내진설계의 과학적 원리가 궁금합니다.

Question

안녕하세요? 우리나라는 다른나라와 달리 지진이 빈번하게 발생하진 않지만 그래도 경주, 포항지진 사례를 보듯이 강진이 발생할때도 있잖아요.

지진 때문에 신축 건물에는 내진설계를 꼭 하는걸로 알고 있는데 내진설계의 과학적 원리가 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

내진설계는 건물이나 다리를 오히려 흔들리게하여 설계합니다.

좌우진동이나 상하진동에 의해 건물이 움직일때 건물상부도 함께 움직이게되면 건물에 휨 응력이 더 적게 걸리기때문입니다.

Answer 2

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.

지진으로 인해 전달되는 진동을 감지하고 그에 따라 대응하는 힘 또는 진동을 발생시켜 구조물로 전달되는 진동을 저감시키거나 구조물의 강성, 감쇠등을 제어해 피해를 줄이는 것이다.

Answer 3

내진 설계는 지진에 의한 진동을 저감시키는 것이 목적입니다.

따라서 지진으로 전달되는 진동을 감지하는 설계가 필요합니다.

그리고 이 지진에 대해 대항하는 진동을 발생시켜 진동을 저감시킵니다.

Answer 4

안녕하세요. 과학전문가입니다.

가장 기본적인 것은 진동에의한 충격으로 망가지는 것을 방지하는 것입니다.

방법적으론,

1. 고무와 같이 충격을 흡수할 수 있는 재질을 깔아주거나

2. 뼈대가 단단하게 고정되어있기보다는 어느정도 흔들림에 같이 움직여주면서 진동에 대한 힘을 줄여 부서지거나하는 것을 막아주거나

3. 구조물 자체가 버티는 하중을 늘려줄 수 있는 건축물 설계를 하거나

등등입니다.

1, 2번의 경우에는 고무, 유압식 실린더 등을 건물 하부나 모서리쪽에 깔아 충격이 몰리는 곳에서 충격을 분산시켜주고, 이에 따라 지진의 충격을 해소하는 방법이지요.

3번의 경우에는 구조물 자체가 와르르 무너지지 않도록 기둥과 벽면의 곡선 설계 등을 통해 같은 양의 건축자재를 쓰더라도 구조적으로 더 단단하게 만드는 것입니다.