철골 구조물 프로젝트에서 공사비 절감과 품질 향상은 항상 중요한 목표입니다. 업계 표준 도구인 Midas 구조해석과 Tekla 3D 모델을 함께 쓰면 좋다고는 하지만, 두 소프트웨어가 정확히 어떻게 상호작용하여 최적설계와 제작 정확도 향상이라는 결과로 이어지는지, 그리고 실무에서 어떤 프로세스로 적용해야 실질적인 효과를 볼 수 있는지 구체적인 원리와 검증 방법이 궁금하기 때문입니다.
Midas와 Tekla Structures를 함께 사용하는 효과는 각기 다른 목적을 가진 두 모델을 연결하여 상호 보완하는 데서 나옵니다.
* Midas Gen (해석 모델): 구조물의 뼈대를 선(부재)과 점(절점)으로 단순화한 '해석 모델(Analysis Model)'을 사용합니다. 여기에 하중과 경계 조건을 입력하여 각 부재가 받는 힘, 응력, 변위 등을 계산하고 구조적 안전성을 검토합니다. 이를 통해 구조 기준을 만족하는 가장 경제적인 부재 단면을 찾는 데 활용됩니다.
* Tekla Structures (제작 모델): 실제 시공될 구조물의 물리적 형상을 그대로 구현한 '제작 모델(Fabrication Model)'을 만듭니다. 해석 모델에서 결정된 부재 단면을 바탕으로, 실제 크기와 모양의 부재, 접합을 위한 플레이트, 볼트, 용접까지 3D로 상세하게 표현합니다. 이 모델은 공장에서 사용할 제작도(Shop Drawing)와 자동화 가공 데이터(NC data)를 생성하는 기초가 됩니다.
이 둘을 연계한다는 것은 '해석(Midas) → 상세화(Tekla) → 검증 및 피드백 → 재해석(Midas)'의 순환 고리를 만드는 것을 의미합니다. 해석상 최적인 부재라도 Tekla 모델에서 접합부 구현이 너무 복잡하거나, 볼트 체결 공간이 나오지 않는 등 제작/시공성 문제가 발견될 수 있습니다. 이 문제를 다시 Midas 해석 모델에 반영하여 설계를 수정하는 과정을 반복함으로써, 구조적 안전성, 경제성, 시공성을 모두 고려한 최적설계를 달성하고 제작 오류를 사전에 방지할 수 있습니다.
실무에서는 Midas와 Tekla Structures를 연계하여 다음과 같은 단계로 최적설계와 제작 정확도를 높입니다. RAG 자료에 따르면 CNS이엔지는 이러한 통합 워크플로우를 통해 구조 최적화와 공사비 절감을 추구합니다.
- 1단계: 구조해석 및 최적화 (Midas Gen)
* 건축물의 하중 조건과 설계 기준에 따라 Midas Gen으로 구조해석을 수행합니다. * 부재의 강도, 변형, 사용성 등을 검토하여 구조적으로 안전하면서 경제적인 부재 단면 후보군을 도출합니다.
- 2단계: 3D 상세 모델링 (Tekla Structures)
* Midas에서 결정된 부재 정보를 Tekla Structures로 가져와 실제 형상의 3D 제작 모델을 만듭니다. * 표준화된 접합부 라이브러리를 적용하고, 볼트, 플레이트, 용접 등 상세 부재를 모델링합니다.
- 3단계: 제작성 및 시공성 검증
* Tekla 모델의 충돌 검사(Clash Check) 기능을 사용해 부재 간의 기하학적 간섭이나 볼트와 부재의 충돌을 찾아냅니다. * 3D 모델을 시각적으로 검토하며 볼트 체결을 위한 공구 공간, 용접 작업 공간, 운송 및 설치 시의 문제점 등을 사전에 파악합니다.
- 4단계: 반복 검토 및 설계 확정
* 3단계에서 발견된 제작/시공성 문제를 해결하기 위해 필요하다면 Midas 해석 모델로 돌아가 부재 단면이나 접합 방식을 변경하고 재해석을 수행합니다. * 이 과정을 반복하여 구조 성능과 제작 효율성 간의 균형을 맞춘 최종 설계를 확정합니다.
- 5단계: 정확한 제작 정보 생성
* 최종 확정된 Tekla 모델에서 직접 제작도, 조립도, 부재별 물량 산출서(BOM), CNC 가공 데이터를 추출합니다. * 모델과 도면, 데이터가 일치하므로 수작업으로 인한 정보 누락이나 오류 발생 가능성을 크게 줄여 제작 정확도를 확보합니다.
Midas와 Tekla를 직접 연동(Direct Link)하면 자동으로 최적설계가 되고 오류 없는 도면이 나오는 것 아닌가요?
아닙니다. 직접 연동 기능은 두 소프트웨어 간에 부재 정보 등을 편리하게 주고받도록 돕는 '도구'일 뿐, 최적설계나 무오류를 보장하지 않습니다. 최적설계는 강재량, 접합 난이도, 제작비, 시공성 등 여러 요소를 종합적으로 고려하여 엔지니어가 반복 검토하며 대안을 찾는 과정입니다. 또한, 연동 과정에서 데이터가 누락되거나 잘못 변환될 수 있으므로 반드시 전문가의 검증이 필요합니다.
Tekla 모델에서 '충돌 없음(Zero Clash)'으로 확인되면, 제작이나 현장 조립에 아무 문제가 없는 것 아닌가요?
아닙니다. 충돌 검사는 모델링된 객체 간의 기하학적 간섭을 찾는 기능일 뿐입니다. 볼트 체결을 위한 공구 공간, 용접 작업 공간, 현장 오차, 시공 순서, 설계 기준(최소 연단거리 등) 준수 여부까지 자동으로 검증하지는 않습니다. 따라서 충돌 검사는 중요한 확인 절차 중 하나이지만, 이것만으로 모델의 완결성이나 시공성을 모두 보장할 수는 없습니다.
정리하면
* 현재 프로젝트의 구조설계와 상세설계 단계에서 정보가 어떻게 전달되고 검증되는지 절차를 점검해 보세요. * 협력업체 선정 시, 보유한 소프트웨어 목록과 함께 해석-제작 모델 간 데이터 관리 및 변경 이력 추적 프로세스를 구체적으로 확인하세요.