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석탑 상륜부 진동 특성과 풍력산출에 관한 연구 KCI 등재

Research for the Vibration Characteristics and Wind Forces of Steeple

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/384815
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한국풍공학회지 (Journal of the Wind Engineering Institute of Korea)
한국풍공학회 (Wind Engineering Institute of Korea)
초록

본 연구는 경북지역에 존재하는 보물급 이상의 석탑을 대상으로 바람이 석탑 상륜부에 미치는 영향의 정도를 확인하기 위한 연구이다. 연구모델은, 현재까지 경북지역 석탑 상륜부에 대한 실측자료가 없다는 점, 경주 석가탑 상륜부를 포함하여 복원된 석탑 상륜부의 원형 모델이 실상사삼층석탑이라는 점 그리고 이것은 최근에 실측된 자료가 있다는 점을 고려하여, 완전하게 남아있는 우리나라의 몇 안되는 탑 중 하나인 남원 실상사동(東)삼층석탑으로 선정하였다. 연구내용은 경북지역 기상관측자료를 분석하여 설계풍속을 설정하는 것, 이에 근거하여 상륜부에 작용하는 최대전 도모멘트를 산출하고 상륜부의 정적 안정성을 검토하는 것과 와류 방출(vortex shedding)에 의한 와류진동 발생 가능성을 판단하는 것으로 하였다. 1/6 크기의 실험모형을 제작하여 풍력실험을 수행하였다. 기본설계풍속은 울릉도를 제외 한 경북지역 각 관측점에서 300년 재현주기 풍속을 넘는 35m/s를 적용하였다. 상륜부의 밑면에서 전도모멘트에 의한 허용응력 초과의 가능성을 판단하였다. 원형 단면에 대한 스트로할 수(Strouhal number)를 기준으로 공진의 가능성을 판단하였다.

The main objective of this paper is to investigate some questions regarding the dynamic characteristic of steeple in Korean stone pagoda. The steeple of Korean stone pagoda is composed usually stone ring and molded steel bar. Recent measurement data for weather have shown that the energy of typhoon are increased gradually. By this reason, the question has been raised as to the stability of stone pagoda. Especially, we must look more carefully into the vibration of steeple on stone pagoda. There has been no study that tried to figure out the vibration characteristic of steeple by wind. An one-sixth scale model is designed to perform wind tunnel test. For this model, we attempted force balance test. From force balance test, we figured out the vibration displacement of the top of steeple, maximum base shear, maximum overturning moment and wind force spectra. From force balance test, we figured out the maximum base shear of 6,800 N, the maximum overturning moment of 19,500 N-m. The analysis of spectra revealed that the magnitude of spectrum energy was not large and the unique phenomenon of spectrum energy was not figure out. So, one conclusion to draw is that the steeple of stone pagoda was safe for wind load. However, the vibration was caused by wind and the continuous vibration of steeple will show the decay of contact part. By this reason, it needs further consideration about the contact of steeple.

목차
Abstract
요 약
1. 서 론
2. 연구 모델
3. 설계기본풍속과 고유진동수
4. 풍력실험
    4.1 설계풍속
    4.2 풍동 기류특성
    4.3 계측조건
    4.4 실험결과의 해석
5. 와류진동
    5.1 와류방출 주파수와 풍속
    5.2 진동변위
6. 결 론
참고문헌
저자
  • 황종국(한국전통문화학교 전통건축학과) | Hwang Jong-Kook