왜 현대 고층 빌딩에는 옥상에 거대한 '진동 제어 장치(댐퍼)'가 설치되어 있나요?

Question

강풍이나 지진으로 인해 건물이 흔들릴 때, 옥상에 설치된 대형 추(댐퍼)가 물리적으로 어떤 원리를 통해 건물의 흔들림을 상쇄하고 붕괴를 막아주는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 염정흠 전문가입니다.

고층건축물은 외부 하중을 그냥 버티는 것이 아니라 어느 정도 유연하게 움직이며 버팁니다. 그 흔들림이 구조체의 강도를 넘어설 경우 파괴될 수 있습니다. 구조체를 무작정 튼튼하게 만들려고 하면 고강도 콘크리트와 철근을 사용하고, 구조체가 비대해져야 할 것입니다. 비용이나 공간효율성 등이 떨어질 수 있기 때문에 댐퍼 같은 설비를 설치하는 경우가 있습니다. 외부 하중에 의한 흔들림을 댐퍼에 무게추(그와 유사한 것)가 이어 받아 대신 흔들리면서 건축물이 받은 하중을 서서히 상쇄시켜주는 것입니다. 기본 원리는 그렇고, 댐퍼의 형태나 하중을 상쇄시켜주는 자세한 방식은 각 댐퍼마다 차이가 있습니다.