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[초고층 집합주택 면진·제진기술] 차에 쓰는 '오일댐퍼' 파격 적용
중·초고층 대응 제진장치
2008년 05월 29일 (목) 18:43:17 김지연 kjy@renews.co.kr

초고층 주택에서는 지진에 대한 안전 확보는 물론 일상의 강풍에 대한 대책도 중요하다. 제진기술은 지진이나 강풍으로부터 건물을 지킬 뿐만 아니라, 건물의 수명을 늘릴 수 있다. 국제 학회 등으로부터 제진분야의 높은 신뢰를 얻고 있는 가지마건설은 1985년부터 제진 기술의 실용화 연구에 착수, 일본내 적용 사례가 160건을 넘어 지난해 제진기술 적용건물가운데 24%를 차지했다.

가지마건설이 개발한 제진장치에는 중고층부터 초고층 건물에 적용하는 하이댐(HiDAM), 하니컴 댐퍼(HDS)가 있다. 여기서 댐퍼(damper)란 진동을 멈추게 하는 장치를 말한다. 또한 초고층 강풍에 의한 흔들림에 대응하는 장치로는 하이닥스(HiDAX)와 듀옥스(DUOX) 등이 있다.



중고층~초고층 제진장치

HiDAM
지진 에너지를 흡수한다

HiDAM은 건물 구조에 오일 댐퍼를 설치해 지진이나 강풍에 의한 흔들림을 흡수시키는 제진 시스템이다. 가지마는 기계나 차량 분야에서 광범위하게 사용되고 있는 오일 댐퍼에 주목해 건물에서 사용할 수 있는 제진 오일댐퍼를 개발했다. 이는 본래의 오일 댐퍼 개념을 뛰어넘는 높은 감쇠성(힘을 줄여 약화시키는 성질)과 내구성을 겸비했다.

코어 월에 장착된 버팀대(brace)의 하부와 대들보 사이에 HiDAM을 설치한다. 설치를 위한 특별한 공간이 필요없어 건물 내^외관을 해치지 않는다.

초고층 빌딩의 상층부에서도 거의 흔들림을 느끼는 일이 없어 안정감 있는 생활을 할 수 있다. 또 흔들림이 적어져 건축물의 기둥과 기둥 사이 간격을 크게 취할 수 있어 사용하기 편리한 넓은 거주 공간을 얻을 수 있다.

HiDAM의 설치로 건물이 받는 진동이 줄어들기 때문에 건물 구조를 가볍게 하는 것도 가능하다. 이는 기초에 있어서 본래 내진 구조보다 간단하게 설계할 수 있기 때문에 비용을 절감할 수 있다. 특히 높이 60~100m정도 건물을 설계할 때 경제적으로 유리하다.

아울러 
내구성이 뛰어나 시간이 지나도 품질이나 성능이 나빠지는 일은 거의 없다. 빌딩의 사용 기간 중에 조정이나 교체할 필요가 없기 때문에 점검도 필요없어 효율적이다.

하니컴 댐퍼(HDS:Honeycomb Damper System)
큰 지진에 큰 효과

하니컴 댐퍼(HDS)는 진동을 흡수하는 벌집 모양의 소형강철로 된 판이다. 이는 가지마의 독자적인 수동형 제진시스템으로, 기둥이나 대들보 등 건물구조의 몸체에 해당하는 부분에 벌집 모양의 구멍이 하니컴 댐퍼를 짜 넣는다. 흔들림에 수반하는 건물의 일그러짐을 흡수시킴으로써 건물 전체의 손상을 막을 수 있다.

하니컴 댐퍼는 건물의 규모 및 형상에 관계없이 폭넓게 적용할 수 있다. 중고층에서 고층, 초고층에 이르기까지 뛰어난 제진효과를 발휘하며 지진에 의한 흔들림을 30%정도 저감한다. 지진의 규모와 관계없이 대응이 가능하며 특히 진도 5를 넘는 큰 지진에 있어 효과적이다.

또한 하니컴 댐퍼는 설치 부위에 따라 △벽 내부에 설치되는 ‘월 댐퍼 시스템(WDS)’ △대들보안에 짜 넣는 ‘빔 댐퍼 시스템(BDS)’ △버팀대(brace)에 설치되는 ‘브레이스 댐퍼 시스템(BrDS)’ △사잇기둥 안에 위치한 ‘포스트댐퍼 시스템(PDS)’ 등 4가지로 분류된다. 대들보나 칸막이벽 등을 이용해 설치 할 수 있어 건물 외관이나 실내 공간에 전혀 영향을 주지 않는다.

 

 초고층 제진장치

 하이닥스(HiDAX:High Damping System in the Next Generation)
지능형 오일 댐퍼

HiDAX는 건물에 마이크로 컴퓨터로 제어하는 오일 댐퍼를 설치해 지진이나 강풍에 의한 흔들림을 흡수시키는 제진시스템이다. 가지마가 실용화한 건축 구조물용 오일 댐퍼 HiDAM에 마이크로컴퓨터 및 센서 등을 적용했다. 자체적으로 판단이 가능한 두뇌를 가진 최첨단 제진장치인 셈이다. 높은 지진 에너지 흡수 능력을 가지고 있어 대지진에 강하다는 이점과 미세한 흔들림에도 대응 가능하다는 이점을 갖추고 있다. ±0.1mm 근소치의 변형도 제어하며 각층마다 섬세한 관리가 가능하다. 

듀옥스(DUOX) 
이중추로 초고층 빌딩을 효과적으로 제진

진자 원리를 응용한 제진(AMD)시스템을 발전시켜 작고 가볍게 만들었으며 제진효과도 향상시켰다. 듀옥스에서 주목할 점은 이중의 추를 사용한다는 것이다. 동흡진기 위에 실린 작은 추(AMD)가 그네를 젓듯이 움직이며 동흡진기의 움직임을 제어한다. 수동형 제진장치에 비해 추의 진폭을 크게 할 수 있어 제어 효과가 높고, 하나의 장치로 양방향제어가 가능하다는 이점을 가진다. 또한 옥외에 설계해 설치가 간편하다.

 

 

 

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