건축물의 내진 설계의 원리가 궁금합니다.
요즘 설계되는 건축물들은 지진을 대비하기 위해 내진설계를 한다고 하는데요. 내진설계는 어떤 원리로 건축물에 적용되는지 궁금합니다. 내진 설계는 어떤 것들이 있나요?
안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.
내진설계는 지진 발생 시 건물이 안정적으로 유지될 수 있도록 구조물을 설계하는 것입니다. 지진은 지하 토양의 흔들림으로 인해 건축물에 강한 힘을 가해 구조물이 흔들리거나 넘어질 수 있습니다. 내진설계는 이러한 힘을 완화시키기 위해 건물의 안전성을 높이는데 중요한 역할을 합니다.
내진설계는 크게 3가지 방법으로 이루어집니다.
기본내진설계(Basic Seismic Design) 기본내진설계는 건물의 구조물에 일정한 내진력을 부여하는 것입니다. 건물이 지진으로 인해 흔들리면 건물의 기본적인 내진설계에 따라 일정한 내진력이 발생하여 건물의 안전성을 유지할 수 있습니다.
추가내진설계(Supplemental Seismic Design) 추가내진설계는 건물의 특정 부분에 내진력을 부여하는 것입니다. 건물의 구조물이 일반적인 지진에는 안전하지만 특정한 지진 상황에서는 안전하지 않은 경우, 추가적인 내진설계를 통해 안전성을 높일 수 있습니다.
적용내진설계(Performance-Based Seismic Design) 적용내진설계는 건물이 어느 정도의 지진력까지 견딜 수 있는지를 미리 계산한 후, 건물에 적합한 내진설계를 적용하는 것입니다. 적용내진설계는 건물의 안전성을 높이기 위해 가장 정확한 방법 중 하나입니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.내진설계란 지진으로 인한 건물의 피해를 최소화하기 위해 건물 내부에 내진시스템을 설계하는 것을 말합니다. 내진설계는 지진 발생 시 건물의 구조물이 지진파에 의해 역학적인 충격을 받았을 때도 건물이 무너지지 않고 안정적으로 유지될 수 있도록 설계합니다. 내진설계는 건축물의 구조체를 설계하는 단계에서부터 고려되며, 지진대응 설계의 핵심 기술 중 하나입니다.
내진설계에는 여러가지 기술들이 적용됩니다. 대표적인 것으로는 다음과 같습니다.
슬립조인트: 슬립조인트는 건물의 각 층 사이나 건물의 지반과의 연결부분에 설치되는 내진시스템으로, 지진시에 건물이 움직이면서 발생하는 열변형을 흡수하여 건물이 무너지는 것을 방지합니다.
고정식 내진기: 고정식 내진기는 스프링, 누름대 등의 부품으로 이루어진 내진시스템으로, 지진파의 충격을 감쇠시켜 건물이 안정적으로 유지되도록 합니다.
배진식 내진기: 배진식 내진기는 건물이 지진파에 의해 움직일 때 건물의 진동에 맞춰 내진기가 움직이며, 건물을 안정적으로 유지시키는 내진시스템입니다.
진동제어장치: 진동제어장치는 건물의 진동을 흡수하거나 감쇠시켜 건물이 지진시에 안정적으로 유지되도록 하는 장치입니다.
내진설계는 지진대응 설계 중 가장 중요한 부분 중 하나이며, 지진으로 인한 인명 피해와 재산 피해를 최소화하기 위해 반드시 필요한 기술입니다. 따라서 건축물 설계 시에 내진설계를 고려하여 건물의 안전성을 높일 필요가 있습니다.
내진설계는 건축물이 지진이나 강풍 등의 자연재해로부터 안전하게 보호되도록 하는 것입니다. 내진설계는 건축물의 구조물이 지진 등의 충격에 대처할 수 있도록 설계하는 것으로, 지진이나 강풍 등으로 인한 충격이 건축물의 안전성에 영향을 미치는 것을 최소화하기 위해 시행됩니다.
내진설계는 여러 가지 방법으로 수행될 수 있습니다. 대표적인 방법으로는 다음과 같은 것들이 있습니다.
강한 지반을 이용한 내진설계
지반의 토양 조성과 지반의 지진에 대한 반응성을 고려하여 건축물의 지반에 강도 높은 구조물을 설치하여 지진에 대응하는 방법입니다.
외벽 내진벽 설치
건축물의 외벽에 내진벽을 설치하여 지진에 대응하는 방법입니다. 내진벽은 강철 또는 철근콘크리트로 이루어져 있으며, 외벽에 철망을 설치하여 내진벽과 외벽을 연결합니다.
슬라브 기초 설치
건축물의 바닥 부분에 슬라브 기초를 설치하여 지진에 대응하는 방법입니다. 슬라브 기초는 철근콘크리트로 이루어져 있으며, 지반과 건축물을 연결하여 지진의 충격을 분산시킵니다.
내진용 부재 사용
건축물의 주요 부재에 내진용 부재를 사용하여 지진에 대응하는 방법입니다. 내진용 부재는 강철 또는 철근콘크리트로 이루어져 있으며, 건축물의 구조물에서 지진 충격을 분산시키는 역할을 합니다.
단면 강화 설계
건축물의 구조물의 단면에 강화재를 사용하여 지진에 대응하는 방법입니다. 단면 강화 설계는 건축물의 구조물에 추가적인 강도를 부여하여 지진 충격을 분산시키는 역할을 합니다.
이러한 내진설계 방법들은 지역의 지질적 조건, 건축물의 크기 및 형태,건축물의 사용 목적 등에 따라 적용되는 방법이 달라질 수 있습니다. 또한, 내진설계는 국가별, 지역별 건축기준 및 지진 대응 규정에 따라 다르게 적용될 수 있습니다.
내진설계를 하기 위해서는 지진에 대한 예측, 각 건축물의 무게 분포와 힘의 계산, 그리고 건축물의 지지 기초 등의 다양한 요인을 고려해야 합니다. 이를 위해 다양한 시뮬레이션 기술을 이용하여 건축물의 내진성을 예측하는 경우도 있습니다.
최근에는 지진 대응을 위한 기술 발전과 함께, 건축물의 내진성을 높이기 위한 기술들도 계속 발전하고 있습니다. 예를 들어, 철근콘크리트의 강도를 높이기 위해 철사나 카본섬유 등을 첨가하여 내진성을 높이는 방법이 있으며, 또한 지진 발생 시 건축물이 고층 건물인 경우, 진동을 줄이기 위한 진동제어 장치를 설치하는 기술도 개발되고 있습니다.
따라서, 내진설계는 건축물의 안전성을 보장하기 위한 매우 중요한 기술이며, 지진 발생 시에도 건축물이 안전하게 유지되도록 하는 것이 매우 중요합니다.
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.
내진 : 지진에 대하여 구조적으로 저항한다는 의미 입니다.
내진구조 : 코어선행공법, 아웃리거시스템, 튜브시스템
전단벽 구조 CFT공법 등 구조체의 강성을 높여 지진에 저항하는 구조설계
면진 : 지진이 발생하였을때 회피한다는 의미 입니다.
면진구조 : 특수고무 절연체와 같은 재료를 지반과 구조체 사이에 설치하여 구조물이 지진에 대한 피해를 회피하도록 설계한 방식
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.
일반적으로 건축물의 내진 설계에는 수직진동과 수평진동을 억제하는 두 가지 방법이 사용됩니다. 수직진동은 건물의 무게와 구조체적 특성에 의해 발생하며, 수평진동은 지진 등의 원인에 의해 발생합니다.
먼저 수직진동을 억제하기 위해 일반적으로 건축물의 아래층에는 강철로 된 구조물을 설치합니다. 이 구조물은 지진이 발생했을 때, 지면의 움직임을 건물의 전체 높이까지 전달시키지 않고, 건물의 아래층에서 지면으로부터의 충격을 흡수하는 역할을 합니다. 또한, 지하층에서는 지하에 있는 토양에 박힌 기둥들을 이용하여 지진의 충격을 흡수합니다.
수평진동을 억제하기 위해서는 건축물의 중앙에 배치된 강철로 된 특수한 기둥과 그 주변에 설치된 강철로 된 보를 이용하여 건물 전체를 특정한 방향으로 흔들리게 합니다. 이러한 방법을 일반적으로 진동제어라고 합니다.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
보통 세가지로 구분합니다.
첫번째는 매우 단순하게 튼튼하게 건물을 짓는 것입니다. 단순해 보이지만 건축물 내부에 철근 콘크리트의 내진벽과 같은 부재를 설치해 강한 흔들림에도 붕괴되지 않도록 하는 것입니다.
두번째는 면진구조방식입니다. 면진구조는 지진으로 발생하는 진동의 주기를 길게 변화시켜 건축물이 받는 에너지를 줄이는 원리로, 건축물과 지반을 격리시키는 것입니다. 주로 지반에 고무와 같은 부드러운 물질이나 구슬 형태의 구조물 등을 두고 그 위에 건축물을 올리는 방식을 사용합니다.
세던째는 제진구조입니다. 제진구조는 지진의 힘과 반대되는 힘을 만들어 상쇄하는 것으로 지진으로 인해 전달되는 진동을 감지하고 그에 따라 대응하는 힘 또는 진동을 발생시켜 구조물로 전달되는 진동을 저감시키거나 구조물의 강성, 감쇠등을 제어해 피해를 줄이는 것입니다.
안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.
내진 : 지진에 대하여 구조적으로 저항한다는 의미 입니다.
내진구조 : 코어선행공법, 아웃리거시스템, 튜브시스템
안녕하세요. 과학전문가입니다.
내진 설계에 사용되는 기본 방법 중 하나는 베이스 격리로, 고무나 스프링과 같은 재료를 사용하여 건물을 지면에서 분리하는 것입니다. 이것은 지진파의 에너지를 흡수하고 건물이 손상되는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다.또 다른 방법은 지진파의 에너지를 흡수하고 소멸시키는 데 도움이 될 수 있는 감쇠 시스템을 사용하는 것입니다. 이는 점성 유체, 마찰재 또는 동조 질량 댐퍼를 사용하는 것과 같은 다양한 수단을 통해 달성할 수 있습니다.
