단일 석재 조각의 정적 하중 분석: 거대 조각상의 무게 중심(CG)과 구조적 지지력 설계
거대 조각상의 자중(Self-weight)에 의한 기저부 압축 응력 계산
거대 조각상의 자중(Self-weight)에 의한 기저부 압축 응력 계산: 상부의 거대한 하중이 발목 등 좁은 기저부에 집중될 때 발생하는 응력을 계산하여 허용 압축 강도 내에 있는지 검토합니다.
편심 하중 발생 시 무게 중심(CG) 이동과 전도(Overturning) 모멘트
편심 하중 발생 시 무게 중심(CG) 이동과 전도(Overturning) 모멘트: 조각의 형태가 비대칭일 때 무게 중심이 기저면 밖으로 나가지 않도록 설계하거나 고정 장치를 계산합니다.
캔틸레버 구조(예: 뻗은 팔)의 처짐 방지를 위한 모멘트 암 분석
캔틸레버 구조(예: 뻗은 팔)의 처짐 방지를 위한 모멘트 암 분석: 지지대 없는 돌출 부위는 자중에 의해 굽힘 모멘트가 발생하며, 돌의 인장 강도가 낮으므로 보강이나 무게 배분이 필수적입니다.
석재의 인장 강도 한계를 고려한 구조적 지지점 최적화 설계
석재의 인장 강도 한계를 고려한 구조적 지지점 최적화 설계: 돌은 압축에는 강하나 인장에는 매우 취약하므로, 모든 부위가 압축 응력 하에 있도록 지지 구조를 배치합니다.
지진 하중 및 풍하중 시뮬레이션을 통한 동적 안정성 평가
지진 하중 및 풍하중 시뮬레이션을 통한 동적 안정성 평가: 외부 진동이 가해질 때 조각상의 고유 진동수와 공진하지 않는지, 수평 하중에 견딜 수 있는지 시뮬레이션합니다.
다리 부분의 응력 집중(Stress Concentration) 완화를 위한 아치 구조 도입
다리 부분의 응력 집중(Stress Concentration) 완화를 위한 아치 구조 도입: 하중이 급격히 꺾이는 부위에 부드러운 곡선을 도입하여 응력이 한곳에 쏠려 균열이 생기는 것을 방지합니다.
기초 지반의 부등 침하가 석조 구조물의 균열에 미치는 영향
기초 지반의 부등 침하가 석조 구조물의 균열에 미치는 영향: 지반이 불균일하게 가라앉으면 조각 내부에 거대한 전단 응력이 발생하여 수직 균열의 원인이 됩니다.
유한요소해석(FEA)을 이용한 대형 석조상의 파손 취약점 예측
유한요소해석(FEA)을 이용한 대형 석조상의 파손 취약점 예측: 복잡한 형상의 조각상을 수만 개의 요소로 나누어 하중 분포를 정밀 계산하고 취약 부위를 찾아냅니다.
내부 철골 보강재와 석재 사이의 열팽창 계수 차이 극복 방안
내부 철골 보강재와 석재 사이의 열팽창 계수 차이 극복 방안: 철은 돌보다 팽창을 많이 하므로 직결하지 않고 완충재를 두어 열 변화 시 돌을 깨뜨리지 않게 설계합니다.
장기 크리프(Creep) 현상에 의한 조각상의 영구 변형 가능성 검토
장기 크리프(Creep) 현상에 의한 조각상의 영구 변형 가능성 검토: 수백 년간 지속적인 하중을 받으면 돌도 미세하게 변형될 수 있으며, 이를 고려한 구조 설계가 필요합니다.