진동 감쇄 장치가 건축 구조물에 사용될 때 고려해야 하는 요소
안녕하세요.
건축물에 있어서 진동이 발생하면 구조적으로 취약할 수 있습니다. 진동 감쇄 장치가 건축 구조물에 사용될 때 고려해야 할 요소에는 어떤것들이 있을까요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
진동감쇄장치를건축구조물에사용할때 고려해야할요소는다음과같습니다 첫째,구조물의 고유진동수와감쇄장치의특성을일치시켜야합니다둘째진동의발생원인 을분석하여적절한 감쇄기술을선택해야합니다 셋째감쇄장치의설치위치와구조물의하중분포를고려해야합니다넷째유지보수용이성을고려하여설계해야하며 비용효과성을평가해야합니다
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
건축물에 있어 진동은 건축물의 구조상 유지에 막대한 스트레스를 주는 요소입니다.
특히 가장 강력한 것은 지진이 되겠지요.
결국 관련해도 안전을 위한 진동감쇄 장치 및 내진설계가 되어야 할 텐데요
건축에 있어서 진동 감쇄 장치가 건축 구조물에 사용될 때 고려해야 할 요소를
하나하나 열거해 보겠습니다.
1. 진동의 종류와 원인진동의 종류:
건축물 외부에서 작용하는 동하중으로는 지진하중, 바람에 의한 풍하중, 교통하중 등이 있습니다. 이들 하중의 진동주파수는 풍하중 (0.01~1Hz), 지진하중 (1~2Hz), 교통하중 (1~5Hz) 순으로 저주파의 특성을 갖습니다
면진장치의 종류:
납면진받침:
납면진받침은 탄성받침의 기능으로 상부 구조물의 고유주기를 길게 하여 상부구조에 유발되는 지진력의 크기를 감소시킵니다. 또한, 에너지 흡수기구로서 탄성받침의 내부에 코아 형태의 납을 삽입하여 고유주기의 장주기화와 감쇠기능을 겸비합니다. 이는 지진 종료 후 유지보수의 측면에서도 유리하며, 잔류변위를 적게 하는 특징이 있습니다
고감쇠 고무받침:
고감쇠 고무받침은 외관의 형상이 탄성받침과 동일하며, 고무 배합 시 진동에너지를 흡수할 수 있는 특수 혼합물을 첨가하여 제조됩니다. 이는 지진 종료 후 복원력의 특성은 납면진받침보다 우수하지만, 에너지 흡수능력은 금속을 사용한 면진받침보다 떨어집니다
주석면진받침:
주석면진받침은 납을 대신하는 물질로 개발되어 사용됩니다. 주석은 기본적으로 납보다 강성이 강한 재질로서 항복강성 및 감쇠값이 납면진받침에 비하여 1.7배 정도 우수합니다. 그러나 이는 제동하중 및 풍하중에 대한 안전성 및 지진 시 변위를 줄이는 장점이 있지만, 교각에 전달하는 지진력을 크게 전달하게 됩니다
감쇠장치의 설계:
감쇠장치의 설계는 건축물의 진동을 최소화하기 위해 중요합니다. 이는 건축물의 고유 진동수를 길게 하여 상부 구조에 유발되는 지진력을 감소시키는 데 도움이 됩니다. 또한, 감쇠장치의 내부에 특수 재료를 삽입하여 에너지를 흡수하는 기능을 추가할 수 있습니다
감쇠장치의 적용:
감쇠장치의 적용은 건축물의 구조에 따라 다를 수 있습니다. 초고층 건축물이나 관광타워 등에서 강풍에 의한 피해를 방지하거나 최소화시키기 위해 풍하중을 고려하는 것이 중요합니다. 또한, 지진하중과 같은 큰 하중에 대해서는 납의 항복강성 및 감쇠값을 이용하여 지진력을 줄이는 기능을 갖습니다
안전성:
감쇠장치의 안전성은 건축물의 전체적인 안전성을 향상시키는 데 중요합니다. 이는 지반과 구조물이 분리되어 있기 때문에 면진장치의 상부 구조물에 전달되는 지진하중이 큰 폭으로 줄어들어 건물의 전체적인 안전성을 향상시킵니다
유지보수:
감쇠장치의 유지보수는 지진 종료 후 잔류변위를 적게 하는 데 중요합니다. 복원력이 있는 면진장치를 적용한 구조물은 고무의 탄성력으로 구조물을 원위치로 되돌려 놓으려는 힘이 작용하며, 지진력이 작용하는 과정에서는 변위 방향과 반대 방향으로 고무의 복원력이 작용하여 잔류변위를 적게 합니다
안녕하세요. 안다람 전문가입니다.
건축물의 진동 감쇄 장치 설계 시 고려해야할 주요 요소는 건물의 고유 진동수, 외부 동하중의 특성, 구조적 특성입니다. 풍하중,지진하중,교통하중 등 다양한 진동 주파수를 분석하고 강구조 재료의 낮은 내부 감쇠 특성을 보완해야 합니다. 또한 설치 공간 최소화 및 다양한 진동 제어 능력, 유연한 시스템 조정, 비용 효율성,거주자 편의성 등을 종합적으로 고려하여 최적의 진동 감쇄 장치를 선택해야 합니다.
안녕하세요. 조일현 전문가입니다.
건축물의 진동 감쇄 장치 사용시에 고려해야 할 요소는
초고층 건물의 경우 고유 진동수를 가지므로, 이에 맞는 감쇄 장치 선택이 필요하며
건물의 구조 및 재료와 외부 풍하중,지진하중..등 진동원의 주파수 특성을 고려해야 합니다.
또한 건물의 용도와 위치 및 지반 조건 등 특성에 따라 전달 특성이 달라집니다.