초고층 빌딩의 제진장치 (출처 : 핵심구조상식)

초고층 빌딩의 제진장치 (출처 : 핵심구조상식)

 

1. 초고층 구조물의 진동
1) 초고층 구조물은 매우 유연하여 지진하중보다는 풍하중에 더욱 큰 영향을 받음
2) 바람의 세기는 높이에 비례하여 구조물의 높이가 높을 수록 영향을 많이 받음
3) 바람에 이한 구조물의 진동은 사용성을 저하시키고 간혹 구조적 문제를 발생시킴
4) 구조물의 자체 능력만으로 풍하중에 의한 거동을 조절한다면 비합리적인 과다설계가 됨.

2. 제진장치의 종류와 원리
1) 동조질량감쇠기 (Tuned Mass Damper, TMD)
- 질량, 스프링, 댐퍼로 구성 (전체 구조물 질량의 0.2~0.5% 사용)
- 구조물이 흔들릴 경우 댐퍼가 에너지 흡수
- 스프링의 탄성 복원력에 의해 구조물의 흔들림 방향과 반대로 작용하는 힘 생성 
- 비용 : 중, 제어효과 : 중

동조질량감쇠기

 

2) 동조액체감쇠기 (Tuned Liquid Damper, TLD)
- 물탱크, 물, 칸막이로 구성
- 물탱크 내에 설치된 칸막이의 감쇠효과로 에너지 흡수
- 물탱크내의 물이 움직일 때 탱크 벽면에 작용하는 압력으로 진동 감소
- 비용 : 하, 제어효과 : 하

동조액체감쇠기

3) 능동질량감쇠기 (Active Mass Damper, AMD)
- 질량, 가진기, 센서, 제어기로 구성
- 구조물의 움직임을 실시간 계측하여 실시간 제어함.
- 구조물의 우측으로 움직일 경우, 왼쪽으로 힘을 가해 움직임을 최소화시킴
- 비용 : 상, 제어효과 : 상

능동질량감쇠기

 

4) 복합질량감쇠기 (Hybrid Mass Damper, HMD)
- 동조질량감쇠기+ 능동질량감쇠기
- 스프링과 댐퍼를 이용해 진동에너지 흡수 (동조질량감쇠기 효과)
- 가진기 및 센서를 이용해 실시간 제어 (능동질량감쇠기 효과)
- 전원공급 차단 등의 비상시에도 동조질량감쇠기 효과 발휘
- 비용 : 상, 제어효과 : 상

복합질량감쇠기

3. 제진장치 제작 및 설치 업체
1) TE Solution (한국), 인천/양양 국제공항 관제탑(HMD, TMD), 부산더샵센텀파크 1차(TMD)