Computational Modelling Method by Using the Natural Frequencies of Five-Story Stone Pagoda in Chongnimsa Site

고유진동수를 이용한 정림사지 5층 석탑의 구조모델

Multi-layered stone masonry monuments, such as stone pagoda can be modeled as a multi-degrees of freedom system. The dynamic behavior of these structures are mainly influenced by contour condition of contacting surface of stones. 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 in proposed. This paper describes a method of computational modelling technique for structural analysis of stone pagodas using measurement of natural frequency and eigenvalue analysis. For this purpose Five story stone pagoda in Cchongnimsa site was selected as a model.

요즘은 비선형해석과 유한요소해석이 가능하며 또 불연속면을 모델링을 통해 구현할 수 있도록 개발된 컴퓨터 프로그램이 개발되어 사용되고 있다. 그러나 석조구조물의 물성을 파악하지 않고서는 이러한 프로그램을 이용하여 실제거동을 예측하기가 매우 곤란하다. 이를 위해 석재와 석재의 접촉부의 강성의 변수를 사이부재를 가정하는 방식으로 수행하였으며, 실제 고유진동수를 측정하고, 석탑을 다자유도계 구조물로 가정하여 고유치 해석을 한 다음 이론상 고유진동수와 실제고유진동수가 일치하도록 접촉면의 강성을 조절하는 방식으로 모델링을 수행하였다. 연구를 위해 정림사지 오층석탑을 대상으로 구조모델링을 실시하였다. 본 연구결과는 석탑형 문화재에 대해 범용 프로그램을 이용한 구조모델링을 가능하도록 함으로써 주요 석탑형 문화재의 연직하중 뿐 아니라 진동이나 횡력에 대한 구조안전성 평가를 하는 과정에서도 유용할 것으로 기대된다.