63빌딩 꼭대기는 흔들리게 설계했는데 왜 그런거죠?

Question

안녕하세요? 63빌딩을 올려다 보면 바람에 흔들리는거 같더라구요. 근데 63빌딩 꼭대기는 흔들리게 설계했는데 왜 그런거죠?

똑똑한저어새12 · Accepted Answer

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.63빌딩이 바람에 흔들리는 것처럼 보이는 이유는 바람에 대한 탄력적인 설계 때문입니다. 63빌딩은 강한 바람에도 견딜 수 있도록 튜닝드 마스 댐퍼(TMD)라는 장치를 꼭대기에 설치했습니다. TMD는 건물과 반대 방향으로 움직여 진동을 상쇄하여 흔들림을 최소화합니다. 이는 마치 자동차의 서스펜션처럼 작동하여 승객들에게 불편함을 최소화하는 효과를 줍니다.따라서 63빌딩은 안전을 위해 흔들리게 설계되었으며, 실제로 흔들리는 정도는 허용 범위 내이며 안전에 문제가 없습니다.

쌈박한오릭스46 · Answer

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 초고층빌딩이 무너지지 않는 이유: 뉴턴의 운동 법칙한데, 아무리 잘 설계한다 해도 바람의 영향을 전혀 안 받을 수는 없습니다. 그럼에도 마천 루는 좀처럼 흔들리지도 무너지지도 않습니다. 이 현상을 설명하기 위해서는 뉴턴의 운동 법칙이 적용됩니다. 힘(F)과 질량(m), 흔들림 의 속도(a)의 관계를 나타낸 운동 법칙(F=ma)은 세가지가 있습니다. 첫째, 관성의 법칙. 바람이 불어도 건물은 그 자리에 있어야 합니다. 둘째, 가속도의 법칙. 바람의 속도가 빨라지면 그 힘이 세집니다. 셋째, 작용과 반작용의 법칙. 바람의 힘이 벽 전체에 작용하면 그 힘이 저항하는 반작용이 생깁니다.건물 외벽 디자인으로 바람의 영향을 줄이고, 고층으로 올라갈수록 속도가 빨라지는 바람 의 힘을 상쇄하기 위해 댐퍼(damper)를 도입했습니다. 댐퍼는 충격 완화 장치로, 일종 의 추라고 생각하면 됩니다. 바람으로 건물이 흔들릴 때 추가 반대 방향으로 움직여서 진 동을 최소화시키는 작용을 합니다. 타이베이101에는 88층과 92층 사이에 커다란 공이 놓여 있습니다. 직경 6미터, 660톤 에 달하는 강철 공이 92층에서 늘어진 4개의 로프에 매달려 87층과 88층에 자리 잡고 있 습니다. 거대한 이 공이 건물의 최대 진동치를 1/3 정도 줄여줍니다. 101층의 중심을 잡 는 댐퍼는 안전장치이자 관광객들의 포토존이기도 합니다.건물에 따라서는 꼭대기에 물을 반쯤 채운 액체 댐퍼나 물탱크를 활용하기도 합니다. 추 역할을 하는 공이나 물은 빌딩이 바람에 부딪히거나 소용돌이에 휘말려 흔들릴 때 원 위치 로 돌아가도록 돕습니다. 바람이 크게 불면 꼿꼿한 나무는 부러지지만 갈대는 바람 따라 흔들리다 다시 제자리로 돌아오는 탄성을 가진 원리와 같습니다.출처 : 서울도시건축전시관 - 100층 건물 꼭대기에서도 안 무서운 이유

이형민 전문가 · Answer

안녕하세요. 이형민 과학전문가입니다.높은건물일수록 딱딱하게 짓게 되면 바람이나 지진에 의해서 바로 무너질수가 있습니다. 따라서 흔들리게 만든다고 합니다

근면한하마253 · Answer

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.63빌딩은 높은 건물의 꼭대기가 바람을 견디기 위해 실제로 조금 진동하도록 설계되어 있습니다. 이런 설계는 다음과 같은 이유로 이루어집니다.1. 바람의 영향: 높은 건물은 바람에 노출되기 때문에 바람이 건물을 흔들 수 있습니다. 이를 고려하여 건물의 구조와 재료를 설계합니다.2. 유연한 구조: 63빌딩은 바람에 대응하기 위해 유연한 구조로 설계되었습니다. 이는 건물이 바람에 의해 약간 흔들리면서 안정성을 유지할 수 있도록 합니다.3. 안전성: 건물의 꼭대기가 조금 흔들리는 것은 안전한 설계의 일부입니다. 너무 무거운 구조로 설계하면 바람에 더 취약해질 수 있습니다. 따라서 적절한 유연성을 가진 설계가 필요합니다. 이런 설계를 통해 63빌딩은 안전하게 높은 위치에서도 바람을 견딜 수 있도록 되어 있습니다.

굉장한호돌이84 · Answer

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.63빌딜과 같은 높은 빌딩들은 고도에따라서 바람의세기를 다르게 받아 빌딩에 밴딩이일어날 수 있습니다.그래서 오히려 약간 휘어지거나 흔들릴 수 있게 설계하여 부러지지 않고 탄성적으로 대응할 수 있습니다.

울통불퉁침팬치 · Answer

안녕하세요. 박성학 과학전문가입니다.바람이 많이 부는 날 고층건물의 움직임 정도는 건물 높이의 1/200에서 1/500입니다.” 이 공식에 따르면 부르즈 할리파는 상층부가 바람에 2~4m 움직입니다. 강한바람에 견딜려고 하면 흔들리게 만들어야 무너지지 않습니다 대나무는 가늘지만 바람에 흔들리기 때문에 부러지지 않는것과 마찬가지 입니다

멋쟁이야나는 · Answer

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.건물이 일정한 정도로 흔들리면, 지진이나 강한 바람이 발생했을 때 건물이 더 안전하게 유지될 수 있습니다. 이러한 설계는 건물의 안전성을 높이고 건물이 파괴되는 것을 방지하기 위해 중요한 요소입니다

되알진개미새214 · Answer

안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.빌딩이 바람에 흔들리는 것은 고층 건물이 외부 힘에 대응하는 방식의 일부입니다높은 건축물은 바람과 지진과 같은 자연적 요인에 견딜 수 있도록 유연하게 설계되어야 합니다이는 건물이 이러한 힘에 의해 약간씩 움직이며에너지를 흡수하게 함으로써 구조적 손상을방지하기 위함입니다63빌딩의 꼭대기가 특별히 흔들릴 수 있도록설계된 이유 중 하나는 건물이 더 큰 바람하중에 효과적으로 대응할 수 있게 하기 위해서입니다이 움직임은 건물이 받는 스트레스를 분산시켜결국 전체 구조의 안전성을 향상시키는 데기여합니다대규모 구조물에서 유연성은 매우 중요한데이는 구조물이 불가피한 환경 영향으로부터보다 잘 버틸 수 있게 합니다특히 지진 국가에 위치한 건물들은 이러한설계 원칙을 매우 엄격하게 적용하고 있습니다답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다

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63빌딩 꼭대기는 흔들리게 설계했는데 왜 그런거죠?