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문제 정의
- 또 석탑을 컴퓨터 모델링을 하기 위해 AbWYS와 같은 비선형 유한요소해석 프로그램을 사용하면 좋겠지만 대개는 프로그램을 다루기가 어렵고 고가이며 큰 용량이 소요되는 등 여러가지 현실적인 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 범용프로그램을 사용해서 실무자가 간편하게 석탑구조물을 구조해석을 할 수 있는 방안을 연구하였다. 석탑 구조물을 모델링할 때 석재와 석재 사이 불연속면의 물성을 어떻게 정의하느냐가 가장 큰 변수가 된다.
가설 설정
- 대상 석탑은 석재 사이가 두께 5mm의 사이 부재로 연결된 것으로 가정하였다. 이는 석재의 돌기에 의한 간격이 약 5mm임을 의미한다.
- 석재 접촉부의 스프링상수는 응력 크기에 따라 변화하는 것으로 연구된 바 있으나4) 본 연구에서는 각 층석재 접촉부의 스프링상수 및 각 층 석재의 질량 밀도는 동일한 것으로 가정하고 진동성분으로는 전단 진동 만 고려한다. 단위 면적당 스프링상수를 灯kg/cuf/cm) 라고하고 단위 체적당 질량을 m 이라고 하면 i 층의 스프링 상수 瓦 및 질량 Mj는 다음과 같이 구할 수 있다.
- 석탑은과 같이 다질점계 모델로 가정할 수 있다.
- 이때 사이부재는 정사각형으로, 석재의 비중은 2.6ton/m3으로 가정하였다. 화강암의 프와송비를 0.
- 정림사지 5층석탑은과 같은 29개의 질량을 갖는 다자유도계 구조체로 가정하며, 과 같은 형태의 다자유도계 물체도로 표현할 수 있다.
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