안녕하세요 김도현 전문가입니다.
토목공학
Q. 토목공학에서 구조물이란 무엇을 의미하며 설계 시 고려해야 할 요소는 무엇인가요??
안녕하세요. 김도현 전문가입니다.굉장히 원초적이면서도 광범위하며, 구조개념의 근간이 되는 심오한 질문입니다. 그래서 더 잘 답변드리고 싶은 질문입니다.구조물별로 설명하면 한 해 강의는 족히 되기때문에 한가지 키워드로 정의드립니다.바로 '하중'댐과 하천보는 물을 막고있고(유체하중), 교량은 주로 차들이 쉴새없이 다닙니다(활하중). 초고층 건축물은 1층과 꼭대기층의 횡하중 양상이 매우 다릅니다(풍하중, 지진하중).이러한 하중에 대하여 구조물이 안전하게 서 있을 수 있는 능력을 가지는가, 이것이 건축,토목 구조공학의 역할입니다(허용응력설계,한계상태설계).고인이 되신 이선균씨가 출연했던 '나의 아저씨'에서 했던 대사 '건축은 외력과 내력의 싸움이다' 가 이를 함축하고 있는 좋은 설명이라고 생각합니다. 비전문가도 이해할 수 있는 전문적이면서 세련된 표현이었습니다.이상입니다.
토목공학
Q. 아파트는 어떻게 고층까지 지을 수 있나요?
안녕하세요. 김도현 전문가입니다.초고층 건물을 시공하기 위한 장비들은 세부적으로 종류를 나열하기보다 개념적으로1.콘크리트를 목표품질을 만족시키면서 타설층까지 도달하도록 하는 압송시스템2.높은 층까지 자재를 운반하는 단계적 양중시스템(크레인류, 초고속 리프트카 등)여기에 다양한 시공관리기법이 적용됩니다.그리고 무엇보다 초고층건물이 가능하도록 만들어주는 것은 풍하중과 지진하중에 대한 구조해석입니다.이상입니다.
토목공학
Q. 아파트 지하주차장을 파내고 외벽방수를 하려면 기간이 얼마나 걸릴까요?
안녕하세요. 김도현 전문가입니다.[질문1] 근본적인 해결을 위해 지하주차장을 파내고 외벽방수를 해야할 것 같은데 기간이 얼마나 소요될까요?지하주차장 외벽은 통상 전면방수를 하지 않습니다. 외벽방수를 꼭 하겠다면 말릴 수는 없지만 비용이 엄청나게 들것이며 이에 반해 효과는 몇년 후 다시 어디에선가 누수가 발생할 것입니다.[질문2] 이 문제가 지하주차장 외벽방수 시공으로 해결 가능한 문제인가요?위의 답변과 같이 해결이 어렵습니다.참고로 독일의 경우에는 콘크리트 구체 자체를 방수층으로 밀실한 콘크리트를 타설하는 것을 원칙으로 하고 있습니다.우리나라 수준은 아직입니다.[질문3] 물을 이렇게 많이 만난 콘크리트의 강도에 문제는 없는지도 궁금합니다. (지하 시공 당시 아파트 지하가 물에 잠겨 있는 드론 촬영 영상이 있습니다.)콘크리트에 물이 새면 콘크리트 자체의 강도보다는 철근의 부식으로 인하여 피복이 떨어져나가고 결국 콘크리트의 내구성을 저하시킵니다. 주입 등의 보강조치가 필요합니다.이상입니다.
지구과학·천문우주
Q. 지금 현재 과학기술로 영화에 나오는 해저도시 건설이 가능한가요?
안녕하세요. 김도현 과학전문가입니다.결론부터 말씀드리면 충분히 가능은 합니다. 현재 수중건설기술로 보았을 때 수중에 건축물을 축조하는 것은 충분히 가능합니다(콘크리트 구조 기준).또한 질문자님께서 상상하시는 유리막으로 된 해저도시 또한 충분히 축조가 가능하리라 생각합니다.문제는 '자본'과 그에 따른 '효용'의 문제일 뿐입니다.아직도 넓디 넓은 내륙을 놔두고 구지 해저터널을 건설하는 데에는 그만한 타당성이 있어야 하기 때문입니다.한마디로 무지막지한 천문학적인 비용이 소요될 건설에 타당성이 없기 때문에 아직 하고 있지 않을 뿐이라 생각하시면 되겠습니다.정말 육지가 더이상 못 살 정도가 되면 고려하지 않을까 예상해봅니다.
지구과학·천문우주
Q. 원자력 발전소가 지진에 얼마나 안전한가요?
안녕하세요. 김도현 과학전문가입니다.현재 국내의 거의 모든 건축물은 내진설계가 의무화되어있습니다.특히 원전은 내진설계에 있어서 상당한 안전율을 두고 있습니다.일단 구조체 콘크리트가 원자력발전소 차폐용으로 따로 규정을 하고 있습니다.또한 원전 내에 설치되는 수많은 설비들 역시 비구조요소로서 상당한 안전율을 가집니다.따라서, 몇백년에 한번 있을까 말까한 강진에도 안정적으로 버틸 수 있다고 이해하시면될것 같습니다.
지구과학·천문우주
Q. 땅 꺼짐 현상은 왜 일어나는것인가요?
안녕하세요. 김도현 과학전문가입니다.정확하게 싱크홀을 지칭하시는건지 모르겠는데요.여러 가정이 있다는것은 어떤 분야를 막론하고 조심스럽게 접근해야만 그 현상을 보다 입체적으로 이해하고 또 오차율을 줄일 수 있기 때문이라고 이해해주시면 될거같습니다.제가 생각하기로는 전제를 두 가지로 놓고 구분하는 것이 맞을거 같습니다. 바로 싱크홀 주변 지반에 인위적인 변화가 있었냐 없었냐입니다.먼저 인위적인 변화란 건축물 기초공사, 터널공사, 상하수도, 가스공사 등입니다. 이들은 지반에 많은 진동과 침하, 그에 따른 변위를 발생시킵니다.요즘은 전기도 지하화하죠. 한국전력이 전기회사인지 토목회사인지 헷갈릴 정도로 파재끼고 있습니다. 이 모든것들이 지반에 영향을 줍니다.두번째 경우로 싱크홀 주변에 위의 변화가 없었을 때인데 이는 주기적인 크고 작은 지진에 의해 매립층에 에너지가 가해지고 점차 내부에서 변위른 일으켜 한 쪽이 무너지면서 지반 한 가운데 동공이 형성되는 것입니다. 이 또한 오랜시간 추적이 필요한 가설일 뿐 다각적인 측면에서 고민이 필요할것으로 보입니다.
지구과학·천문우주
Q. 왜 뜨거운걸 만졌을 때, 귀를 잡나요?
안녕하세요. 김도현 과학전문가입니다.다른 신체부위에 비해 손이 닿는 가장 온도가 낮은부위라 본능적으로 잡는걸로 알고 있습니다.쪼금 전문적인 단어를 쓰자면 '전도'의 원리인데 고체(손)의 열을 다른 온도가 상대적으로 낮은 고체(귀)로옮기는 과정이라고 이해하시면 쉬울거 같습니다.
토목공학
Q. 철골 구조 뼈대는 왜 H형태 인가요?
안녕하세요. 김도현 과학전문가입니다.간단히 요약하자면 단면의 효율화에 그 목적이 있습니다.휨, 인장 등의 힘은 플랜지가 받도록 하고 압축, 전단과 같은 힘은 웨브가 받는데 정사각 단면에 비해효율적이므로 경량화 할 수 있고 대공간을 연출할 수 있는 것입니다.접합부 문제, 화재에 의한 내화성의 단점이 존재하지만 이들을 마감재 등의 기법으로 해결하면서까지 쓰는데는경제성과 효율이 그만큼 크다고 이해하시면 편할 것 같습니다.H형강 이 외에도 그 형태는 많이 존재합니다. 대표적으로 CFT 라고, 원형 또는 사각 관에 콘크리트를 부어넣어서 부재를 완성하는 방법이 있습니다.
기계공학
Q. 엘레베이터에서 추락할때 손잡이를 잡아도 사망하나요?
안녕하세요. 김도현 과학전문가입니다.엘레베이터 추락 시 엘레베에터 카와 탑승자가 이론 상 동시에 떨어지기 때문에 손잡이를 잡고 있는것과 관계없이 같은 충격을 받게 됩니다.즉, F=ma=mg 이기 때문에 떨어지는 속도는 질량과는 관계가 없습니다.좀 더 자세히...1/2*m1(엘레베이터)*v1(엘레베이터 속도)^2 = m1*g*h ---> v1=(2*g*h)^0.51/2*m2(탑승자)*v2(탑승자 속도)^2 = m2*g*h ---> v2=(2*g*h)^0.5 (같은 결과)질량과 속도가 무관하므로 같이 추락하게 되고, 위에 설명드렸듯 엘리베이터와 사람은 같은 속도로 떨어지기때문에에 바닥에 곧바로 추락한 것과 똑같은 충격을 탑승자가 받게 되는 것입니다.
생물·생명
Q. 아빠는 A형 엄마는 B형인데 O형인 아이가 태어나는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 김도현 과학전문가입니다.혈액형은 각각 두 혈액형의 조합으로 이루어집니다.AA AO BB BO OO AB여기서 AO, BO형은 우성인 A,B형으로 나타나구요. 이 A형과 B형 사이 또는 같은 A형끼리, B형 끼리 자녀를 가졌는데 자녀가 O형이라면 그 둘은 반드시 AO, BO형이 되는 것입니다.