학문
고층 건물의 내진 설계가 진동을 흡수하고 붕괴를 막는 방식은?
안녕하세요. 토목공학에서 고층 구조물은 지진 시 공진 현상을 겪기 쉽다고 하는데, 이를 제어하기 위해 사용되는 감쇠 장치와 설계의 원리에 대해서 궁금합니다.
2개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 황성원 전문가입니다.
고층 구조물은 지진파의 진동 주기와 건물 고유 주기가 일치할 때 공진 현상이 발생해 큰 피해를 입을 수 있습니다.
이를 제어하기 위해 구조물에는 다양한 감쇠 장치가 사용됩니다. 대표적으로는 질량 감쇠기(TMD), 점성 감쇠기,
마찰 감쇠기 등이 있습니다. 이러한 장치는 진동 에너지를 흡수하거나 분산시켜 구조물의 흔들림을 줄이며 설계 시
구조물의 고유 진동수를 분석하여 감쇠 장치가 가장 효율적으로 작동할 수 있도록 배치합니다.
안녕하세요. 임경희 전문가입니다.
지진 시 고층 구조물의 공진현상을 제어하기 위해서 TMD(동조질량댐퍼), 마찰댐퍼, 강재댐퍼, 점성댐퍼, 점탄성댐퍼 등으로 고층구조물의 진동에너지를 흡수하고 흔들림을 줄이기 위해 각 건물에 맞게 설계를 하여 감쇠장치를 사용하고 있습니다.
이러한 설계원리는 공진을 제어를 위해 감쇠장치로 진동을 흡수 및 상쇄하고 구조물이 지진에너지를 효과적으로 흡수 할 수 있도록 유연성을 확보할 수 있도록 합니다. 그리고 구조적 설계에서 지진 하중을 분산시켜 진동수를 조절하고 내진설계 기준을 적용하여 공진으로 붕괴위험을 줄이는것 뿐만아니라 집중적인 손상을 방지할 수 있습니다.