• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.503-514
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• 2011

본 연구에서는 콘크리트채움 U형 합성보와 H형강 기둥 십자형 합성접합부의 내진상세를 제시하고, 2개의 실물대 실험체를 설계/제작하여 강구조내진기준의 표준실험절차에 따라 내진성능을 평가하였다. 주요 실험체 구성요소는 춤 450mm(실험체 A) 및 550mm(실험체 B) U형 강재보, 두께 165mm의 골데크플레이트 위에 타설된 콘크리트 바닥슬래브, U형보의 완전합성작용을 하기 위한 전단스터드, 부모멘트 전달을 위한 4개의 주철근 및 H형강 기둥에 정착을 위한 용접커플러 그리고 접합부 보강을 위한 보강판으로 구성된다. 순수 강재 보-기둥 접합부와 상이한 U형 합성접합부의 독특한 특성을 고려하여, 지진하중 하에서 내진성능에 결정적 영향을 미치는 보-기둥 접합부의 용접부 취성파단, 강판의 국부좌굴, 주철근의 휨좌굴, 콘크리트 압괴 등의 한계상태가 적절히 제어되도록 실험체를 설계하였다. 강구조내진기준의 지진하중 가력프로그램에 따른 실험결과, 설계에서 의도한 바와 같이 여러 한계상태가 적절히 제어되어 실험체 A 및 B는 각각 6% 및 6.8% 라디안에 이르는 매우 뛰어난 층간변형능력을 발휘하였다. 이는 특수모멘트골조에 요구되는 4% 라디안 수준을 충분히 상회하는 만족스런 층간변형능력이다. 특히 접합부 강화전략에 의해 제안된 합성접합부 상세는 설계에서 의도한 것과 같이 소성힌지를 보강단부로서 밀어냄으로서 취약할 수 있는 보-기둥 용접접합부를 효과적으로 보호하였다. 실험체 A의 최종 파괴모드는 6.0% 층간변위에서 발생한 보강단부에 인접한 냉간성형 코너부의 점진적 저사이클피로에 의한 하부플랜지의 파단에 의해 발생하였다. 한편, 실험체 B는 8.0%의 높은 수준의 층간변위에서 발생한 볼트이음부 파단에 의해 내력을 상실하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.251-259
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• 2006

최근 환경문제의 대두로 친환경 재료를 사용하는 건축물에 대한 연구가 주목을 받고 있다. 특히, 북미나 일본 등지에 서는 목질구조를 이용한 4층 정도의 사무소건축이나 교외형 호텔, 학교 등의 중층 목조 건축물을 실현하기 위한 연구가 진행되고 있다. 이러한 구조물은 하부층은 RC조로 하고 상부층은 목조로 하는 하이브리드 구조형식으로 보급되고 있다. 기존의 볼트나 드리프트 핀을 목재 중에 접합구를 삽입하는 방식으로 준 내화성능의 확보나 외관상의 이점이 있으나, 하중을 전달하는 지압면적이 작어 목재의 내부로 접합장치가 파고들기 때문에 목재에 균열을 발생시키는 약점이 있다. 본 연구에서는 목질 하이브리드 구법으로서 비교적 큰 하중을 받을 수 있는 2방향 라멘접합부 개발을 목표로 새로운 모멘트저항형 접합법을 검토하고자 한다. 이러한 시스템을 구축하기 위하여 H형강을 이용한 이음접합 단순보의 휨 실험을 행하였으며, 주요한 변수는 구조용집성재와 H형강의 삽입길이(보춤의 1배, 1.5배, 2배)와 H형강 상 하 플랜지와 구조용집성재 상하면 사이의 틈새에 에폭시의 충전유무이다. 실험결과, H형강의 보춤의 2배를 확보함으로써 목재의 강도 및 강성을 충분하게 발휘할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.613-625
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• 2012

철도교는 일반적으로 설계하중에 근접한 열차하중이 빈번하게 통과할 가능성이 있으므로, 초기설계단계부터 여러 구조상세에 대해 피로특성을 충분한 반영하는 것이 필요하다. 그럼에도 불구하고 철도교에 작용하는 축하중의 크기 및 배치 특성, 피로에 대한 부적절한 구조상세의 적용 등으로 인하여 강철도 플레이트거더교에서 부분적으로 피로균열이 보고되고 있다. 상부플랜지와 복부의 용접이음부에서의 피로균열의 주요 발생 원인의 하나는 침목을 지지하는 주거더와 열차하중이 작용되는 레일과의 중심간격 차이에 따른 열차하중의 편심작용에 의한 것이다. 이 연구에서는 공용중인 강철도 상로플레이트거더교를 대상으로 현장조사 및 현장계측, 일련의 구조해석을 실시하고, 대상교량의 구조거동 특성 및 피로균열의 발생 원인의 규명, 보수 보강(안)에 대하여 검토하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.153-153
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• 2011

현대 건축은 기능적이고 합리적이었지만 획일적이었던 박스형 건축에서 탈피해 형태와 공간에 있어서 다양한 변화를 시도하고 있다. 특별한 건축물의 실현을 위해 각 나라의 기술력은 급속한 발전을 이루었고, 보다 더 독특한 건축물에 대한 관심은 비정형 건축물에 대한 관심의 증대로 이어지고 있다. 이러한 비정형 건축물에 적합한 구조로써 프리폼(Free-Form) 구조가 있다. 프리폼 구조로 입체골조(Double Layered Structure)를 많이 사용하였으나, 최근 유리로 되어 투명하고 기하학적 모양의 건축물을 추구함에 따라 평면골조(Single Layered Structure)가 증가하고 있는 추세이다. 평면골조는 축력 지배형과 모멘트 지배형으로 분류할 수 있고 프리폼 구조의 구성 요소 중 가장 취약하고 중요한 부분은 노드이다. 본 연구에서는 프리폼 구조 중 가장 큰 관심이 고조되고 있는 평면골조 모멘트 지배형의 노드에 대한 국내외 기술 분석을 통해 향후 연구 방향성을 제시하고자 한다. 입체골조는 하나의 노드에 여러개의 부재가 3차원으로 결합되어야 하기 때문에 다른 골조 시스템에 비해 노드부가 복잡하지만, 건축물의 외관을 유리로 하여 투명하게 하고 비틀리고 구부러진 구조물에 대한 건축적 요구가 많아짐에 따라 평면골조의 인기가 높아지고 있다. 이러한 시대의 흐름에 발맞추어 건물의 구조적, 기하학적 요구를 충족시키기 위해 다양한 노드 시스템이 개발 중이며, 가해지는 하중의 특성에 따라 축력 지배형과 모멘트 지배형으로 구분하여 노드의 양상을 분류할 수 있다. 축력 지배형의 대표적인 시스템은 다이아그리드(Diagrid)이다. 축력 지배형 프리폼 구조의 노드는 전체 구조물의 하중을 축력으로 받아 모두 전달해야 하기 때문에 크기가 크고 가새가 2~4개층에 걸쳐서 설치되기 때문에 중량이다. 모멘트 지배형 노드를 갖는 프리폼 구조의 형태는 대부분 지붕 구조로써 지붕 자체의 하중만을 견디도록 설계된다. 따라서 노드부와 노드에 붙는 부재들이 가볍기 때문에 사람이 들 수 있고 노드의 크기가 작아 시공성이 좋으며 대량 생산이 가능하다는 장점이 있다. 노드의 형태는 힘의 흐름과 쓰임에 따라 다양하다. 평면골조 모멘트 지배형의 노드는 접합방식에 따라 Splice node connection과 End-Face node connection 두 가지로 분류할 수 있다. Splice node connection은 각 부재의 종축으로 노드와 구조부재 사이에 이음재를 두어 연결하고, 연결 형태에 따라 전단력을 전달할 수 있는 1~2개의 접촉면이 생긴다. 전단응력을 받는 볼트로 이음재를 이어 조립하거나 용접으로 접합할 수 있다. 대표 노드로, SBP-1, SBP-2와 POLO-1 등이 있다. End-Face node connection은 각 연결된 부재의 단부와 노드 사이의 연결면은 종축방향의 수직이고, 인장응력을 받는 볼트를 사용하거나 용접에 의해 접합할 수 있다. 대표 노드로 SBP-4, WABI-1, MERO-1(Cylinder), MERO-2(Block), MERO-4(Double Dish) 등이 있다. 본 기술 현황 분석을 통해 현재 개발된 노드를 분류하고 가장 관심이 높은 Single Layer 모멘트 지배형 노드를 비교, 분석하였다. 최근 건물의 경향을 반영한 프리폼 구조를 실현하기 위해서 필수적인 노드의 개발은 국외에서 활발히 연구되고 있지만 그 기술이 개방되어 있지 않다. 국내에서는 동대문 디자인 플라자에 새로운 노드를 적용하고 고려대학교에서 모멘트 지배형 노드를 개발하는 등 발전 가능성을 보이고 있지만 국외 사례들에 비하면 아직 초기 단계라 할 수 있다. 따라서 현장 용접을 지양하고 공장 제작하여 현장에서 조립하며, 프로젝트 별로 상이한 노드를 사용하는 것이 아닌 다양한 요구를 효과적으로 수용하는 구조 효율성을 향상시킨 노드 상세의 개발이 이루어져야 할 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제26권4호
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• pp.402-410
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• 2017

본 연구에서는 실대형 실험과 구조해석을 통하여 현장에서 사용되는 기둥-서까래-도리, 기둥-도리-방풍벽 접합부를 적용한 강관 골조 플라스틱 연동온실의 정적 구조성능을 분석하였다. 실대형 재하실험 결과는 접합부를 강접합으로 가정한 구조해석 결과와 비교하여 구조물의 횡방향 강성과 각 부재의 하중분담률에서 많은 차이를 보였다. 동고 높이에서 측정한 수평변위는 실험과 구조해석의 차이가 40%이었고 수직변위는 89%의 차이를 보였다. S3 부재의 발생응력을 기준으로 한 각 부재별 하중분담률을 비교한 결과 실험과 구조해석에서 두 배 이상의 차이를 보이는 부재가 있었으며, 하부측벽이음(S2), 기둥 상부(S7) 등 주요 부재의 실험결과가 구조해석의 하중분담률을 재현하지 않았다. 현장에서 사용하는 접합부가 충분한 강성을 확보하지 않음으로써 구조물에 작용하는 외력을 각 부재에 적절하게 전달하지 못했으며 이로 인해 구조물의 강성이 저하되는 현상이 나타났다. 설계 단계에서 일반적으로 구조해석에 의해 결정되는 구조성능의 신뢰도는 접합부의 특성을 보다 면밀하게 고려했는지 여부에 따라 좌우 될 수 있다. 따라서 온실 구조 성능에 대한 신뢰성을 높이기 위해서는 온실에 사용되는 다양한 접합부를 고려할 수 있는 구조해석 기술의 개발이 필요하며 설계 기준에서 상세 설계 방법을 보다 명확히 규정해야 할 것으로 판단된다.

• 보존과학회지
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• 제32권3호
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• pp.353-364
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• 2016

구리 현릉의 능상석조물은 주로 자철석계열의 흑운모화강암으로 구성되었으며 풍화도가 높다. 손상 특성으로는 미생물 및 토사 유입과 흑색오염물의 발생률이 높게 나타났다. 봉분 부재에 대한 손상도 평가 결과, 토사(50.5%)와 지의류(47.6%)의 피도가 주요 요인으로 나타났으며 북면에서 지의류 외의 생물생육(8.6%)이 두드러진다. 표면오염물은 광물산화와 부재간 이음부에서 석고가 생성되었고 주요 변색양상인 흑색은 유기물에 의한 것으로 해석되었다. 각 단위 부재별 초음파 측정 결과, 평균 2,195 m/s의 속도로 심한풍화(HW)가 진행된 상태이며 대부분 부재에서 4~5등급에 도시되었다. 따라서 현릉의 능상석물에 대한 보존처리가 필요한 상태로 판단된다. 훼손을 촉진하는 토사 및 높은 점유율을 보이는 지의류 등 생물오염 세척과 상당한 풍화가 진행된 부재에 대한 강화 및 접합 충전이 요구된다. 또한 Ca를 주성분으로 하는 보수물질과 백화에 대한 제거 및 재처리 여부에 대한 논의가 필요하다 .

• 한국전통조경학회지
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• 제32권3호
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• pp.1-9
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• 2014

본고의 검토는 익산 왕궁리유적에서 조사된 후원 조사 결과로서, 후원을 조성하고 있는 시설들에 대해 살펴보는 것을 목적으로 하였다. 백제 사비기에 조성된 궁성 유적인 익산 왕궁리유적의 정원시설과 후원에 대한 조사 결과를 통해 백제의 궁내원에 대한 연구의 기초가 마련되었다. 익산 왕궁리유적의 후원을 구성하는 시설은 1) 석축시설, 2) 도수시설 : 환수구(동 서 북측 및 출수구 암거시설 등 출수시설) 및 곡수로(1~6 및 집수시설), 3) 방형초석 건물지로 나눌 수 있다. 본고에서는 후원 시설들의 조성과 배치에 대한 조사 결과를 정리하여 백제 사비기 도성에서의 궁원의 원형 복원을 위한 기초를 마련하고자 한다. 먼저, 석축시설은 물의 집수 혹은 경계의 역할을 담당하기 위한 것으로 판단된다. 특히 말각장방형석축시설은 이음부를 통해 환수구까지 물이 이동하였던 것으로 생각되며 조경, 집수 및 도수의 역할을 복합적으로 담당했던 것으로 보인다. 위의 두 시설은 궁성이 조성될 때 후원의 대표적인 시설이었다는 것을 확인하였다. 서사면의 석렬시설은 아래쪽에 위치하는 공방시설 등에 물로 인한 피해를 막기 위해 조성된 것으로 추정된다. 환수구 역시 동측궁장(성벽)과 북측궁장(성벽), 서측 경사면 아래쪽을 경계짓고 보호하는 역할을 하였다. 환수구는 물을 집수 혹은 치수하는 역할을 하였고, 동시에 관상을 위한 조경의 역할도 담당하였던 것이다. 백제~통일신라시대에 이르는 동안 환수구는 물에 의한 내부 퇴적의 진행이 이루어지며 지속적으로 사용되었던 것으로 추정된다. 이후, 환수구 내부가 완전히 퇴적된 시기에, 환수구와 동일한 필요성으로 서측 경사면에 곡수로가 새롭게 조성되었다. 구릉정상부의 방형초석 건물지는 주변의 백제 기와무지 등의 존재를 통해 백제 사비기에 처음 조성되어 이후 개축을 거치며 방형의 초석이 설치된 건물로 사용되었던 것으로 보인다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제56권4호
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• pp.192-214
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• 2023

목조건축문화재는 그 나라의 정체성을 보여주는 가시적인 유물 가운데 하나이다. 문화재의 원형에 대한 개념이 정확하게 이해되지 않은 상태에서도 문화재는 '원형보존' 또는 '원형유지'를 보존관리의 원칙으로 삼았다. 더구나 요즈음은 국제적인 보존원칙의 흐름을 따라 문화재를 '역사적 대상물로의 가치'로서 중요하게 생각하고 있다. 이 논문은 목조건축문화재의 원형유지를 위해 어떤 부분을 모니터링 해야 하는가의 범위와 내용을 정해 보기 위한 시도의 결과이다. 목조건축문화재의 모니터링에 있어서 첫 번째로 해야 할 부분은 지면과 기단의 상태를 점검하는 일이다. 지면과 기단은 목조건축문화재가 오랫동안 서 있을 수 있도록 모든 힘을 받아 주는 곳이기 때문이다. 따라서 기단부와 낙수의 관계, 기단부의 침하 유무, 배수로의 유무와 구배 상태 확인 등을 모니터링 하였다. 두 번째는 기둥 부분이다. 기둥 기울음의 유무, 귀솟음과 안쏠림의 기법의 유무, 기둥 치수의 변화 유무, 기둥과 초석의 변위 발생 등을 확인하는 일이다. 기둥의 불안정성은 각 부재와의 이음과 맞춤 부분의 파손을 발생시키고 이로써 벽체의 손상까지로 이어지는 물리적 변화를 초래하기 때문이다. 세 번째는 지붕의 번와 유무, 번와에 따른 신·구 기와의 점유상태, 그에 따른 편심하중의 유무, 강우·강설에 의한 기와 사이의 이격 발생, 누수의 유무를 점검하였다. 지붕은 기와의 이격이나 파손에 의해 건물 내부로 누수가 지속되면 창방 이상을 부분 해체보수 해야 하기 때문에 가급적 원형유지를 위해서 모니터링 해야 한다. 시기적으로, 상태적으로 기준이 모호한 '원형보존'이나 '원형유지'를 문화재보존의 기본으로 하였어도 당시의 모든 현상은 문화재의 '원형'으로 보아야 한다. 그렇기 때문에 문화재돌봄에 있어서 기단부, 기둥, 지붕의 모니터링 범위는 당해 문화재에 어떠한 훼손이 일어나고 있는가를 확인하는 기준점이 된다. 다시 말하면 모니터링을 시작한 그 시점의 자료는 당해 연도의 '원형'이 된다. 지금에라도 현상에 대한 기록을 남기고 그것이 어떻게 변화되고 있는지, 훼손되고 있는지의 사진, 측정값, 도면 등의 여러 자료를 남겨두어야 후대가 필요로 하는 문화재의 '원형'에 대한 정보로 활용할 수 있을 것이다. 또 문화재 원형보존을 위한 모니터링의 분석에 따른 대안을 적극 도입하여야 한다. 그리고 문화재 모니터링의 결과물인 문화재의 현재 상태 및 상황을 여러 관련 기관과 공유하여서, 문화재의 '개입'에 의한 보존보다 예방보존을 구축해 나아가야 한다.