지진이야기(1)

구조이야기 일곱, 지진이야기(1)

지진과 구조물의 자중 즉 구조물의 무게와는 어떠한 상관관계가 있을까? 먼저 결론적으로 말하자면 구조물이 무거울수록 지진에 영향을 많이 받는다. 예를 들자면 같은 크기와 같은 재질의 플라스틱 막대가 있다고 하자. 그 막대의 끝에 역시 같은 크기의 가벼운 나무추와 상대적으로 무거운 쇠추를 매달았다고 하자 그러고 난 후 플라스틱 막대의 하부를 지진의 진동처럼 두 막대의 끝을 흔들어 본다면 금방 해답을 금방 찾을 수가 있을 것이다. 처음에는 무거운 쇠추가 진동이 적게 일어나겠지만 차츰 진폭이 커가면서 휘청거림이 더욱 더 많아 지게 될 것이다.

휘청거림이 많다는 것은 지진의 진동에 의한 구조물의 피해가 많아 질 수 있다는 것을 의미한다. 구조물도 마찬가지일 것이다. 구조물의 자중이 클수록 지진의 영향을 많이 받게 될 것이다. 그렇다면 지진에 대하여 튼튼한 구조물을 짓는 방법이 많이 있겠지만 그 중에서 구조물의 자중을 줄이는 방법도 좋은 방법이 될 것이다. 구조물의 무게를 줄인다는 것은 구조물의 경량화를 뜻한다.

따라서 구조물의 경량화가 간접적으로 내진설계라고도 할 수 있다는 얘기다. 지진이 많이 일어나는 일본에서 목구조로 지어진 소규모의 건물들이 피해가 적은 것은 나무가 가지는 구조적인 성능이 뛰어난 것도 있겠지만 구조적인 성능과 더불어 재료의 비중이 작아 자중이 적기 때문이다. 건축물의 경량화를 위해서는 구조적 성능이 뛰어나고 자중이 적은 재료를 사용하여야 하며 또한 마감재의 경우에도 경량재를 사용하는 것이 지진의 피해를 최소화하는 것이 되겠다.