학문
건물은 왜 흔들리게 지었을까요?
고층건물은 바람에 조금씩 미세하게 흔들리는데, 고층건물은 왜 흔들리게 지었을까요?흔들리는게 더 안전한가요? 이것의 이유를 알려주세요
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내진 설계는 지진에 의한 진동을 저감시키는 것이 목적입니다.
따라서 지진으로 전달되는 진동을 감지하는 설계가 필요합니다.
그리고 이 지진에 대해 대항하는 진동을 발생시켜 진동을 저감시킵니다.
즉, 건물이 흔들리지 않으면 유연하지 못해 오히려 건물이 더 잘 부서집니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
고층 건물의 경우 외부 충격(바람, 지진, 충격 등)에 의해 흔들릴 수 있는데, 고유한 공명 진동수가 존재하고 이 공명 진동수에 의해 쉽게 부러지거나 파손될 수 있기 때문입니다. 이를 방지하는데 있어 내진설계를 하여 흔들리게, 유연하게 건물을 짓습니다. 내진 설계의 원리는 공명 진동수를 없애는데 있습니다. 모든 물체에는 공명 주파수가 존재합니다. 공명 주파수는 물체의 재질, 모양, 크기 등과 관련이 있으며 물체를 가장 강하게 진동시킬 수 있는 주파수라고 생각하시면 됩니다. 물체를 특정한 진동수를 주어 흔들 때, 떨림의 진폭이 가장 클 때가 공명주파수가 된것인데, 이 공명 주파수에 도달한 물체는 떨림의 진폭으로 인한 뒤틀림을 이기지 못하고 부숴집니다. 이러한 공명 주파수는 지진에 의해 생길 수 있는데, 이를 최소화 하기 위해 지진 흔들림에 괜찮은 소재를 사용하거나 공학적으로 건물을 유연하게 짓는 방법들이 있습니다.