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    학술행사 취재기 게시판 내용
    제목 2014 IDEERS Competition 참가 후기
    작성자 윤정원
    작성일 2014-10-20 오전 10:18:43

    ※ 위 대회는 매년 대만의 타이페이에서 NCREE(National Center for Research on Earthquake Engineering)에 의해 개최되는 대회이다. 재단법인 국가실험연구원, 국가지진공정연구중심, 국가재해방구과기중심, 영국문화협회의 후원을 받고 있으며 고등부와 대학생, 대학원생 팀으로 나누어 개최된다. 참여국으로는 한국, 일본, 대만, 필리핀, 말레이시아 등 다수의 국가들이 참여하고 있으며 고등부는 대부분이 대만 현지 학교 학생들이고 대학생, 대학원생 부는 절반 정도가 대만학생들이 참여하고 있다.

    ※ 한국 참가팀  

    - 대학생팀 : 한국기술교육대학교 KOREATECH ERS, 부산대학교 INNOSYS, 계명대학교 자체 참가 2팀

    ※ 평가

    - ER(Efficiency Ratio)값에 의해 순위가 매겨진다. ER값은 버틴 지진의 세기가 클수록, 하중을 많이 올릴수록, 구조물의 무게가 가벼울수록 높은 점수를 얻을 수 있다.

    대만 2014 IDEERS 대회는 9월 17일부터 22일까지 총 5박 6일 일정이다. 그 중 20일에는 모형을 제작, 21일에는 진동대 실험 및 시상이 진행된다. 그 외 일정으로 18일 대만 현지여행과 19일 연회가 준비된다. 우리는 특별한 일정이 없기에 별도로 여행 계획을 세워 대만을 방문했다. 이번 후기를 통해 우리가 경험하고 느꼈던 것을 다음 팀들에게 알려서 좋은 소스가 되었으면 하는 바람이다.





    첫째 날, 비행기가 오전 10시 10분 경 출발이었기에 우리는 한국기술교육대학교 천안캠퍼스에서 5시 반에 만나 일찍 출발하였다. 시간을 넉넉하게 출발했지만 인천공항에 도착하여 환전을 하니 9시가 훌쩍 넘어버렸다. 대만까지는 2시간가량 비행시간이 걸린다. 다행히도 맨 끝 자석에는 게임이나 영화를 볼 수 있는 기기가 부착되어 있어 지루하지 않은 비행이었다. 공항에 도착하니 Koreatech(한국기술교육대학교)이라는 피켓을 든 현지 가이드가 대기하고 있었다. 가이드가 이끄는 셔틀버스를 타고 chien tan에 위치한 외국인 전용 유스호스텔로 들어갔다. 시설이 생각보다 깨끗하고 6인실이었기에 공간이 널찍하였다. 하지만 침대가 좀 작다는 생각이 들었다.

      첫 날은 경기가 없다. 그래서 우리는 호텔에 짐을 풀고 걸어서 10분 거리인 Mrt(대만 지하철)를 타고 시내 구경을 하였다. 대만 지하철은 노선이 매우 깔끔하다. 외국인 입장에서 다니기가 너무 편리하고 특히 음식물 제한을 한다. 우리나라처럼 햄버거나 음료수를 한손에 들고 지하철을 타도 뭐라 하는 사람이 한명도 없는데 대만지하철에서는 음식물을 먹는 사람을 보면 따가운 시선을 느낄 수 있다. 또한 좌석 배치가 독특한데 한국처럼 마주보는 것이 아니라 지그재그로 좌석이 되어 있다. 참 신기했다.   저녁시간이 다가와 우리는 팀원 중에 한명이 대만 특유의 향을 싫어하여 일본식 라면집에 들어가 라면을 먹었다. 대만 요리의 대부분은 발 냄새 같은 특유의 향이 나 비위가 약한 한국 사람에게는 잘 맞지 않는다. 정말 신중하게 음식을 시켜야만 한다. 잘못 시켰다간 음식을 모두 버릴 가능성이 매우 높다.    음식뿐만 아니라 대만은 더운 지방이다. 시내 어느 곳에 가든지 곳곳에 음료를 파는 가게가 즐비하다. 한국과는 다르게 카페가 아닌 대부분 테이크아웃 전용 상점들이다. 우리나라 돈으로 1500원 정도면 과일도 많이 넣어주고 대단히 만족하고 먹을 수가 있다. 우리도 후식으로 생과일 음료를 먹어보았는데 한국보다 더 달콤한 맛이었다.   밤이 되자 숙소 근처 스린 야시장을 구경했다. 첫 날이라 다들 어디든 가보자는 열정이 대단하여 여기저기 많이 돌아다녔다. 특이하게도 대만은 야시장이 많다. 다둥루 인근에는 규모가 큰 상점이 많고 저렴한 물건을 구입하기에는 제격이다. 굳이 물건을 사지 않더라도 둘러보는 것만으로도 재미있는 거리였다.

    공식적인 일정은 둘째 날부터 시작된다. 버스에 타니 대만의 고등학생(과학고등학교) 두 명(알렌, 제니)이 대기하여 우리와 함께 동행해주었다. 대만 학생들과 대화하면서 배려심이 많은 것을 새삼 느꼈다. 한국 학생들이었다면 어색 했을 텐데 대만 학생들은 참 싹싹했다.  
    대회의 공식일정으로 Longteng Broken Bridge를 방문했는데 과거의 지진으로 인해 무너진 다리와 댐을 볼 수 있었다. Longteng 다리는 일본의 식민통치기간동안 1905년에 세워졌다고 한다. 1935421, 7.1규모의 대규모 지진에 의해 다리가 파괴되었다.


    이어 Chelungpu Fault Preservation Park에 있는 지진 박물관을 견학하였다. 어느 박물관 비슷하게 동물학, 식물학, 지질학 및 인류학을 나누어 전시되고 있었다.


     일정의 마지막으로 방문한 921 Earthquake Museum은 초등학교 건물에 지진이 발생하여 무너졌던 현장을 그대로 복구해 보존된 장소였다. 실제로 초등학생들이 겪었을 고통을 생각하니 온몸이 떨려왔다. 여러 지진관련 건물들을 본 순간 한국도 대만처럼 지진에 대해 더욱더 홍보하고 지속적인 관심을 가졌으면 좋겠다는 생각이 들었다. 사실 다양한 내진설계 장치들과 영상물들을 통해 관련 전공 학생이 아닌 일반인들에게도 지진에 대한 지식을 전달하고 그 위험성을 알리는 대만의 노력이 본받을 점이라고 생각되었다.

    이동하는 동안 기온이 34도 웃돌았다. 습도는 80~90%에 다다라 조금만 걸어도 금방 숨이 찼다. 정말 많이 힘이 들었다. 힘든 그 와중에 대만의 자판기는 대부분 지폐가 들어가지 않았다. 대만 여행을 계획하는 사람에게 반드시 동전지갑을 챙겨가지고 다니라고 말해주고 싶을 정도였다. 물론 날씨가 더운 만큼이나 냉방 설비가 잘 되어 있지만 건물이 없는 관광지가 대다수라 모자는 필수적으로 챙겨가라고 권하고 싶다.  우리는 버스로 이동하면서 필리핀 학생들과 간단한 레크리에이션을 즐겼다. 일본팀은 겨울왕국의 엘사 흉내를 내며 Let it go 노래를 불렀고, 계명대학교 팀은 강남 스타일을 불렀다.  대만 사람들에게는 한류문화가 꽤 인기가 많다. TV만 켜도 드라마 중 70%가 거의 한국 드라마이다. 우리는 숙소에 돌아와 얼만 전 방영되었던 상속자, 기황후, 별그대도 볼 수 있었다. 뿐만 아니라 룸메이트, 런닝맨 등 TV 속 대부분이 한류가 그 중심이었다. 단 아쉽게도 대부분 한국 드라마가 더빙되어 방영되고 있어 알아듣지 못해 답답했다.  늦은 저녁쯤 타이페이 101에 갔다. 대만 대표적인 관광지로 본래 타이페이 금융기관이 모인 건물이었다고 한다. 지금은 대형쇼핑센터와 푸드코드, 고급레스토랑이 있어 많은 관광객들이 찾는 명소가 되었다.

    타이페이 101은 대만의 자존심이다. 빌딩 전망대에 오르면 보이지 않은 곳이 없다. 세계에서 몇 번째로 꼽힐 정도로 고층빌딩이며 원래 이름은 타이페이 국제금융센터이지만 지금은 101빌딩으로 통한다. 당나라 불탑의 형태를 하고 독특한 디자인이 매력적인 건물이다. 대만사람들은 빌딩의 모양이 하늘로 뻗어나가는 대나무 위에 꽃잎이 여러 장 겹겹이 포개진 양상이라고 자랑을 한다. 8개의 마디로 중국의 부와 번영을 뜻하는 길한 숫자 8을 응용한 것이라고 한다. 우리는 관람시간이 지나서 전망대에 오르지 못했다. 전망대에 오르고 저녁을 먹었어야 하는데 못내 아쉬움이 남는다.

    대만 2014 IDEERS 대회는 아침 식권과 숙소 및 버스까지 제공해준다. 나머지 점심, 저녁은 각 팀들이 개인적으로 사먹어야만 한다. 고등학생 가이드를 붙여주지만 출석체크를 거의 하지 않아 매우 자유로운 분위기를 만끽할 수 있다.    피곤한 탓에 연회에 참석하지 못하여 뒤늦게 라오허제 야시장을 보았다. 인터넷 검색을 통해서 중국 현지인의 삶을 볼 수 있다는 글을 보고 라오허제 야시장을 구경했다. 스린 야시장보다 규모가 더 크고 한국인에게 맞는 음식들이 참 많았다. 특히 다양한 열대과일과 새우 같은 해산물 등이 많았다.

    드디어 대회당일 오전에 모여 설명을 듣고 9시 40분부터 4시 10분까지 총 6시간 30분 동안 구조물을 제작하였다. 처음 제작 도구를 받았을 때 칼은 거의 다 녹슬어 있었고, 자는 플라스틱 자 1개만 주었다. 하지만 지난 후기를 보고 규정과는 다르게 스틸 자를 따로 챙겨올 수 있다고 하여 꺼내온 자를 사용해서 구조물을 제작하였다. 대회장에선 우리가 가져갔던 나이프로 교체 가능했다. 다음에 대회 참가하는 팀이 있다면 반드시 스틸 자를 따로 챙겨가라고 말해 주고 싶다.   대회는 생각했던 것보다 환경이 매우 열악하였고, 사람들이 많다보니 실내가 너무 더웠다. 재료 또한 한국 MDF와는 다르게 너무 단단했고 글루건도 잘 굳지 않았다. 한국에서 제작 연습을 많이 하고 갔던 터라 시간은 꽤 많이 남았지만 더운 날씨 탓에 너무 힘들었다.
    구조물 제작을 하고 무게를 재어보니 468g으로 43개 팀 중 8번째로 가벼웠다. 대부분의 팀들은 450~550g정도였는데 사실 mdf무게보다도 글루건 심을 어느 정도 사용하느냐에 따라서 무게가 무거워 질 수도 가벼워 질 수도 있다. 무게가 대회점수에 큰 영향을 줌으로 글루건을 최소한으로 사용하여 구조물을 제작하는 연습을 하고 온 팀이 매우 유리한다는 생각이 들었다.

    대회장에 9시 40분쯤 도착하여 가진 실험을 하였다. 오전에는 고등학교 팀, 점심이후는 대학원 팀 그리고 마지막으로 오후경 대학교 팀 가진 실험으로 진행되었다.  가진 세기는 고등학생 팀은 900gal 까지 실험을 하였고 대학원 팀은 1200gal까지 그리고 대학교 팀은 800gal까지 가진을 하였다. 대부분이 첫 번째 두 번째 지진파까지는 무난히 견뎠으나 500gal부터 점차 무너지는 팀들이 생기기 시작했다. 규정이 작년과 유사하고 구조물의 형태들도 거의 비슷하다보니 대부분 흔들리는 정도가 비슷했다. 그나마 버틴 팀들도 굉장히 위태위태해보였다. 우리 팀은 600gal에서 아슬아슬하게 무너졌는데 글루건을 최대한으로 아끼려다 보니 바닥판과 기둥의 접합이 부족해서 무너진 것 같다. 같이 참가했던 계명대 팀과 부산대 팀도 800gal까지 버티지는 못하였지만 올해 초부터 준비해왔던 계명대 팀(2팀참여)에서 5등과 6등을 차지했다. 우리는 최종적으로 17등을 했다.

    대회가 끝날 무렵, 가이드 했던 학생들이 찾아와 비록 짧은 시간이었지만 선물과 편지를 주고받았다.  그동안 너무 해준 것이 없고 우리들에게 많이 도와줘서 너무 고마웠다.   뒷 풀이로 부산대, 계명대 학생들과 함께 간단한 간식과 주류를 가지고 이야기를 나눴는데,  짧은 시간이었지만 경진대회를 통해 한국 학생들과 타국에서 이야기를 할 수 있다는 것이 굉장히 즐거웠고 친근함을 느낄 수 있는 시간이었다.   대회가 끝난 이후로는 특별한 일정이 없었다. 우리는 오전에 체크아웃을 하고 숙소에서 나와 대만의 명동이라는 시먼딩 거리를 구경했다. 각자 간단한 기념품을 사고 쇼핑을 하는 시간을 가졌다. 물론 날이 너무 더워 돌아다니기 보다는 카페에 앉아있는 시간이 더 많았다.  오후 쯤 공항에서 기념품을 사고 비행기에 올랐다. 5박 6일 동안 굉장히 덥고 힘들었지만 무척 그립고 또 오고 싶다는 생각이 들었다. 대만 사람들의 차분한 성격과 따뜻한 마음들, 한국에서는 보기 힘든 모습들이 기억에 오래 남는다.    부산대회를 준비한 6월부터 대회를 마친 9월까지 4개월 동안의 긴 여정의 종지부를 찍는 순간이었다. 홀가분했지만 한편으로는 허전한 생각도 들었다. 내년 대학원 팀 대회에도 참가하여 대만에 한 번 더 올 수 있으면 좋겠다.


    -등수를 산출하기 위해 사용되는 ER 값은 다음과 같은 방법으로 계산된다.



    위 지진파는 X축과 Y축을 동시에 가진하는 지진파이다. X축과 Y축 지진파가 같은 힘으로 오지 않고 서로 반대 방향으로 가진하기 때문에 지진파에 대한 고려가 필요하다.


    응답 가속도 분석을 통하여 주파수가 작은 장주기 영역에서 강한 지진력을 가지는 것을 알 수 있다. 이를 통하여 구조물의 강성을 높여 단주기 형태로 구조물을 제작하는 것이 유리하다는 결론을 내게 되었다.




    - 2012년도의 지진파는 현재 지진파 조건과 동일하다는 것을 파악하고 2012년 서울시립대 아키톡 팀의 후기를 통해 실제 현장에서 일어날 수 있는 다양한 변수와 문제점들에 대해 분석하는 기회를 갖도록 하였다.

    - 아키톡 팀의 문제점 : 아키톡 팀은 구조물의 주기를 최대한 짧게하여 응답스펙트럼으로 분석한 위험 주기대에 미치지 못하도록 설계하였다. 하지만 이를 위해 창의적으로 고안한 방법인 종이장치 shear wall과 마찰을 이용하여 감쇠효과를 얻는 friction damper를 이용한 결과 강성이 높아지게 되었고 횡하중에 대하여 효과적으로 작용하였다고 한다. 또한 분석했던 응답 스펙트럼의 경우, 위험주기가 0.5~0.8초 정도 범위대로 분석하였기에 0.4초 미만의 고유주기로구조물을 설계하여 위험 주기대를 피할 수 있을 것이라 판단했다. 하지만 지진파의 형태에 대한 고려가 부족하여 오래 버티지 못했다. 부산대에서 열린 국내 대회의 지진파와 대만대회의 지진파를 분석해보면 부산대회의 지진파는 실제 지진파처럼 특성이 있는 지진파여서 특정 위험 주기만 피하면 오래도록 생존할 수 있었지만, 대만에서의 지진파는 사인파의 형태여서 단주기로부터 점점 증가해서 장주기로 가기 때문에 단주기로 설계 된 건물들은 모두 중간에 공진 상태에 걸려 파괴었다고 한다. 따라서 구조물의 연성을 크게 만든 건물일수록 주기가 길어지고 대만에서의 인공지진파에 더 오래 생존할 수 있게 되는 것이었다.


    - innosys팀은 제작 시 구조물의 무게에 대한 정보가 없어 규정에 나와있는 750g을 기준으로 제작하여 650g을 목표로 잡았다. 그리고 모델링과 수동으로 흔드는 실험을 통하여 댐퍼의 성능 또한 확인하였다. 대회 평가 당일 모델 제작 후 출전한 42개 팀의 무게를 재어 본 결과 무게가 41번째로 무거웠다. 등수를 결정하는 ER값에서 분모인 모델의 무게를 크게 받았다. 다른 팀들은 400~500g정도가 보통이었다. 무게에 대한 정보를 잘 몰랐기 때문에 큰 문제점으로 작용한 것 같다.

    TIP.

    1.모델무게에 대한 정보 부족.
    2.모델 무게 줄이고 장주기로가면서 버티는게 관건
    3.대회 면적규정은 필수로 지켜야됨.
    4.다른 규정은 심하게 규제안함 (ex 자)
    5.홈페이지의 사진자료들을 열람할수 있다.
    6.대회 때, 스마트폰 QR코드를 통해 무게 등 상세한 값들을 실시간 조회 할 수 있었다.

     

    구분

    아키톡, innosys

    구분

    결론

    내용

    - 사인파 형태의 지진파이기 때문에 단주기로 설계된 건물들은 모두 공진 현상이 발생

    - 구조물의 연성을 크게 만들어 주기를 길게 하여 인공지진파에 더 오래 버틸 수 있도록 제작

    - 구조물의 무게를 최대한 가볍게 설계

    내용

    2012년도 국가대표 팀들의 후기를 분석해 보면서 장주기 구조물로 제작해야 하는 것이 아닌가 하는 의문이 들었다. 하지만 2012년과 규정이 동일하지 않으므로 이번 대회에서 koreatech팀은 지진파 분석 내용과 2013년도 수상작을 토대로 하여 단주기 구조물을 제작하도록 결론을 내렸다.

     

    대회에서 제시된 지진파의 위험주기는 0.5~4Hz 정도이며 5Hz까지는 비교적 완만하게 줄어들다가 6Hz부터 좀 더 급격히 줄어드는 것을 볼 수 있다. 이를 토대로 기둥사이에 2cm 나무 보강재를 사용하여 기둥의 단면적을 높이도록 하였다. 일반 기둥을 사용했을 때보다 보강기둥을 사용한 경우 기둥의 단면적이 커지면서 높은 강성을 확보할 수 있게 된다. 강성이 높아질수록 단주기 영역에 가까워지게 되어 주기는 작아지고 주파수는 커지게 되는데 일반기둥을 사용했을 때인 5Hz보다 보강기둥을 사용하여 주파수를 6Hz까지 높여 위험주기에서 멀어지도록 설계하였다.


    대회에서 기준으로 하는 지진파 250gal 400gal 500gal 600gal 700gal 800gal을 차례로 주어 구조물이 파괴에 다다를 때까지 실험하였다.





    당초 예상했던 800gal 지진에 버틸 수 있을 것이라는 분석과는 달리 실제 대회에서는 600gal에서 심하게 흔들리면서 무너지고 말았다. 문제점을 분석해 본 결과 지진파 분석이 잘못되었음을 알 수 있었다. FFT분석만을 한 후 위험주기는 1~4Hz(0.25~1s)라고 판단하였으나 응답스펙트럼 분석 결과 위험주기는 2.5~10Hz(0.1~0.4s) 정도로 판단할 수 있었다. 따라서 위의 두 분석이 겹치는 영역인 1~10Hz(0.1~1s)영역을 피하여 구조물을 보완하도록 방향을 잡지 못하여 지진파 분석이 부족하였다.

    우리 팀은 가속도 FFT분석만을 하여 위험주기를 찾았으나 응답 스펙트럼 분석을 하지 않아 구조물의 위험 주기를 찾는데 어려움이 있었다. 이를 토대로 단주기 구조물이 아니라 장주기 구조물 (주기 1s이상)으로 구조물을 제작하여 위험주기를 피할 수 있도록 하는 것이 좋다는 결론을 내렸다.


     

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    전체댓글6

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    |2015.12.08
    잘 보고 갑니다 !
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    |2015.12.07
    감사합니다.
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    |2014.10.29
    좋은경험 하셧네요.. 부럽습니다 ㅎㅎ
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    |2014.10.23
    실패원인을 잘 분석하였으니 다음번에는 더 좋은 결과를 기대합니다
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    |2014.10.22
    이런 경기가 세계경기라는 것을 처음 알았습니다. 와우 대박.
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    |2014.10.20
    다들 부산대 대회에 이어 대만대회에서도 고생많으셨습니다^^
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