높은 건축물들은 어떻게 만들어지는건가요?
높은 건축물들은 어떻게 지어질 수가 있는건가요?
백층이 넘는 건물들은 어떻게 만들어지길래 태풍이와도 쓰러지지 않고 견딜 수가 있는건가요?
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
높은 건축물들은 여러 가지 기술과 과학적 지식을 바탕으로 지어집니다. 먼저 건물의 기초부터 시작해서 지붕까지 모든 부분이 강력하고 견고하게 설계되어야 합니다. 이를 위해 건축가와 구조 설계자들이 함께 협력하여 건물의 안정성을 보장하는 구조를 설계합니다.
그리고 건물의 높이가 높아질수록 바람이나 지진 등의 자연재해에 대한 저항력도 높여야 합니다. 이를 위해 건물의 외벽에는 강철이나 콘크리트 등의 강력한 재료를 사용하고 건물 내부에는 강철 구조물을 설치하여 건물 전체를 더욱 견고하게 만듭니다.
그리고 건물의 안정성을 유지하기 위해 건물 내부에는 다양한 시스템이 설치됩니다. 예를 들어 태풍이나 지진 발생 시 건물의 흔들림을 최소화하기 위해 진동 감지 센서와 진동 제어 장치가 설치되어 있습니다. 그리고 바람이 건물을 불어넘어가지 못하도록 바람을 차단하는 기술도 사용됩니다.
건물의 안전성을 유지하기 위해 정기적인 점검과 유지보수가 필요합니다. 건물의 구조나 재료 등이 변화하거나 손상되는 경우 적절한 조치를 취하여 건물의 안전성을 유지할 수 있도록 노력해야 합니다. 이를 통해 태풍이나 지진과 같은 자연재해에도 견딜 수 있도록 만들어집니다. 감사합니다.
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만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.
내진설계라는 말을 들어본 적 있을 겁니다. 보통 지진에 대한 내구성을 계산한 구조설계로 생각하는데, 실제 지진만 고려하는 것이 아니라 바람, 눈, 건축물의 무게, 용도에 따른 적재물이나 장시간 머무르는 사람들의 무게 등을 다 고려하여 구조체의 형태 및 부재의 상세 설계를 하는 것입니다. 이때 철근콘크리트구조의 경우 철근 길이가 한정되어 있기 때문에 얼마나 겹쳐서 이어나갈 것인지, 각 구조체 간의 정착은 어떻게 할 것인지도 정합니다. 초고층 건축물의 경우 최하층 구조체의 사이즈는 얼마나 커야 하는지, 철근은 몇 개가 들어가는지 등도 계산합니다. 그래서 낮은층의 기둥은 굵고, 철근이 많지만 상부로 올라갈수록 하부에 비해 가늘고 철근의 수도 줄어들게 됩니다. 상부층의 하중을 줄이면서 합리적인 구조체를 만들기 위한 것입니다. 하부는 지반에 고정되어 상부의 흔들림이 있을 때 더 큰 힘을 받으며 버텨야 합니다. 이때 상부가 무거워지면 더 큰 힘이 작용하므로 건축물의 자체 하중을 줄이면서 불필요한 자재 사용량을 줄이는 것입니다. 그 외에도 상부의 흔들림을 대신 흡수하여 줄 설비를 갖추기도 하고, 상부로 갈수록 면적을 줄여서 하부는 넓게, 상부는 좁게 만들어서 더욱 안정적인 형태가 되도록 합니다.
건물을 이용하는 사람들의 안전을 위해서 면적이 넓을수록, 높이가 높을수록 더욱 구조계산기준이 엄격해집니다. 위에 다 설명하지 못한 다양한 부분까지 계산하고 건축합니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
고층 건물이 바람에 견디게 만들 수 있는 과학적 이유는 주로 다음과 같습니다
1. 강화된 구조물: 고층 건물은 강화된 철근 콘크리트나 강철 구조물로 만들어져 있어 바람에 견디기 적합합니다.
2. 공학적 설계: 건축물의 형태, 각도, 재료 등이 바람의 압력을 효과적으로 분산시키는 공학적 설계가 적용되어 있습니다.
3. 바람 풍력에 대한 고려: 건물 주변의 환경과 바람의 풍향, 세기 등을 고려하여 건물을 설계하고 건축하는 것이 중요합니다.
4. 모델링과 시뮬레이션: 바람에 대한 모델링과 시뮬레이션을 통해 건물이 바람에 견디는 상황을 사전에 예측하고 대비할 수 있습니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
높은 건축물 특히 백층이 넘는
고층 건축물은 단순히
높이만 높을 뿐 아니라 안전과
견고함을 고려하여 섬세하게 설계되고 건설됩니다.
고층 건축물의 안전은
구조 설계에 달려 있습니다.
건축물의 높이 바람 지진 등의 하중을
견딜 수 있도록 철근 콘크리트 강철 특수 재료 등을
사용하여 구조물을 설계합니다.
초고층 구조 시스템 강성 구조
강연성 구조 튜브 구조
아웃리거 시스템 등 다양한 시스템을
사용하여 안정성을 확보합니다.
기둥 보 벽 바닥판 등 각 부재를
최적화하여 하중을 효율
적으로 분산시킵니다.
고강도 콘크리트 고강도 강철
특수 합금 등 강도가 높고
내구성이 뛰어난 재료를 사용합니다.
최근에는 탄소 섬유 탄소섬유 강화 플라스틱
등 경량하면서 강도가 높은 신소재가
개발되고 활용되고 있습니다.
건축물의 구조 안전을 위해
정밀한 시공 기술이 요구됩니다.
건물의 안정성을 확보하기 위해
깊은 기초를 튼튼하게 시공합니다.
크레인 리프트 헬리콥터 등을 활용하여
안전하게 건물을 조립합니다.
태풍과 같은 강풍에 대비하여
풍진 감지 시스템을 설치하여 건물의
흔들림을 실시간으로 모니터링하고
제어합니다.
액티브 텐던 시스템 튜닝드 액티브
마스 댐퍼 등을 사용하여 진동을 최소화합니다.
화재 발생 시 신속하게 진압하고
인명 피해를 최소화할 수 있도록
방화 시스템을 설치합니다.
건축물의 안전을 유지하기 위해
정기적인 점검 및 유지 관리가 필수적입니다.
노후화된 부재를 교체하고 구조 안전에
문제가 발생하지 않도록 보수합니다.
높은 건축물은 첨단 기술과 과학적 설계
엄격한 시공 안전 시스템 지속적인 관리를
통해 안전하고 견고하게 건설됩니다.
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만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
높은 건축물들은 고강도 콘크리트, 철골 구조, 첨단 기술의 조합으로 안전하게 지어집니다.
고강도 콘크리트는 일반 콘크리트보다 훨씬 강하고 내구성이 뛰어나 높은 건물을 지탱하는 데 필수적입니다. 철골 구조는 건물의 골격 역할을 하여 무게를 지탱하고 횡력에 저항합니다.
첨단 기술 또한 중요한 역할을 합니다. 컴퓨터 시뮬레이션은 건물 설계 단계에서 구조적 안정성을 분석하고 최적화하는 데 사용됩니다. 건설 과정에서도 GPS, 레이저, 센서 등이 정밀한 작업을 가능하게 합니다.
이러한 요소들이 결합되어 백층이 넘는 건물도 태풍과 같은 강력한 자연재해에도 견딜 수 있는 강도를 갖추게 됩니다.
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초고층 빌딩의 특징
이런 초고층 빌딩들은 보통 곡선의 형태를 가지고 있 거나 위쪽에 바람구멍이 있는 경우가 있는데요. 초고 층 빌딩의 가장 큰 적인 바람을 피하기 위해 만들어 진 형태입니다. 바람은 고도가 높을수록 더욱 세지는 특징이 있는데요. 지면에서는 약한 바람이 부는 상태 일 때도 100층 높이에서는 초속 18m의 바람이 몰 아치게 된다고 합니다. 때문에 높은 건물일수록 바람 에 의해 흔들리는 현상을 보입니다. 건물에 부딪힌 바람은 건물 옆으로 빠져나가면서 소용돌이를 일으 키게 되고, 건물을 잡아당기는 것과 같은 효과를 만 들어 더욱 강하게 흔들리게 만드는데요. 이런 현상을 막기 위해 초고층 빌딩을 설계할 때는 내풍 설계를 가장 최우선에 둔다고 합니다.
그리고 하중을 분산시키기 위해서 높은 곳일 수록 뾰족해 집니다. 그리고 하중을 견기디 위해서 콘크리트 및 내징 철근의 양이 달라집니디. 건축공학적 기술이 필요합니다.
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