내진설계는 어떻게 하는 걸까?

chosungyun (59)in #kr-science • 7 years ago (edited)

안녕하세요!!
@chosungyun입니다. 이번 포항 지진 때 필로티 구조의 원룸의 기둥이 엿가락처럼 휘어버린 사진을 보신 적이 있으실 겁니다. 없다면 아래에 있는 사진입니다 한 번 보시길 바랍니다. 저도 자취를 하는 학생의 입장에서 이 사진을 보니 무섭더군요. 그래서 오늘은 내진설계에 대해 알아왔습니다. 기본적으로 내진설계란 지진에 대항하여 버틸 수 있도록 건물을 설계하는 방법을 말합니다.

국내 내진설계

국내 내진설계는 2층 이상의 건물과 높이 13m 이상 전체면적 500m² 이상의 건축물에 적용이 됩니다.

내진설계의 방식에는 크게 3가지 정도의 방법이 있다고 합니다.

내진 구조

우선 내진구조는 지진이 발생해도 이 지진력을 버티도록 기존의 건물보다 튼튼하게 짓는 것을 말합니다. 즉, 건물 벽에 철근을 삽입한 콘크리트를 많이 사용해 강한 흔들림에도 붕괴하지 않도록 합니다.

제진 구조

다음으로 제진 구조가 있습니다. 다양한 종류의 제진 장치를 사용하여 지진을 감쇠시키는 역할을 합니다.
제진장치로는 점탄성감쇠기, 점성유체감쇠기, 항복형 감쇠기, 동조감쇠기, 능동형 감쇠장치 등이 있습니다.
위 각각의 장치들은 작용하는 방식이 다르지만 공통적으로 하고자 하는 일은 지진력을 감쇠시켜 건물 자체에 주는 데미지를 줄이고자 하는 목표를 두고 있습니다.

면진 구조

면진 구조는 면진 장치를 사용해 지반과 건물을 분리시키는 방법입니다. 면진 장치는 지반에서 오는 진동 에너지를 흡수하여 건물에 주는 진동을 줄여주는 진동 격리장치입니다.

이 세가지 구조중에 가장 안정성이 높은 구조는 면진 구조이고 그 다음이 제진구조 입니다. 내진은 그냥 버티도록 설계되는 반면 면진은 진동이 최대한 안가도록 만들었으니 지진 발생 시에 진동이 가장 적죠. 하지만 각각의 구조에 대한 경제적인 비용 부분으로 보았을 때는 면진 구조가 가장 비용이 많이 듭니다.

차진 구조

이는 현재 연구 중인 구조방식인데 지진이 발생했을 때 공중에 떠 있다면 지진으로 무너질 걱정을 할 필요가 없겠죠? 그런 생각으로 지진 발생시에 건물을 뛰우는 기술입니다. 자기장이나 압축공기를 활용해서 연구 중이라고 합니다. 실제 최근 기사를 보니 일본의 연구팀이 건물아래로 분당 800L의 공기를 분사하여 건물을 0.06mm 띄우는 방식의 장치를 개발했다고 합니다.

오늘은 다양한 내진 설계 구조를 알아보았습니다. 문득 드는 생각이 그럼 내전 설계를 하지 않은 건물도 많을텐데 괜찮을까? 라는 생각이 듭니다. 이러한 건물들은 내진 설계를 할 수는 없기에 내진보강이라는 방식으로 구조를 보완한다고 합니다. 방식은 제진 장치를 보강하는 방식인것 같습니다.
위에 소개한 여러 내진 설계를 혼합하여 사용한다면 더 튼튼한 건축물을 만들 수 있을 겁니다.
이러한 내진 설계가 안전을 보장해주길 기원하며 오늘은 여기서 포스팅을 마칩니다. 감사합니다!!