34m 높이의 건물이 지진 100번을 견딜 수 있는데, 비결은 어디에 있을까?

이에 따라 캘리포니아 대학교 샌디에이고(미국)와 톨우드 프로젝트(TallWood Project) 전문가들은 34미터 높이의 목조 건물에 대한 시험을 수행했습니다. 구체적으로, 이 건물은 진동대에서 모의된 지진을 견딜 수 있는지 시험하기 위해 유압 액추에이터를 사용하여 강철 받침대를 밀어 움직이는 실험을 진행했습니다.

톨우드(TallWood)는 나무를 여러 겹 접착하여 만든 매스팀버(mass timber)로 만든 고층 건물의 내진 성능을 시험하는 독특한 프로젝트입니다. 실제로 전문가들은 매스팀버가 탄소를 많이 배출하는 강철과 콘크리트에 대한 지속 가능한 대안으로 점점 더 인기를 얻고 있다고 말합니다.

10층 목조 건물은 지난 5월 지진 시험을 거쳤다. 사진: 블룸버그

10층짜리 목조 건물은 엔지니어들이 특별히 설계했습니다. 1층과 2층, 3층 모두 대형 목재로 마감되었으며, 유리창 주변에는 주황색과 은색 패널이 둘러져 있습니다. 건물의 나머지 부분은 개방형으로 설계되었으며, 각 층에는 지진 발생 시 구조적 손상을 최소화하기 위해 전문가들이 설계한 수평 진동벽이 설치되어 있습니다.

엔지니어들은 강한 진동을 견딜 수 있도록 내부 벽과 계단통을 설계하고 건물 전체에 센서를 설치했습니다. 시험 기간 동안 한쪽에는 5층 높이의 금속 보호탑 두 개를 설치하고, 반대쪽 지면에는 케이블을 설치하여 건물이 무너질 경우 무너지는 것을 방지했습니다.

실제로 높이 34m의 목조 건물은 이미 100회 이상의 지진 시험을 거쳤지만, 시험이 끝나는 8월까지 그 횟수는 늘어날 예정입니다.

TallWood 프로젝트 설계에 참여한 미국 회사인 Lever Architecture의 설립자인 토마스 로빈슨은 " 이 건물은 5,000년 동안 지속되지 않으면 결코 겪지 못할 지진을 여러 번 겪고 있습니다. "라고 말했습니다.

10층 목조 건물의 디자인. 사진: Woodworkingnetwork

앞서 5월 9일, 전문가들은 20세기 말 두 차례의 지진 재해를 시뮬레이션하기 위해 진동대를 프로그래밍했습니다. 첫 번째는 1994년 로스앤젤레스에서 발생한 규모 6.7의 지진이었습니다. 20초 동안 지속된 이 지진은 건물과 고속도로가 붕괴되고 60명이 사망하면서 400억 달러 이상의 피해를 입혔습니다. 두 번째는 1999년 대만에서 발생한 규모 7.7의 지진이었습니다. 이 지진으로 많은 고층 건물이 파괴되었고 2,400명 이상이 사망했습니다.

10층 목조 건물은 두 차례의 대지진을 견뎌냈습니다. 전문가들은 30분간의 지진 시험을 거친 후 건물 내부로 들어갔습니다. 콜로라도 주립대학교 토목환경공학과 부교수이자 톨우드 프로젝트의 수석 연구원인 실링 페이는 벽과 3층 바닥을 모두 시험했습니다.

" 정확히 예상했던 결과입니다. 구조적 손상이 전혀 없었습니다. 즉, 건물을 신속하게 다시 사용할 수 있다는 뜻입니다 ."라고 페이 씨는 말했습니다.

전문가는 두 번의 지진을 겪은 후에도 목조 건물은 구조적 손상은 없었지만 석고보드 벽에 균열이 생겼다고 덧붙였습니다. 하지만 이는 매우 쉽게 수리할 수 있는 부분이었습니다. 게다가 10층 건물의 외벽은 지진으로 심하게 흔들렸음에도 불구하고 수평을 유지했습니다.

최소한의 수리와 정상 운영으로의 빠른 복귀는 지진으로 인한 경제적 , 사회적 비용을 크게 줄일 수 있습니다.

10층짜리 목조 건물은 지진에도 견딜 수 있도록 특별히 설계되었습니다. 사진: ABCnews

지진 시험이 완료된 후, 10층 목조 건물은 해체되어 다른 시험 구조물 건설에 사용될 예정입니다. 연구팀은 이 시험 결과가 실제 시공을 통해 강도가 입증된 초고층 목조 건물 건설을 촉진하는 데 도움이 되기를 기대합니다.

전문가들에 따르면, 내진 설계의 핵심은 대형 목재 외에도 이동식 벽체입니다. 진동하는 테이블을 지반에 고정하는 철골 보 기초를 사용하여 영구적으로 건설하는 대신, 이 특수 유형의 벽은 기초 위에 위치하여 구조물 전체를 따라 철근으로 고정됩니다.

이 경우 철근은 고무줄처럼 작용하여 벽을 제자리에 고정하고 유연성을 제공합니다. 따라서 지진이 발생하면 벽이 흔들리고 심지어 기초에서 떨어져 나가지만, 철근은 벽이 너무 많이 움직이지 않도록 방지합니다. 이 설계는 지진 발생 후 구조물이 붕괴되거나 수리가 어려워질 수 있는 구조적 손상으로부터 건물을 보호하기 위해 많은 움직임을 견딜 수 있습니다.

(출처: 베트남 여성)

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원천: https://vtc.vn/toa-nha-cao-34-m-co-the-chiu-duoc-100-tran-dong-dat-bi-mat-nam-o-dau-ar798707.html