2010년대 후반부터 발생한 경주(2016), 포항(2017) 지진 이후 대한민국도 더 이상 지진 안전지대가 아니라는 인식이 확산되었다. 특히, 대도시와 노후 건축물이 밀집된 지역에서 지진 발생 시 구조물의 손상과 인명 피해는 매우 치명적일 수 있으며, 이에 따른 복구 비용과 사회적 혼란도 막대하다. 기존의 내진설계 방식은 구조 부재 자체에 소성변형을 허용함으로써 지진 에너지를 흡수하는 방식이었으나, 이 방식은 구조물에 일정 수준의 손상을 전제로 하므로 반복 사용성과 복구 가능성 측면에서 한계가 있다.
최근에는 구조물이 지진 이후에도 본래 위치로 복원될 수 있도록 하는 "자복원형(self-centering) 감쇠장치"에 대한 관심이 증가하고 있으며, 이와 관련해 형상기억합금(Shape Memory Alloy, SMA)을 활용한 감쇠장치가 주목받고 있다. SMA는 높은 연성과 자복원능, 반복 내하성 등을 가지며, 특히 니켈-티타늄(NiTi) 합금은 실온에서도 초탄성을 발현하여 반복적 지진 하중에 대해 에너지를 흡수하고 원형으로 복원되는 특성이 뛰어나다.
기존 SMA 기반 댐퍼는 재중심화 능력은 우수하나 에너지 소산능력이 낮다는 단점이 있었고, 이를 보완하기 위해 다양한 복합형 댐퍼 연구가 이루어지고 있다.
본 발명은 구조물의 내진 성능을 향상시키기 위한 형상기억합금 기반 부분 교체형 감쇠장치를 제안한다. 본 장치는 손상된 부재만을 모듈화하여 교체할 수 있어 유지보수의 효율성을 확보하며, SMA의 자복원 능력을 통해 구조물의 잔류 변형을 최소화할 수 있다.
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- 대표 발명자
- 허종완,김영찬,김선호,이헌우
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- 출원번호
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10-2025-0174156
(2025-11-18)