진도 9.0 강진 발생 시 롯데월드타워의 구조적 거동과 안전성 분석
한반도 지진 발생 빈도가 잦아지면서 대한민국 최고층 건물인 롯데월드타워의 안전에 대한 관심이 집중되고 있다.
많은 사람들이 진도 9.0 수준의 슈퍼 지진이 서울을 강타하면 이 거대한 탑이 뚝 부러질 것이라고 우려한다.
하지만 건축 공학 전문가들은 대중의 상식과는 전혀 다른 결론을 내놓는다.
롯데월드타워는 리히터 규모 9.0의 지진에도 견딜 수 있도록 설계되었지만 이는 건물이 미동도 하지 않는다는 뜻이 아니다.
오히려 강한 지진이 오면 건물은 부러지는 힘을 피하기 위해 거대한 갈대처럼 좌우로 유연하게 휘어지도록 설계되었다.
진도 9.0의 지진이 발생할 경우 타워의 최상층부는 좌우로 최대 2미터에서 6미터까지 흔들릴 수 있다.
이러한 유연함의 비밀은 건물의 척추 역할을 하는 코어월과 이를 감싸는 8개의 거대한 기둥인 메가 칼럼에 있다.
여기에 대나무의 마디처럼 건물을 꽉 잡아주는 아웃리거와 벨트 트러스가 결합되어 횡력에 저항한다.
특히 건물의 흔들림을 줄여주는 핵심 장치는 꼭대기 층에 설치된 맴돌이 전류 방식의 동조질량감쇠기(TMD) 등의 제진 장치다.
이 장치들은 건물이 흔들리는 반대 방향으로 무게 중심을 이동시켜 진동을 상쇄하고 건물이 다시 중심을 잡도록 돕는다.
결과적으로 건물 뼈대는 붕괴되지 않고 버틸 확률이 매우 높지만 문제는 그 안에 있는 사람들이다.
건물이 안전하다 해도 100층 이상의 높이에서 수 미터의 폭으로 흔들리는 경험은 인간이 견디기 힘든 극도의 공포와 멀미를 유발한다.
또한 일본 대지진과 같은 장주기 지진동이 전달될 경우 건물은 천천히 그러나 아주 오랫동안 멈추지 않고 흔들릴 수 있다.
이때 고층부의 가구 전도나 엘리베이터 갇힘 사고 등 내부 혼란은 피할 수 없는 현실적 위협이 된다.
롯데타워는 최악의 재난 앞에서도 무릎 꿇지 않는 공학의 승리지만 그 안에서 버텨야 하는 인간에게는 가장 어지러운 생존 시험대가 될 것이다.