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높이 634m의 도쿄 스카이트리(왼쪽)는 지진으로 인한 흔들림을 줄이는 코어 기둥 진동 제어 시스템을 채택했으며, 이는 일본 전통 탑 건축의 신바시라(신바시라) 수직 코어 기둥과 유사한 특징을 공유합니다. (출처: japan.go.jp) |
일본은 환태평양 지진대에 위치하고 있는데, 이곳에서는 강렬한 지진 활동이 동남아시아와 태평양 분지에 걸쳐 펼쳐져 있어 세계에서 지진 활동이 가장 활발한 나라 중 하나입니다.
경고 기술을 적용하고 충격을 줄이는 건설 기법은 지진으로 인한 피해를 최소화하는 데 도움이 되는 일본인의 비결입니다.
지난 10년 동안 일본은 전 세계 규모 6 이상의 지진의 약 20%를 겪었습니다. 가장 큰 재난은 2011년 도호쿠 대지진으로, 쓰나미를 촉발하여 후쿠시마 원자력 발전소를 파괴하고 약 1만 5천 명의 목숨을 앗아갔습니다.
일본 정부는 지진 피해를 줄이기 위해 내진 기술 개선과 인공지능(AI) 기술 발전을 활용하는 등 재난 완화에 막대한 투자를 해왔습니다. 엔지니어와 건축가들은 구조 진동을 줄여 건물이 강한 지진에도 견딜 수 있도록 새로운 설계를 끊임없이 연구하고 있습니다.
일본은 지진의 규모(리히터 규모)가 아니라 지면이 얼마나 흔들리는지로 측정합니다. 일본 진도(JMA)는 지진을 1에서 7까지의 신도(진동) 단위로 측정합니다. 이시카와 지진의 진동은 최대 7에 달했습니다.
일본기상청(JMA)은 지진계 180개와 지진진도계 627개로 구성되어 있으며, 지진 발생 시 실시간으로 언론과 인터넷에 보고합니다.
지진의 힘을 견디려면 건물이 가능한 한 많은 지진 에너지를 흡수할 수 있어야 합니다. 이러한 능력은 "면진" 기술에서 비롯되는데, 일본 건물 기초에는 유압식 감쇠 시스템이 설치되어 있습니다. 일본 엔지니어들은 자전거 펌프처럼 작동하는 복잡한 감쇠 시스템을 설계하여 건물의 내진성을 향상시켰습니다.
런던대학교(영국) 지진학자 지기 루브코프스키는 "고층 건물은 진동으로 인해 최대 1.5m까지 움직일 수 있는데, 2층에서 최상층까지 댐핑 시스템이 있다면 움직임을 최소화해 상층 피해를 막을 수 있다"고 말했다.
신축 공사의 경우, 일부 기업들은 건물의 좌굴을 방지하고 지진 발생 시 흡수되는 에너지를 분산시키는 격자 구조와 같은 더욱 혁신적인 방법과 자재를 실험하고 있습니다. 도쿄의 마에다 건설은 강철과 목재 골조를 사용하여 13층 규모의 오피스 빌딩을 건설하고 있습니다.
"철골 건물에서는 목재가 내진 재료로 거의 사용되지 않습니다. 하지만 철골은 인장력을, 목재는 압축력을 견딜 수 있기 때문에 두 재료는 서로 보완적입니다."라고 마에다 그룹의 수석 엔지니어 요시타카 와타나베는 설명합니다.
이러한 기술의 성공에 대한 증거는 2011년 규모 9.0의 지진이 발생했을 때 도쿄의 진동이 규모 5에 달했다는 것입니다. 거대한 고층 빌딩이 흔들리고 창문이 산산조각 났지만 주요 건물은 무너지지 않았습니다.
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