NHERI TallWood 빌딩 내진 테스트로 신기록 수립

NHERI(자연재해 공학 연구 인프라) TallWood 프로젝트는 올 봄에 본격적인 10층짜리 대형 목재 건물에서 일련의 대규모 지진을 시뮬레이션하여 높은 목재 건물의 탄력성을 조사할 예정입니다.

거의 10년 동안 이 프로젝트에 참여해 온 토목환경공학과 명예교수인 Dan Dolan은 "이 프로젝트는 어디에서나 지진 테이블에서 테스트할 수 있는 가장 높은 규모의 프로젝트입니다."라고 말했습니다. "우리는 지진에도 피해가 거의 없고 거주할 수 있는 건물 디자인을 만들고 싶습니다."

매스팀버(목재 층을 서로 접착하여 만든)로 만든 건물은 콘크리트 및 강철 구조물에 대한 보다 친환경적이고 빠른 대안으로 인기를 얻고 있습니다.

이 연구 프로젝트는 미국 국립과학재단(National Science Foundation)과 기타 여러 산업 기관의 자금 지원을 받아 이러한 건물이 지진에 어떻게 대처할 것인지를 결정합니다. 프로젝트 팀은 지진 위험이 높은 지역에 적합한 10층 높이의 매스팀버 암벽 측면 시스템을 설계했습니다. 이 새로운 시스템은 탄력적인 성능을 목표로 합니다. 즉, 건물은 설계 수준의 지진으로 인한 피해를 최소화하고 드물게 발생하는 지진 후에도 신속하게 수리할 수 있습니다.

"매스팀버는 건축과 건축 분야의 대규모 추세의 일부이지만 이러한 새로운 시스템으로 만든 고층 건물의 내진 성능은 기존의 다른 건축 시스템만큼 잘 이해되지 않습니다."라고 토목 공학 분야의 수석 조사관이자 부교수인 Shiling Pei가 말했습니다. 그리고 이 프로젝트를 주도하고 있는 콜로라도 광산 학교의 환경 공학입니다. "암벽 시스템은 기본적으로 장력이 큰 강철 케이블이나 막대를 사용하여 땅에 고정된 단단한 나무 벽 패널로 구성됩니다. 측면 힘에 노출되면 나무 벽 패널이 앞뒤로 흔들리므로 지진의 영향이 줄어듭니다. 그리고 지진이 지나가면 강철 막대가 건물을 다시 수직으로 끌어당길 것입니다."

흔들림 시스템에 의해 유발된 이러한 지진 운동으로 인해 건물 외부 정면, 내부 벽 및 계단과 같은 건물 구성 요소가 큰 충격을 받게 됩니다.

"탄력적 설계는 구조적 하중 저항 시스템의 일부는 아니지만 건물의 기능과 지진 후 복구 능력에 중요한 역할을 하는 건물의 비구조적 시스템도 고려해야 합니다."라고 프로젝트 공동인 Keri Ryan은 말했습니다. -리노 네바다 대학의 연구자이자 공학 교수.

테스트는 이번 달 캘리포니아 대학교 샌디에고 야외 진동대에서 시작될 예정입니다. 이는 세계에서 가장 큰 두 개의 지진 시뮬레이터 중 하나입니다. 캘리포니아 대학교 샌디에이고 캠퍼스의 Englekirk 구조 공학 센터에 위치한 이 시설은 NSF의 자연 재해 공학 연구 인프라의 일부입니다. 진동 테이블은 세계에서 가장 큰 탑재량을 가지고 있습니다. 최대 2000미터톤, 즉 450만 파운드에 달하는 구조물을 운반하고 흔들 수 있습니다.

테스트에서는 리히터 규모 4에서 8까지의 다양한 지진 규모를 포괄하는 이전 지진 중에 기록된 지진 움직임을 시뮬레이션합니다. 이는 테이블을 최소 1g까지 가속하여 수행되며, 이는 건물 상단을 다음과 같이 가속화할 수 있습니다. 3gs 정도. 참고로 전투기 조종사는 비행 중에 최대 9gs의 가속도를 경험합니다.

2017년에 프로젝트 팀은 1994년 로스앤젤레스를 강타한 규모 6.7 지진인 노스리지 지진의 흔들림을 시뮬레이션하여 2층 매스팀버 건물에 대한 테스트를 수행했습니다. 건물은 13번의 지진 테스트를 거쳤지만 구조적으로 손상이 남아 있었습니다. 무료. 이러한 테스트는 매스팀버 건물 시스템이 지진에 대한 복원력을 가질 수 있음을 입증했을 뿐만 아니라 연구팀이 10층 건물에 사용된 설계 및 분석 방법을 개발하는 데 도움이 되었습니다.

테스트에서 얻은 정보는 목재 건물의 흔들림 구조물에 대한 설계 지침을 개발하는 데 사용될 것이며 이를 통해 건축이 더 쉽고 경제적이 될 것이라고 Dolan은 말했습니다. 그는 모든 유형의 흔들 구조물에 대한 지침을 개발하기 위해 노력하고 있는 건축 지진 안전 위원회의 소위원회 의장을 맡고 있습니다.