건축응용 내진 면진제진구조
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구조물을 아주 튼튼하게 건설하여 지진이 발생하여 구조물에 지진력이 작용하면 이 지진력 에 대항하여 맞서 버텨서 구조물이 감당을 해내겠다는 개념입니다.
즉 구조물에 작용하는 지진력을 부재의 강도 및 인성 등 부재력을 크게 하여 지진력에 대항 하고자 하는 것으로 영어로는 Earthquake-Resistance 정도로 될 수 있겠고 내진설계는 그 냥 단순히 Seismic Design이라고도 합니다.
2. 면진구조
지진동의 특성을 이용하여 구조물의 고유주기를 지진의 탁월주기(卓越週期, Predominant Period) 대역과 어긋나게 함으로써-지진과 구조물과의 공진(共振, Resonance)을 피하게 함 으로써-지진력이 구조물에 상대적으로 약하게 전달되도록 한, 즉 구조물의 고유주기를 인위 적으로 길게하여 지진의 강주기 대역을 벗어나도록 설계된 구조물입니다.
3. 제진구조
외부에서 오는 진동과 이에 따른 구조물의 진동을 감지하는 기능을 구조물 자체에서 갖추고 구조물의 내부나 외부에서 구조물의 진동에 대응한 제어력을 가하여 구조물의 진동을 저감 시키는 방법과, 구조물의 내부나 외부에서 강제적인 제어력을 가하지는 않으나 구조물의 강 성이나 감쇠 등을 입력진동의 특성에 따라 순간적으로 변화시켜 구조물을 제어하는 방법이 있습니다. 전자는 구조물에 입력되는 지반진동과 구조물의 응답을 계산하여 이와 반대되는 방향의 제어력을 인위적으로 구조물에 가함으로서 진동자체를 저감시키는 방법이고, 후자는 입력되는 진동의 주기성분을 즉각적으로 분석하여 이와 공진을 피할 수 있도록 구조물의 진 동특성을 바꾸는 방법입니다.
예를 들자면 버스를 타고 가다 차가 흔들려 진동을 느끼게 될 때, 버스 안에 있는 노인들은 손잡이를 붙잡지만, 젊은 사람들은 자기의 두발로 버팀으로써 몸의 균형을 유지하고자 합니 다. 이러한 몸의 균형을 유지하는 현상을 구조물에 적용하면, 나이든 사람이 주위의 물체에 의지하여 몸의 균형을 유지하듯이 구조물 내에 보조적인 부재를 설치하여 지진에 견딜 수 있게 하는 구조물이 내진구조물이며, 젊은 사람들이 두발로 힘을 조절하여 버틸 수 있는 것 처럼 구조물 자체에서 구조물의 진동과 반대되는 방향으로 인위적인 힘을 가하여 진동을 제 어하는 설비를 갖춘 구조물이 제진구조물입니다. 그러나 이러한 제진의 방법들은 이론적으 로는 가능하나 실제 구조물에서는 대형컴퓨터에 의한 계산상의 조그만 착오로 인해서도 오 히려 구조물을 파괴하는 방향으로 가력할 수도 있는 위험성과 언제 발생할지도 모르는 지진 에 대비하여 항상 설비를 유지보수 하여야 하는 단점이 있습니다. 또한 건물 자체에서 대형 컴퓨터를 보유하여야 하고 여러 가지 계측기기들을 갖추어야 하므로 경제적인 면에서도 소 형구조물에서는 아직까지 일반화할 수 있는 방법이라고 볼 수 없으나, 최근에 구조물이 대 형화되고, 신기술이 점차 발전됨에 따라 실용화되는 단계에 이르렀습니다.
내진,면진, 제진의 개념에 대해 한 마리도 비교를 한다면, 내진은 지진으로부터 구조물을 보호하는 가장 광의의 개념이며 협의의 개념으로는 구조물을 지진력에 대항할 만큼 튼튼하게 건설하는 것이고, 면진은 지진에 대항하지 않고 지진을 피하고자 하는 수동적인 개념, 하지만 상당히 경제적이며 내진여유도를 가지는 개념이라고 할 수 있으며, 제진이란 효율적으로 지진에 대항하여 지진에 의한 피해를 극복하고자 하는 능동적인 개념이라고 할 수 있습니다.
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