성능기반 설계(Performance-Based Design)

구조 설계에서 오랫동안 지배적이었던 질문은 단 하나였다. “이 구조물은 주어진 하중을 견딜 수 있는가?” 이 질문은 단순하고 명확하지만, 현실을 모두 담아내지는 못한다. 지진, 폭풍, 충돌 같은 극단적 상황에서 구조물은 설계자가 가정한 하중을 훨씬 넘어서는 조건에 노출되며, 그 순간 구조는 더 이상 ‘견디느냐 못 견디느냐’의 문제가 아니라 어떤 상태로 남느냐의 문제에 직면한다. 성능기반 설계는 바로 이 지점에서 등장한 사고방식이다. 즉, 구조물을 단순한 저항체가 아니라 상황에 따라 다른 행동을 보이는 시스템으로 바라보는 관점이다.

 

 

 

 

기존의 설계 방식은 안전율이라는 숫자로 모든 것을 정리하려 했다. 하중에 일정 배수를 곱해도 버티면 안전, 아니면 위험이라는 방식이다. 하지만 이 접근법은 구조물이 실제로 어떻게 변형되고, 어디에서 손상이 시작되며, 그 손상이 어떤 연쇄 반응을 일으키는지는 거의 설명하지 못한다. 성능기반 설계는 이 한계를 인정한다. 그리고 대신 “이 구조물은 이 정도 사건에서는 이 정도까지는 망가져도 된다”라는 허용 가능한 행동 범위를 명확히 정의한다. 즉, 계산의 목표가 ‘응력 값’이 아니라 구조물의 상태(State)로 이동하는 것이다.

 

 

 

이 설계 철학에서는 재난의 크기에 따라 구조물이 도달해야 할 상태가 다르게 설정된다. 작은 지진에서는 거의 손상이 없어 일상 사용이 가능해야 하고, 중간 규모의 지진에서는 균열이나 국부적 손상은 발생하더라도 대피나 기능 사용에는 문제가 없어야 하며, 극단적인 대지진에서는 일부 구조 부재의 손상이나 교체는 불가피하더라도 붕괴만은 반드시 피해야 한다. 여기서 중요한 점은, 이 모든 시나리오가 설계 단계에서 미리 상정된다는 것이다. 즉, 성능기반 설계는 “망가질 가능성”을 숨기지 않고 오히려 그것을 명시적으로 설계에 포함시킨다.

 

 

 

결국 성능기반 설계의 본질은 책임의 위치를 바꾸는 데 있다. “이론적으로 안전하다”는 말로 끝나는 설계가 아니라, “이 상황에서는 이런 결과가 나온다”고 설명할 수 있는 설계다. 이는 구조물을 사용하는 사람, 운영하는 기관, 그리고 재난 이후 복구를 담당하는 사회 전체에 훨씬 현실적인 정보를 제공한다. 완벽히 버티는 구조는 존재하지 않지만, 어떻게 망가질지를 알고 설계한 구조는 사람의 생명과 사회의 기능을 지킬 수 있다. 성능기반 설계는 그래서 계산 기법이 아니라, 구조물에 미래의 행동을 약속하게 만드는 설계 언어라고 할 수 있다.