석탑문화재의 강성과 고유진동수에 관한 연구
Stiffness and Natural Frequency of Stone Masonry Pagoda
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초록
석탑형 구조물의 동적거동은 접합부의 영향을 주로 받는 불연속 다자유도계 모델로 가정할 수 있다. 이 경우 석조 부재의 질량은 비교적 쉽게 파악할 수 있으나 석재 접촉면에서의 스프링상수는 결정하기가 곤란하다. 본 연구에서는 석탑형 구조물을 불연속 다자유도계 모델로 해석을 하는 방법과 고유진동수를 측정한 결과를 이용하여 역으로 스프링상수를 계산하는 방법을 제시하였다. 또한 사례 연구를 통해 측정된 고유진동수를 이용하여 석재와 석재면 사이의 스프링상수를 계산하는 과정을 구체적으로 제시하였다. 본 연구결과는 석탑형 문화재의 동적특성을 파악함으로써 주요 석탑형 문화재의 내진안전성 여부 판단 및 보호대책 수립에 활용할 수 있을 것이며 진동이나 횡력에 대한 구조안전성 평가를 하는 과정에서도 유용할 것으로 기대된다.
Abstract
The dynamic behavior of multi-layered stone masonry monuments, such as stone pagoda, are mainly influenced by contour condition of contacting surface of stones. These structures can be modeled as a multi-degrees of freedom system. In this case the mass of the system can be easily estimated, mean while the estimation of stiffness at junction is not simple. In this paper a method for estimating the spring constant at the contacting surface of stone is proposed. The proposed method utilizes the natural frequency of the system which can be obtained by eigenvalue analysis.
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