[내진설계 / 내진,면진,제진]

내진설계 / 내진, 면진, 제진

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지진에 대비하는 구조방식에는 많이 알려진 내진구조외에도 면진(免震)구조와 제진(制震)구조가 있습니다.

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내진(耐震)

내진구조는 지진으로부터 건물의 피해를 줄일 수 있는 구조라는 포괄적인 개념과 면진구조와 제진구조와 구분되는 독립적인 의미도 가지고 있습니다.

즉, 내진은 면진과 제진의 개념을 포함하고 있다고도 볼 수 있으나, 구체적인 의미로 구분하여 볼 때, 내진은 지진력을 구조물의 내력으로 감당해내자는 개념이고, 면진은 지진력의 전달을 줄이자는 개념이며 제진은 지진력에 맞대응을 하자는 능동적개념 입니다.

내진이란 구조물을 아주 튼튼하게 지어서 지진의 지진력이 작용해도 구조내력에 의해 대항하게 하겠다는 개념입니다. 구조물을 튼튼하게 짓는다는 것은 곧 구조물을 구성하는 부재의 강도 및 인성 등 부재력을 크게 한다는 것입니다.

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면진(免震)

면진의 개념은 지진격리 또는 지반분리, 기초분리 등으로 해석될 수 있습니다. 구조물이 지반에서 떨어져 있다면 지진력이 전달되지 않으나 수직하중을 받는 구조물이 떠있게 할 수는 없습니다. 면진은 지반에서 발생하는 지진력이 구조물로 제대로 전달되지 않도록 구조적으로 격리시키는 것입니다.

진동수(고유주기)가 같거나 유사한 물체들은 공진현상을 일으키게 되는데, 지진력은 공진현상에 따라 쉽게 구조물을 뒤흔들어 피해를 주게 됩니다. 구조물의 고유주기를 인위적으로 길게 하여 지진과 구조물과의 공진을 막아 지진력이 구조물에 상대적으로 약하게 전달되도록 하는 것이 면진구조의 개념입니다.

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제진(制震)

제진이란 구조물의 내부나 외부에서 구조물의 진동에 대응한 제어력을 가하여 구조물의 진동을 저감시키거나, 구조물의 강성이나 감쇠 등을 입력진동의 특성에 따라 순간적으로 변화시켜 구조물을 제어하는 개념입니다.

즉, 구조물에 입력되는 지반진동과 구조물의 응답을 계산하여 이와 반대되는 방향의 제어력을 인위적으로 구조물에 가하거나, 입력되는 진동의 주기성분을 즉각적으로 분석하여 공진을 피할 수 있도록 구조물의 진동특성을 바꾸는 것입니다.

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면진구조 사례

우리나라 최초의 면진시스템이 설치된 건물로는 분양가와 분양평수에서 주목을 끌었던 서울 서초구 서초동에 지어진 T하우스로 알려져 있습니다.

일본의 설계기술, 장치를 도입하여 실제 시공에 적용한 사례라고 하는데, 리히터규모 7.0 이상의 강진에도 견딜 수 있다고 합니다.
면진구조에 대한 국내의 실제 적용사례가 없고 관련기준이 없어 건축허가당시 상당한 논란이 있었다고 합니다.

이 빌라에 적용된 면진장치는 적층고무시스템이었다고 합니다. 고무는 유연성(flexibility)과 큰 변형에도 견딜 수 있는 특성 때문에 면진장치에 효과적인 재료라고 합니다. 적층고무시스템에는 천연고무와 네오프린과 같은 합성고무 등 여러종류의 고무가 사용된다고 하며, 적층고무시스템에 사용되는 고무를 고감쇠고무(High Damping Rubber : HDR)라고 합니다.

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