최근 들어 세계 각지에서 발생한 지진을 계기로 지진에 대한 경각심이 높아져 가고 있다. 우리나라는 지진 안전 지역으로 인식하고 있었으나 국내에서도 지진 재난을 경험하면서 국민들의 지진재해에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라 내진 관련 규정은 강화되고 있으며 새로운 평가방법 등이 제시되고 있을 뿐만 아니라 도로, 철도 교량과 같은 국가 기반시설을 비롯한 각종 산업시설물에 대한 내진성능 확보에 대한 요구가 커져가고 있다.

지진 재해의 경우, 언제 어떤 규모의 지진이 발생할지 예측하기는 대단히 어려우므로 체계적인 대비만이 피해를 최소화할 수 있는 길이라고 할 수 있다. 이를 위해서는 신뢰성 있는 설계지진의 설정과 적정한 방재방안의 적용이 중요하다. 고층건물 및 장대교량과 같은 대형구조물이 일반화되고 원자력발전소와 같은 중요 구조물도 증가함에 따라 건물·교량의 지진재해방지 시스템에 대한 사회적 관심이 높아지고 있으며 지진력을 흡수하거나 또는 지진력에 저항하는 가장 효율적인 방법에 대한 다양한 연구가 꾸준히 진행 중이다.

내진성능을 향상시키기 위해서 적용되는 면진장치, 제진장치의 개발과 적용이 이루어지고 있다. 내진 장치는 구조물 전체의 내진성능을 좌우하기 때문에 정확한 성능 평가가 필수적이다. 이에 따라 KCL에서는 충북 청주시 종합건축환경시험장 내에 면·제진시험동을 구축하고 면진·제진장치 시험평가 장비를 도입했다.

내진 구조란

내진 구조는 지진력을 저항하고 흡수하는 시스템을 의미하며 지진력을 해소하는 방법에 따라 내진, 제진, 면진으로 구분한다. 구조물의 내진성능을 향상시킬 수 있는 방법으로 구조부재의 자체의 성능을 높이거나 내진 장치를 적용하여 지진에 의한 진동을 격리 또는 에너지를 흡수하는 기술로 분류할 수 있다. 면진·제진 시스템은 해당 공법을 구현할 수 있도록 특별한 장치가 적용되어야 하며, 장치의 성능에 따라 구조물의 내진성능이 결정된다.


내진(Seismic Resistance)은 건설 구조물의 강성과 연성을 확보하여 지표면으로부터 구조물에 전달되는 지진에너지를 건축물의 골조나 교량의 교각과 같은 구조체에서 온전히 해소하도록 설계한 것을 말한다.

제진(Seismic Damping)은 건설 구조물에 사용되는 제진장치는 내진용과 풍진동 제어용으로 분류할 수 있다. 제어해야 하는 진동의 종류에 따라 구분하여 사용하고 있으며 제진장치가 진동 에너지를 흡수하여 구조 부재의 부담을 감소시켜 주는 장치이다.

면진(Seismic Isolation)은 교량 또는 건축구조물에 지진에너지가 전달되지 않도록 격리시키는 기술이다. 수평방향으로 유연하며 수직방향으로 충분한 강성을 보유하고 있는 면진장치(Seismic Isolators)를 적용하여 지반으로부터 전달되는 지진력을 구현한다.

국내 최대 규모의 내진 장치 성능평가 시설

쿠웨이트 코즈웨이 내진받침 성능시험 면진·제진 장치의 성능 확보가 구조물의 내진성능 확보와 직결하기 때문에 장치의 성능을 정확히 확인하여야 전체 구조 시스템의 성능을 보장할 수 있다. 그동안 면진·제진 장치의 성능을 확인하기 위한 시험평가 장비는 제조사만 보유하고 있었으며, 공인시험기관에서는 보유하고 있지 않아 신뢰성 있는 제품 성능평가 결과를 확보하기가 어려웠다.
KCL은 2013년부터 2년간 오창 종합건축환경시험장에 30억을 투자하여 시험평가장을 건설하고, 40억을 투자하여 국내 최대 규모의 내진 시험평가장비를 구축하였다. KCL은 2015년 1월, 관련 전문가를 초청하여 ‘면진시스템 성능평가 기술세미나’를 개최하면서 공식적으로 업무를 개시하였다.
KCL은 쿠웨이트 코즈웨이 교량에 적용된 내진받침의 전수시험, 다수의 데이터센터 면진장치의 성능평가 등의 시험을 성공적으로 수행했으며, 국·내외 대형 공사에 적용되는 내진 장치의 품질 시험을 수행하고 있다.

KCL은 국내 최초로 면진받침, 내진받침시험 규격에 대하여 KOLAS 인정을 받았으며, 현재 국·내외 대부분의 내진 장치 시험규격에 대하여 KOLAS 인정범위를 확보하고 있다. 또한, 실규모의 시험이 가능하다.
면진받침 시험평가 시스템은 수직방향으로 최대 30,000kN 및 수평방향으로 10,000kN(±1,000mm)을 동시에 재하할 수 있으며 지진재해를 방지하기 위한 각종 면진, 내진받침을 평가할 수 있다. 토목, 건축용 각종 받침의 고하중-대변형 시험·평가가 가능하다.
제진장치 시험평가 시스템은 수직방향으로 10,000kN, 수평방향으로 2,500kN(±500mm/s)을 동시에 재하가 가능하며, 고속시험이 가능하므로 주파수 의존성이 있는 제품군의 감쇠 성능을 확인할 수 있다. 또한, 기둥과 보가 설치된 프레임 구조물에 제진 제품을 적용하여 실규모 시험을 수행하고 장치와 구조물 연결구, 프레임 구조에서 장치의 내진성능 기여도 분석 등을 수행할 수 있다.
KCL은 10톤 이하의 초소형 장치부터 3,000톤 용량의 면진 장치까지 시험을 실시할 수 있는 평가 시스템을 갖추고 있다.

지진재해가 발생했을 때 구조물과 지반을 분리하여 지진 피해를 최소화해 주는 내진 장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 신규교량, 특수 시설물 등에 면진장치 설치가 활성화되고 있으며 국가 중요시설물의 내진보강 사업이 진행되면서 관련 제품 시장이 확대되고 있다. 이러한 시장의 요구에 부응하고 국민의 안전한 삶을 보장하기 위하여 KCL은 종합건축환경시험장(오창)에 구축한 ‘면·제진 시험평가 시스템’을 통해, 면진 및 제진장치의 시험평가뿐만 아니라 각종 실대형 역학 시험평가까지 원스톱으로 처리할 수 있으므로 국내 기업의 제품개발 및 성능향상을 지원함은 물론, 국내기업이 해외에서도 경쟁력을 갖출 수 있도록 협력해 나갈 것이다.
KCL은 인간의 힘으로 자연재해를 막을 수 없으나 미리 대비하여 피해를 최소화하는 노력을 할 수 있다는 믿음으로 국민이 안전한 삶을 영위할 수 있도록 신뢰성 있는 성능평가 서비스를 제공하기 위해 최선을 다하고 있다.