안녕하십니까. 김효진 과학 분야 전문가입니다.
Q. 내진설계를 하는 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 김효진 전문가입니다.지진에 대비한 구조물의 설계를 내진설계라고 합니다. 보통 내진설계라고 하면 면진설계를 포함하여 총칭하는 용어입니다.지진에 대비한 내진설계는 내진설계와 면진설계로 나뉩니다. 내진설계는 지진의 에너지 100%를 구조물이 견디도록 하는 설계입니다. 면진설계는 용어 그대로 지진을 면하도록, 즉 지진의 에너지가 감소되게 하여 작은 에너지를 구조물이 견디도록 설계하는 방법입니다.구조물은 내진설계가 반영되지 않았더라도 어느 정도 지진에 견딥니다. 다만 지진은 수평력이 크게 작용하는 것이라서 이에 대해 보강 설계하는 개념입니다.일반적으로 내진설계를 하고 추가적으로 면진설계를 합니다.
Q. 토목공사 중 중간에 조경업체가 바뀌는 경우에는 설계도 다시 바뀌나요
안녕하세요. 김효진 전문가입니다.근본적인 설계는 기본설계와 실시설계로 나뉘며, 실제 공사에 적용됩니다.설계도서의 기본 틀은 변하지 않습니다. 다만 폭넓게 설계된 부분은 공사를 진행하면서 확인작업을 통하여 보완설계를 합니다. 특히 지반과 관련된 공종은 변경이 볼가피한 경우가 대부분입니다.하지만 조경의 경우에는 발주자 또는 시행자의 요구가 없는 이상 업체가 변경되더라도 근본적인 설계가 변경되지 않습니다. 공사를 진행하면서 허가를 득한 후 조경과 관련된 부대시설이나 수종 등이 변경될 수는 있지만 조경업체가 변경되더라도 설계가 변경되지는 않습니다.
Q. 테트라포드를 대체할 수 있는 안전한 구조물은 무엇이 있을까요?
안녕하세요. 김효진 전문가입니다.테트라포드 등의 소파블럭은 파랑을 막는 역할을 합니다.테트라포드는 기성제품이라서 시공이 용이하고 활용성에 있어서 매우 자유롭습니다. 어패류 등에게도 친화적이라서 널리 사용됩니다.테트라포드에서 낚시하는 사람들이 실종되거나 사망하는 사고가 종종 발생됩니다. 본래 테트라포드에 진입하는 것이 위험하기 때문에 법적으로 출입금지 구역으로 규정되어 있습니다.이런 사고를 방지하기 위해 생각할 수 있는 대안은 방파제의 시공입니다. 백과사전을 보면 소파블럭은 경사식 방파제에 채용되는 것으로 나오는데, 반드시 그런 것은 아닙니다.소파블럭을 사용하지 않는 직립식이나 혼성식 방파제를 시공하는 것을 고려할 수 있습니다. 이런 방파제의 단점은 바다의 뷰를 해치는 것이라고 합니다. 개인적으로 이것도 꽤 운치가 있다고 생각하는데, 왜 바다의 뷰를 해친다고 하는지 모르겠습니다.
Q. 지하층을 깊게 판 건물 주변에서 땅꺼짐이 발생하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김효진 전문가입니다.싱크홀 ( sinkhole )은 지반의 침하로 인하여 발생되는 구멍을 말합니다.대형 건축물 공사나 지하철 공사 등 도심지에서 굴착 공사를 할 때, 주변 지반에 영향을 끼칩니다. 굴착 공사를 시작하면 지반이 이완되고 지하수와 토사가 유출되어 지반이 침하됩니다. 굴착 깊이가 깊어질수록 주변 지반의 변형 및 변위가 증가합니다.지하수와 토사가 유출되면 공극과 공동이 발생되고 그 빈자리가 점점 증가하여 결국 무너집니다. 굴착 공사시 여러 공법을 적용하고 안전대책을 수립하지만 지하수와 토사의 유출 그리고 지반의 이완과 변형은 방지할 수가 없습니다. 다만 굴착 공사로 인한 피해를 최소화할 뿐입니다.지하수위가 낮은 지역에서의 공사를 생각할 때, 만일 지하층의 깊이가 깊어진다면 지하수위 아래에 지하증이 형성되므로 지하수의 유출이 많아 지반의 침하가 클 것임을 예상할 수 있습니다. 널말뚝 등의 쉬트파일이나 약액주입 등을 통해 지반 보강을 행하지만 굴착으로 인한 영향을 100% 예방할 수는 없습니다.
Q. 스마트 인프라 시스템을 구축할 때 가장 중요한 점에 대해서..
안녕하세요. 김효진 전문가입니다.스마트 인프라 시스템을 위한 토목 재료는 균일성을 확보해야 합니다.토목 재료 자체의 품질은 대체로 기성품이고 설계 기준과 시방서에 명시된 품질을 확보하기 때문에 그 편차가 거의 없을 것입니다. 하지만 시공성에서는 편차가 큽니다.현장에서 시공할 때, 기후나 환경, 시공방법에 따라 공사 목적물의 품질차가 발생될 수 있습니다. 즉 동일한 재료라 할지라도 성능차가 발생될 수 있으므로 그 편차를 최소화하는 것이 필요합니다.가령 교량 거더나 보의 경우 강성 차이가 있다면 변형률도 차이가 발생됩니다. 그렇게 되면 각각의 부재들의 초기값에도 차이가 발생되어 감시가 곤란합니다. 교량 하나에 수많은 파라미터가 필요하게 되어 매우 번거롭게 됩니다.