WEBVTT

00:00:07.080 --> 00:00:10.586
지진은 항상 끔찍한 현상으로
지속되어 왔죠.

00:00:10.586 --> 00:00:14.051
그리고 도시가 커질수록
더욱 치명적이 되었고,

00:00:14.051 --> 00:00:17.720
건물이 무너져 내리는 것은
가장 큰 위험 중 하나가 되었습니다.

00:00:17.720 --> 00:00:20.279
왜 지진이 나면
건물이 무너질까요?

00:00:20.279 --> 00:00:22.756
그리고 어떻게 막을 수 있을까요?

00:00:22.756 --> 00:00:25.734
여러분이 재난 영화를 많이 봤다면
생길 수 있는 아이디어는

00:00:25.734 --> 00:00:32.853
빌딩 붕괴가 빌딩 바로 아래의 땅의
격한 진동으로 갈라진다는 것입니다.

00:00:32.853 --> 00:00:35.298
하지만 사실 그렇게 
일어나는 것은 아닙니다.

00:00:35.298 --> 00:00:39.374
우선, 대부분의 빌딩은 단층선 바로
위에 있지 않습니다.

00:00:39.374 --> 00:00:43.966
그리고 움직이는 지질구조판은
건물의 토대보다 더 깊이 있습니다.

00:00:43.966 --> 00:00:46.316
그럼 실제로 무슨일이
일어나고 있는 걸까요?

00:00:46.316 --> 00:00:51.747
사실, 지진의 실체와 지진이 건물에
미치는 영향은 좀 복잡합니다.

00:00:51.747 --> 00:00:55.592
이를 논리적으로 설명하려고 건축가들과
엔지니어들은 모형을 이용했습니다.

00:00:55.592 --> 00:00:59.778
건물의 보와 기둥을 나타내는
2차원 선으로 이루어진 모형이나

00:00:59.778 --> 00:01:05.432
건물의 질량을 나타내는 원형구가 달린
사탕 모양의 선형 모형을 사용했습니다.

00:01:05.432 --> 00:01:09.280
이 모형들은 지진의 정도를 단순화해
나타낼 때 꽤 유용할 뿐만 아니라

00:01:09.280 --> 00:01:12.009
지진이 미치는 빌딩에 대한 영향을

00:01:12.009 --> 00:01:14.553
물리학에 기초해 
예측하는 것이기 때문이죠.

00:01:14.553 --> 00:01:16.868
지진이 일어나는 동안 발생하는
대부분의 건물 붕괴는

00:01:16.868 --> 00:01:20.332
사실상 지진 자체에 
의한 것이 아닙니다.

00:01:20.332 --> 00:01:23.259
대신, 건물 아래에 땅이움직일 때

00:01:23.259 --> 00:01:29.014
건물의 토대와 저층부의 위치를 옮기면서
나머지 부분에 충격파를 보내서

00:01:29.014 --> 00:01:32.504
이 때문에 건물들이
왔다 갔다하며 흔들리게 되는 겁니다.

00:01:32.504 --> 00:01:36.136
이 진동의 강도는 
두 가지 요인에 좌우 됩니다.

00:01:36.136 --> 00:01:40.426
건물 하단부에 주로 집중되어 있는
건물의 질량과 '강성도입니다.'

NOTE Paragraph

00:01:40.426 --> 00:01:44.595
강성도는 특정 양을 이동시키기 위해
필요한 힘의 정도를 말합니다.

00:01:44.595 --> 00:01:48.155
건물이 만들어진 소재와
기둥의 모양과 더불어

00:01:48.155 --> 00:01:51.207
강성도는 주로 높이와 연관됩니다.

00:01:51.207 --> 00:01:54.105
낮은 건물은 대체로 더 견고하고
움직임이 없는 편이고

00:01:54.105 --> 00:01:57.347
그에 반해 높은 건물은 
상대적으로 더 움직임이 많습니다.

00:01:57.347 --> 00:02:00.557
따라서, 해결책은 낮은 건물을 지어서

00:02:00.557 --> 00:02:02.843
가능한 한 조금 움직이도록
해야한다고 생각할 수 있죠.

00:02:02.843 --> 00:02:08.250
하지만 1985년에 멕시코에서 일어난
지진은 그 생각에대한 좋은 반례입니다.

00:02:08.250 --> 00:02:13.912
지진이 일어나는 동안 상당히 많은
6-15층 높이의 건물이 붕괴되었죠.

00:02:13.912 --> 00:02:17.999
이상한 점은 그 근처 낮은 건물들은
무너지지 않았다는 것이고,

00:02:17.999 --> 00:02:22.405
15층보다 더 높은 건물들도
비교적 적게 손상되었습니다.

00:02:22.405 --> 00:02:24.555
그리고 무너진 중간 크기의 빌딩들은

00:02:24.555 --> 00:02:28.730
지진이 일으키는 진동보다 더 격하게
흔들리는 것이 관측되었습니다.

00:02:28.730 --> 00:02:30.590
어떻게 이런게 가능할까요?

00:02:30.590 --> 00:02:34.322
정답은 '고유 진동수'라
알려진 것과 관계 있습니다.

00:02:34.322 --> 00:02:35.988
진동 시스템에서

00:02:35.988 --> 00:02:41.461
진동수란 앞뒤로 흔들리는 횟수가
1초에 몇 번인지를 나타냅니다.

00:02:41.461 --> 00:02:47.021
반대로 말하자면,한 번 흔들릴 때
몇 초가 걸리는지를 의미합니다.

00:02:47.021 --> 00:02:51.763
그리고 질량과 강성도에 의해
결정되는 건물의 고유 진동수는,

00:02:51.763 --> 00:02:55.330
건물의 진동이 응집되는 빈도를
의미합니다.

00:02:55.330 --> 00:03:00.067
건물 질량의 증가는 자연적으로
진동을 느리게 하는 반면,

00:03:00.067 --> 00:03:03.725
강성도의 증가는
진동을 빠르게 만듭니다.

00:03:03.725 --> 00:03:09.812
그래서, 이 관계를 나타내는 방정식에서
견고성과 고유진동수는 서로 비례합니다.

00:03:09.812 --> 00:03:14.184
반면 질량과 고유진동수는 반비례하지요.

00:03:14.184 --> 00:03:17.658
멕시코 시티에서 일어난 현상을
'공진(共振)'이라고 부르는데요,

00:03:17.658 --> 00:03:24.768
그 지진의 지진파의 진동수가 중간 크기
빌딩의 고유 진동수와 일치했던 거죠.

00:03:24.768 --> 00:03:27.466
박자가 잘 맞춰진 그네가 흔들리듯이

00:03:27.466 --> 00:03:36.226
매회 더해지는 진동이 건물의 흔들림을
그 방향으로 더 크게 흔들게 되는거죠.

00:03:36.226 --> 00:03:40.643
결국 처음 위치보다 훨씬 더 멀리
이동하게 되는 것입니다.

00:03:40.643 --> 00:03:44.685
오늘날, 엔지니어들은
지질학자, 지진학자들과 함께

00:03:44.685 --> 00:03:48.702
건설현장에서 지진운동의 진동수를
예측하기 위해 연구하는데요,

00:03:48.702 --> 00:03:51.626
이는 공진으로 인한 붕괴를
막기 위함입니다.

00:03:51.626 --> 00:03:54.947
흙의 종류와 단층 유형 같은
요소들을 고려하고,

00:03:54.947 --> 00:03:57.837
이전의 지진 데이타도 살펴봅니다.

00:03:57.837 --> 00:04:02.915
빈도가 낮은 진동은, 높고 유연한
건물에 더 큰 피해를 입히는 반면,

00:04:02.915 --> 00:04:08.469
빈도가 높은 진동은, 작고 견고한
건물에 더 위협적입니다.

00:04:08.469 --> 00:04:11.596
엔지니어들은 또한 충격을 흡수하고

00:04:11.596 --> 00:04:14.763
변형을 최소화할 방법을
혁신적인 시스템을 이용하여 연구하죠.

00:04:14.763 --> 00:04:18.206
[기초면진]은 유연한 층을 이용하여


00:04:18.206 --> 00:04:21.275
건물의 기초가 다른부분으로부터
움직이지 않도록 격리시킵니다.

00:04:21.275 --> 00:04:25.486
반면, [동주질량시스템]은
공진을 상쇄시키는데,

00:04:25.486 --> 00:04:30.056
흔들림이 고유 진동수와 맞지 않게 하여
떨림을 줄이는 겁니다.

00:04:30.056 --> 00:04:33.836
결국, 견고한 건물이라고
무너지지 않는게 아니고,

00:04:33.836 --> 00:04:36.756
스마트하게 지어진 건물이
무너지지 않는겁니다.