피사의 사탑은 왜 기울어저 있으며 어떻게 무너지지 않는것일까요?
이탈리아 의 피사의 사탑은 특이하게 기울어져 있습니다. 기울어져 있는 이유는 무엇이며 어떻게 쓰러저서 무너지지 않고 지금 까지 있는지 궁금 합니다.
안녕하세요. 한만전 과학전문가입니다.
피사의 사탑은 1173~1372까지 약 200년간 건축된 성당의 종탑입니다.
건축당시 부지는 지반이 약한 저습지였다가 개발된 지역이었다고 합니다. 하여 1차 건축당시 기울어지기 시작하여 200년간 보수하면서 순차적으로 건축된 건물 입니다. 저습지 였다면 지반공사를 튼튼히 하고 건축을 하였어야 하나, 엄청난 하중의 건축물을 지으면서 지반공사를 부실하게 한 부실공사의 대명사 입니다. 종탑의 무게를 지반이 버티지 못하여 기울어진 것입니다. 언젠가는 붕괴 될것이라 여겼지만 1990년대에 들어서면서부터는 더이상 기울어지지 않고 있다고 합니다. 다행인것은 연약한 지반이 지진등의 자연재해시 발생되는 충격을 흡수하고 있다는 검사 결과도 발표 되었습니다. 하여 현재로써는 엄청난 자연재해나 전쟁이 발생하지 않는 이상 붕괴 되지 않을것이라 믿고 있습니다.
안녕하세요. 진정현 과학전문가입니다.
기울어지는 이유와 머너지지 않는 이유는 둘다 ‘무게중심’과 ‘연약지반’에 있습니다. 연약지반은 피사의 사탑을 기울게 한 원인이기도 하지만, 반대로 기울어지더라도 넘어지지 않게 하는 요소로 여겨지고 있습니다.
최근 사탑 지하 등 여러 군데에 계측장치를 설치하고 정보를 종합해본 결과, 이러한 연약지반이 큰 지진이 일어났을 때 충격을 흡수하는 완충제 역할을 하기 때문이라는 점입니다. 일반적으로 단단한 땅에서는 건축물이 지진에 의해 횡방향, 종방향으로 흔들리다가 일정 이상이 되면 지반이 견디지 못하고 붕괴되는 사고로 이어지지만, 그러나 피사의 사탑이 위치한 지반은 대부분이 점토질로 연약지반으로 찰흙처럼 서로가 달라붙는 성질(부착력) 때문에 건축물이 지진으로부터 흔들려도 점토의 부착력에 의해 지진에 대해 어느 정도의 저항을 할 수 있는 원리라고 할 수 있겠습니다. 이렇게 점토질이 많이 함유된 연약지반인 피사의 사탑과 같이 지반에 대한 기초공사를 제대로 하지 않고 공사를 하는 경우에는 안전상의 문제가 될 만큼 위험합니다.
안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.
1174년에 탑 공사를 시작했는데, 3층까지 쌓았을 때 땅 한쪽이 무너져 탑이 기울자 기술자들은 탑을 바로 세우기 위해 여러번 공사를 중단했었습니다.
하지만 결국 1350년에 기울어진 채로 탑이 완성되었습니다.
처음에는 약 1.4m 정도 기울었던 사탑은 시간이 지날수록 점점 더 기울어져 1817년에는 3.8m, 1993년에는 5.4m로 더 기울어지자 이탈리아 정부는 보수 작업에 나섰습니다. 보수공사는 런던 대학교의 존 부를랜드 교수가 맡았는데, 우선 탑의 기초를 강철 케이블로 묶어 두고 콘크리트로 보강했습니다.
그리고 탑이 기울어지는 반대편에 800톤의 납덩어리를 매달았습니다.
그렇게 11년 동안 공사를 하면서 사탑은 조금씩 바로 세워져 19세기 초의 기울기와 비슷해졌습니다.
그래서 현재 피사의사탑이 기울어져 있는거죠!
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
지대와 관련이 있습니다. 과거 피사의 사탑의 지대는 저습지로 지반이 부드러워 무거운 하중을 견딜만큼의 단단함을 가지고 있지 않죠. 그래서 높은 피사의 사탑의 하중에 의해 지반이 눌려 기울어져 있습니다.
피사의 사탑이 기울어진 상태에서 쓰러지지않는 이유는 무게중심에 있습니다. 물체의 무게중심을 지면과 수직하게 이었을때 그 선이 물체를 지탱하는 지지대 안쪽에 위치하면 물체는 쓰러지지 않습니다. 즉, 피사의 사탑의 무게중심이 피사의사탑을 지탱하는 바닥 안쪽에 위치하기 때문에 쓰러지지 않는것입니다.
도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.
피사의 사탑은 사실 부실 공사입니다.
일부러 기울인 것은 아닙니다.
1173년 공사를 시작했는데, 갑자기 기울어졌다고 합니다.
지리학적으로 지반이 매우 부드러워 탑을 지어서는 안되는 상황이었는데, 탑을 짓다보니 서서히 쓰러지기 시작했습니다.
다행히 점점 지반이 다져져 기울어진 채로 완공되었습니다.
무너지지않는 이유는 지반이 다져지면서 힘의 평형이 유지되었기 때문입니다.
물론 보수 작업을 틈틈히 하고 있습니다.
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
이해하기 쉬운 내용이 있어 발췌했습니다.
피사의 사탑 공사는 1173년 처음 시작되었습니다
그리고 5년이 흐른 1178년
여전히 공사를 하고 있었지만
이때부터 탑이 기울기 시작합니다
이런 이유는 피사의 땅이 높은 건축물을 짓기에 부적절했기 때문입니다
피사라는 이름은 습지를 의미하는 그리스어에서 따온 이름이라고 합니다
즉 이곳의 땅은 이름처럼 젖은 모래나 진흙으로 이루어져 있었죠
물론 이런 땅에 높은 건축물을 짓는 것이 불가능한 건 아닙니다
단 땅을 깊숙이 파서 기반을 단단하게 다지는 것이 필수적입니다
하지만 피사의 사탑을 지을 때는
고작 3m 밖에 땅을 파지 않았습니다
그들은 이정도로 충분하리라 생각했던 것입니다
피사의 부드러운 땅은 건물의 무게를 견디지 못했고
결국 한쪽이 가라앉게 되면서 공사 도중 기울어져버리게 된 것이죠
이탈리아의 건축가들은 큰 혼란에 빠졌습니다
그래서 이 공사는 약 100년동안 중단 되었다가
1272년 다시 시작됐습니다
건축가들은 100년이라는 시간이 흐르는 동안
땅이 굳지 않을까 하는 헛된 희망을 품고 있었습니다
지오반니 디 시모네라는 건축가는
탑의 기울기를 보정하기 위해
기울어진 쪽을 더 높게 디자인했는데
그 덕분에 탑은 이전보다 더 기울어지게 되었죠
기울어짐에 대해 계속 고민하며 공사를 하다보니
결국 탑은 1372년에 1.6도 기울어진 상태로 완성되었습니다
시간이 흐르면서 탑은 계속 기울었고
기울기를 줄이기 위한 여러가지 시도가 있었지만
누구도 성공하지 못했고
결국 이 탑은 5도까지 기울어져 버렸습니다
1990년 이탈리아는 모든 접근을 금지시키고
반대쪽 땅을 파 더이상 기울어지지 않게 하는 공사를 시작했습니다
다행히 이 방법은 성과가 있었고
탑의 기울기는 4도까지 내려가게 되었습니다
보수 공사는 2001년 종료되었는데
공사 종료 이후 탑이 다시 똑바로 서게 되는
의도치 않은 일이 발생하게 됩니다
물론 탑이 다시 똑바로 서게 되어
무너질일이 없다면 좋겠지만
그렇게 된다면 관광 명소로서의 가치가 떨어지게 되겠죠
[출처] 피사의 사탑이 기울어져 있는 이유와 무너지지 않는 이유|작성자 히읗
