피사의 사탑이 기울어진 이유와 버틸수 있는 원리
피사의 사탑이 기울어져 있는데 ,
이게 원래 설계 자체를 저렇게 하진 않았을거 같은데 , 왜 기울어지게 되었는지 궁금합니다.
그리고 버틸수 있는 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.
피사의 사탑이 기울어진 이유는 지반의 한쪽이 침강 즉, 가라앉았기 때문입니다. 이런 일은 피사의 사탑
의 건설과정에서부터 진행되어 탑을 똑바로 세우려고 많은 노력을 기울려서 실제 피사의 사탑은 기울어지
는 쪽의 반대편으로 휘어진 형태로 만들어졌습니다. 그러나 이후 지반이 침강이 계속되었고 사탑은 점점
더 기울어 갔습니다. 이런 식으로 계속 기울어졌다면 피사의 사탑이 무너졌겠지만 지금은 기울어지는 쬭
반대편에 상당한 양의 납덩이로 지반을 눌러 지반이 더 이상 기울어지지 않도록 조취를 취해 놓은 상태입
니다. 현재는 피사의 사탑이 더 이상 기울어지지는 않습니다. 피사의 사탑이 무너지지 않은 이유는 탑을
쌓아가는 과정에서부터 발생한 문제라 똑바로 탑을 세우려는 노력과 함께 빠르게 지반이 침강하지 않아
서 다행스럽게 붕괴되지 않았습니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
피사의 사탑이 기울어진 이유는 지반의 부식과 지진 등 여러 가지 요인으로 인해 기울어진 것으로 밝혀졌습니다.
피사의 사탑은 기반부가 작고 토대가 약해서, 지반의 부식으로 인해 기울어졌습니다. 또한, 지진이 발생하면 토대가 흔들리면서 사탑이 기울어지는 것으로 알려져 있습니다.
하지만, 피사의 사탑은 기울어져 있음에도 불구하고 수십 년 동안 버틸 수 있었던 이유는 구조적인 안정성 때문입니다. 사탑의 상부와 하부가 곡선으로 이루어져 있어, 중심축을 중심으로 균형을 이루고 있으며, 사탑의 중앙 부분이 가장 높게 솟아있기 때문에 중심축이 기울어져도 쉽게 넘어지지 않습니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 박재민 과학전문가입니다.
피사의 사탑은 지반이 부드러워 무거운 하중을 견딜만큼의 단단함을 가지고 있지 않았습니다. 그래서 높은 피사의 사탑의 하중에 의해 지반이 눌려 기울어졌습니다. 그러나 피사의 사탑은 중력 중심을 신중하게 그 밑면 안쪽으로 오게 함으로써 쓰러지지 않도록 설계되었습니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.
무게중심이 건물의 내부에 있기때문입니다 이 점이 건물이 수평적 균형을 유지할 수 있도록 해주는데요. 때문에 피사의 사탑의 무게중심이 내부에 있어 5.5도 기울었음에도 버티고 서 있는 것입니다. 그렇다면 피사의 사탑이 5.5도로 기울어진 이유는 무엇일까요? 그 이유는 지반의 침하 때문입니다. 지반의 힘은 지반 구성 성분으로부터 나오는데요. 당시 공사가 시작된 15세기에는 지반조사의 기술이 없었기에 당연히 지반의 성분을 파악하기란 불가능했습니다. 이에 모래질 흙과 점토로 이루어진 지반이 수백 톤을 견디지 못한 채 계속 침하돼, 약 5.5도의 기울기를 가지게 된 것입니다.
따라서 수많은 기술자와 과학자들이 돌쌓기 및 앵커링 공법 등 다양한 지반보강작업을 통해 기울기를 막고자 했으나 실패했습니다. 이때 영국 임페리얼 대학 벌란드 교수가 나타나 더 이상의 지반침하를 막게 해주었는데요. 7년간 지반설계검토와 특수 보강공사를 시행한 결과입니다. 이때 사용된 지반보강공법은 남쪽으로 기울어지는 건물의 반대 방향에 지반을 파내어 기울기를 복원한 후, 이를 시멘트로 보강하는 것인데요. 이 공법을 통해 지반 침하를 막고 기울기가 5.5도에서 멈추게 해, 무게중심을 건물 내부로 유지할 수 있었던 것입니다. 정말 신기하지 않나요? 이에 윤길림(한국해양과학기술원 지반공학) 박사는 “1996년 최신 보강공법으로 더 이상 지반의 추가적인 침하가 일어나지 않을 것”이라며 “모래질 흙에 건물을 지으면 지반이 빠르게 침하 되지만, 피사의 사탑 지반에는 점토가 포함돼있어 침하 하는데 오래 걸리기도 했다”라고 전했습니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 양의주 과학전문가입니다.
피사의탑은 건축 결함을 볼 수 있는 대표적 예시입니다. 토대가 불완전하게 놓였고, 탑이 서 있는 땅이 특히 불안정한 지면이기 때문에 탑은 건설 초기 단계에서부터 기울어지기 시작했던 것입니다. 탑의 지반은 광물 침전물과 점토가 섞여 있는 땅으로, 아래쪽으로는 지하수가 흐르고 있어 기울어지게 되었죠.
현재는 기초를 강철 케이블로 묶어 두고 콘크리트로 보보강습니다. 그리고 탑이 기울어지는 반대편에 800톤의 납덩어리를 매달았어요. 11년 동안 공사를 하여 사탑은 조금씩 바로 세워져 19세기 초 모양과 비슷해졌습니다. 그렇기에 쓰러지지않고 유지될 수 있는 것이지요
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 박병윤 과학전문가입니다.
피사의 사탑이 기울어진 원인은 원래 해당지역이 저습지였다가 관개로 개발된 지역이라 지반이 매우 부드러웠기 때문에,
저렇게 높게 탑을 쌓았음에도 불구하고 아래로는 고작 3m밖에 파지 않아서 하중을 견디지 못했기 때문입니다.
감사합니다.
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