 올바른 예비설계 절차라면 전체 오차 수준이 처음부터 설계 절차 전반에 걸쳐서 고려되게 설계되어야 하며, 각 과정의 근사 계산에 집중하는게 아니라 각 계산단계에서 가정된 사항이 무엇인지 파악하고, 이것이 일으키는 오차가 다음 단계에서 활용되려면 어떻게 보정되어야하는지 고민하는 과정이 필요하다. 물론 설계 절차가 단순하게 한두단계에서 그친다면 계산이 중복적으로 일어나지 않아 이러한 오차 누적이 감당가능할 수 있지만, 다소 복잡한 상황에 대한 간략설계를 위해서는 이러한 사고가 많이 요구되는 듯 하다.