AI를 활용한 설계안 검토와 면진 구조로 최종 3위

본교 세종캠퍼스 AID융합과학기술대학 건축공학부 건축공학전공 ‘균체’ 팀이 부산대학교 지진방재연구센터가 주최한 ‘2026 구조물 내진설계 경진대회’에서 최종 3위를 차지하며 부산대학교 총장상을 수상했다. 균체 팀은 4학년 윤정은 학우와 3학년 김도현, 오주영, 장재원 학우로 구성됐으며, 김유석 교수의 지도 아래 대회를 준비했다.

구조물 내진설계 경진대회는 대학생들이 직접 구조물을 설계·제작한 뒤 설계 발표와 가진(加振) 실험을 통해 구조물의 내진 성능과 구조설계 역량을 평가하는 전국 규모의 대회다. 올해 대회에는 전국 68개 팀이 참가했으며, 특히 생성형 AI 결과물에 대한 이해와 활용 능력이 처음으로 심사 항목에 포함돼 구조설계 능력뿐 아니라 AI 활용 과정까지 종합적으로 평가됐다.

균체 팀은 전공 수업에서 배운 구조와 내진설계 내용을 실제 구조물에 적용해 보고자 이번 대회에 참가했다. 특히 직접 설계한 구조물이 지진하중을 받을 때 어떤 거동을 보이는지 확인하고, 문제점을 분석해 개선하는 과정을 경험하는 것을 목표로 삼았다. 팀은 구조물의 균형을 가장 중요한 설계 원칙으로 두고 하부에는 코어와 전단벽, 중간에는 면진층, 상부에는 X자 가새를 적용해 각 구조 요소가 역할을 분담하며 지진에 대응할 수 있도록 설계했다.

균체 팀은 1·2층에는 전단벽, 3·4층에는 X자 가새를 적용하고, 2층과 3층 사이에는 탄성 격자 면진 시스템(EGI System)을 적용한 4층 구조물을 설계·제작했다. 구조 해석을 반복하며 부재 배치와 구조 시스템을 지속적으로 보완했고, 단계별 가진 실험 결과를 바탕으로 면진층과 접합부를 개선하며 구조적 안정성을 높였다.

특히 이번 작품에는 구조물의 횡저항 성능을 높이는 외곽 X자 가새와 거셋 플레이트, 진동 전달을 줄이는 탄성 격자 면진 시스템(EGI System), 자가복원 및 변위제어 장치, 중앙 +자형 코어와 벽식 기둥 등을 적용해 내진 성능을 향상시켰다.

이번 대회에서는 학교에서 배운 전공지식도 설계 과정 전반에 큰 도움이 됐다. 균체 팀은 구조역학과 재료역학 수업에서 학습한 하중 전달 과정과 부재의 변형, 파괴 형태에 대한 이해를 바탕으로 단순히 강한 구조물이 아니라 지진하중이 전달되는 경로와 변형이 집중되는 위치를 고려하며 구조물을 설계했다. 또한 구조해석 프로그램을 활용한 경험과 팀 프로젝트 경험을 바탕으로 해석 결과를 분석해 가새 위치와 면진층 구성을 수정하고, 역할을 분담해 설계부터 제작까지 체계적으로 수행했다.

AI 활용 역시 이번 대회의 중요한 차별화 요소였다. 균체 팀은 생성형 AI를 설계안을 대신 만드는 도구가 아닌 '구조 평가위원' 역할의 검증 도구로 활용했다. 구조설명서와 도면, 하중 조건을 입력해 설계안의 장단점과 예상 취약부, 파괴 가능성을 분석하도록 했으며, 전단벽과 가새, 면진장치의 특성을 비교·검토하는 과정에도 AI를 활용했다. 다만 AI의 결과를 그대로 적용하지 않고 전공 수업에서 배운 내용과 구조해석 결과, 대회 규정을 바탕으로 실제 적용 가능성을 다시 검토하며 설계를 보완했다. 균체 팀은 이번 경험을 통해 AI를 활용하는 능력도 중요하지만, 그 결과를 판단하고 검증할 수 있는 전공지식이 더욱 중요하다는 점을 깨달았다고 전했다.

본선에서는 설계 발표와 가진 실험을 통해 구조물의 내진 성능과 구조적 안정성, 그리고 AI 활용 과정까지 종합적으로 심사했다. 균체 팀은 우수한 구조설계 역량과 창의적인 면진 시스템, AI 기반 구조 검증 프로세스를 인정받아 최종 3위를 기록하며 부산대학교 총장상을 수상했다.

균체 팀은 "전국 규모의 대회에서 부산대학교 총장상을 받게 되어 팀원 모두 정말 기쁘고 뿌듯했다"며 "설계한 대로 구조물이 움직이지 않거나 제작 과정에서 문제가 생기는 등 어려움도 많았지만, 팀원들과 함께 원인을 찾고 수정해 나간 과정이 좋은 결과로 이어진 것 같다"고 소감을 밝혔다. 이어 "이번 대회를 통해 구조역학과 내진설계 이론이 실제 구조물에 어떻게 적용되는지 직접 경험할 수 있었으며, 설계와 구조해석, 모형 제작, 실험, 발표까지 모두 수행하면서 건축공학에서는 이론과 실제를 연결하는 과정이 무엇보다 중요하다는 것을 배웠다"고 전했다. 또한 "하나의 구조물을 완성하기 위해서는 개인의 능력뿐 아니라 팀원 간 역할 분담과 의사소통이 중요하다는 점도 다시 한번 느꼈으며, 이번 경험을 계기로 앞으로 건축물의 안전을 책임지는 건축공학도로 성장하기 위해 더욱 노력하겠다"고 덧붙였다.

이번 수상은 본교 건축공학전공 학생들이 전국 규모의 경진대회에서 뛰어난 구조설계 역량과 AI 활용 능력을 인정받은 성과로, 구조공학과 디지털 기술을 융합한 실무형 교육의 가능성을 보여준 사례로 평가된다.

온라인커뮤니케이션실 김서진 기자