• 헤리티지:역사와 과학
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• 제38권
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• pp.329-358
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• 2005

감은사지 삼층석탑은 신라석탑의 규범을 이루는 시원적인 석탑으로 우리나라 석탑의 대표적인 형식으로 자리 잡고 있음은 잘 알려진 사실이다. 이와 같은 석탑은 석조미술품이면서 석구조물이다. 지금까지는 탑을 이해함에 있어서 조탑사상과 미술사적으로는 깊은 연구와 논의가 이루어져서 양식이나 편년 등은 깊이 있게 연구되었다고 생각된다. 그러나 상대적으로 석조건축물로서의 연구는 아주 미미한 것이 사실이다. 우리나라에서 연구 활동을 하고 있는 많은 석탑전문가들도 대부분이 미술사전공자이고 구조를 이해할 수 있는 공학자는 극히 소수임을 보아도 잘 알 수 있다. 앞으로는 석탑을 이해함에 있어서 미술사 못지않게 구조를 포함한 힘의 전달 등 역학 적인 부분도 검토될 수 있도록 공학적인 면으로도 접근하여 탑을 보다 깊이 있게 그리 고 구조체로서 안전하게 이해하고 안전성도 검토 되어야 할 것으로 생각된다. 탑을 조성한 우리선조들의 기술적인 부분을 곳곳에서 찾아 볼 수 있다. 첫째 : 지대석과 하층기단면석을 한 돌로 만드는 기단부의 작은 부재를 가급적 크게 만들어서 상부 하중으로 인한 부재의 이완과 침하 등 부재 변형을 최소화하기 위 한 것이며, 둘째 : 면석과 탱주의 이음에 있어서 탱주에 턱을 두어 면석을 끼워 맞추는 결구방식을 보면 탱주에 끼워지는 면석부분을 살짝 면접기하여 탱주 턱에 쉽게 끼워지도록 하였다. 이러한 면석 결구방식은 감은사석탑 이후 석탑의 면석 결구방식에서는 찾아보기 어려운 결구방식이다. 셋째 : 각 면에 옥개석과 옥개받침석의 크기를 각기 다르게 하여 상 하 부재의 이음부를 일치하지 않게 하였다. 이는 수직 하중의 분산과 부재의 이완을 방지하기 위 한 것으로 판단된다. 넷째 : 동탑 해체 시 확인된 사항으로 옥개받침의 상면을 평평하게 다듬지 않고 안쪽을 볼록하게 도드라지게 다듬어서 가능한 부재의 무게중심을 석탑의 중심에 가깝도록 고려하였다. 작은 부재를 가급적 크게 만든 것, 상하부재의 이음부를 어긋나게 한 기법과 무게중심을 되도록 석탑중심으로 오도록 한 수법 등은 당시 조탑인들은 상당한 수준의 공학적인 식견을 가지고 구조를 이해하는 기술력이 뛰어났음을 알 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권2호
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• pp.137-144
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• 2010

팽이기초에 대한 일본과 국내에서 현재까지 공통적으로 연구되고 있는 것은 팽이기초의 현장재하실험에 대한 지지력과 침하량에 주목되어 있다. 그러나 팽이기초에서 선행되어야할 연구는 공법 자체가 상재하중을 하부에 어떠한 원리로 전달되는 지에 대한 분석이 수행되어야 한다. 이에 본 연구에서는 일본에서 개발된 Top-Base Foundation과 국내에서 개발된 부양형 팽이기초의 응력전달 메커니즘을 수치해석 및 실내모형실험을 통하여 분석하였다. 팽이기초의 하중전달 메커니즘을 분석한 결과 상재하중에 대한 팽이기초 자체의 하중저감 분담률은 주로 팽이기초와 쇄석사이에서 발생하는 주면마찰력이 가장 크게 나타났다. 또한, 팽이기초의 내부응력분산효과를 포함한 Top-Base Foundation의 총 응력분산각은 $41.8^{\circ}$이며, 부양형 팽이기초의 총 응력분산각은 $44.5^{\circ}$로 산정되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.83-89
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• 2018

본 연구에서는 유한 요소 해석을 바탕으로 연약 지반의 콘크리트 직사각형 피라미드 기초의 접지 하중과 접지 면적을 고려하여 불충분 한 설계 능력을 보완하고 하중에 의한 침하의 영향을 연구하였다. 이 연구의 결과로, 사각 피라미드 기초가 일반 기초보다 18% 더 효과적이라는 결과가 나왔는데, 이는 압밀침하에 체적의 변화에 따라 밀접한 관계를 가지고 있으며 과잉간극수압이 소산 하는 시간에 비해 비교적 짧은 시간에 일어나는 하중의 변화로 발생한 것으로 해석되었다. 해석 시 지층의 경계조건에 따라 압밀층은 상단과 하단 중간에 이루어져 있고, 압밀이 진행 되는 시간에 비해 짧은 시간에 하중이 가해져 하중이 완전히 작용하기 전에는 압밀이 전혀 발생하지 않는 것으로 해석되었다.

• 보존과학회지
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• 제18권
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• pp.63-74
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• 2006

경주서악리 삼층석탑의 모든 부재는 정동이 잘 발달된 중립질의 회백색 알카리 화강암으로 구성되어 있다. 이 석탑은 이미 보수되어 전체적으로 안정감을 주며 상륜부를 제외하면 거의 원형을 보존하고 있다. 그러나 석탑에 직접적인 영향을 가하는 주변의 수목과 지반에 서식하는 잔디의 영향으로 지대석과 기단부 및 옥개석의 상부에는 지의류를 비롯한 미생물의 서식이 심각한 상태이다. 따라서 보존처리는 일차 건식세정을 실시하였고 이차로 습식세정을 실시하였다. 이때 잘 제거되지 않는 지의류 및 오염물 등은 고온스팀을 이용하여 제거하였다. 또한 이미 보수에 사용되었던 콘크리트와 에폭시 수지를 제거를 하고 에폭시계 합성수지에 탈크와 알카리 화강암 파우더 등의 충전제를 혼합하여 복원하였다. 부재들의 질감을 맞추기 위해 합성수지와 충전제의 혼합과정에서 색 맞춤을 하였다. 또한 석탑의 동쪽에 있는 사면으로부터 흘러내리는 빗물의 유입을 최소화하기 위해 배수로를 설치하였으며, 석탑주변에 서식하고 있는 수목 및 잔디를 제거하여 습기 발생을 최소화함으로서 향후지의류의 발생을 억제시키고자 하였다.

• 대한지리학회지
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• 제42권3호
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• pp.315-331
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• 2007

한국 불교 사찰을 대표하는 불국사는 활단층인 불국사(울산)단층선이 통과하는 한반도에서 지반이 가장 불안정한 곳에 입지 한다. 사찰이 조성된 선상지 지형면의 폭이 좁고 경사가 급하므로 건축자들은 불교의 상징세계를 완성하기 위하여 부지의 남쪽과 서쪽을 확장하였다. 인위적으로 넓힌 공간에는 이 지역의 지형적 특성을 고려하여 내진 구조를 고안하여 적용하였다. 건축미를 극대화하면서 중요한 목적인 내진 기능을 작동시키기 위하여 화강암을 목재처럼 가공하거나 자연석과 다듬은 석재를 이용하여 여러 장치들을 고안하였다. 불국사에 적용된 내진 구조는 그렝이법, 목조건축 기법을 적용한 석조구조(결구), 주두석(동틀돌, 첨차석)의 이용, 유공초석의 사용이다. 석축을 구성하고 있는 각 부분들은 나름대로 지진에너지를 흡수하는 특별한 역할을 하면서 전체적으로 균형과 조화를 이루고 있다. 복잡하고 세밀한 내진 구조들을 겉으로 드러내지 않고 석축 안에 감추면서 미학적으로 절정의 건축물을 만든 건축설계는 1250년 전 신라인들의 기술 수준을 짐작하게 한다. 기교에만 치우쳐 지나치게 치장한 것으로도 보일 수 있는 이 건축물의 진정한 미는 과학에 근거한 아름다움을 추구한 것이다.

• 산업융합연구
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• 제19권6호
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• pp.139-144
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• 2021

아름다움을 추구하려는 인간의 행위는 가장 자연스러운 욕구이자 본능이기 때문에 외모의 중요성과 함께 인간의 외모 관리에 대한 미용학적 관심이 날로 증대되는 4차 산업혁명 시대에 부합하는 새로운 미용 트렌드(beauty trend)의 요구가 현시점에서 매우 필요하다. 이에 미용학(美容學)과 연관이 깊은 미술(美術)에서 근원을 도출하고자 18세기 프랑스를 비롯한 유럽에서 유행한 '시누아즈리' 풍의 서양화 속에 등장하는 여성 헤어디자인의 형태(形態), 질감(質感), 색상(色相) 등에 대하여 그림을 통해 면밀한 연구 및 분석을 하였다. 연구결과 네 개의 서양화 속 등장하는 여성의 헤어디자인에는 각각의 개성 있는 형태, 질감, 색상의 특성을 나타냈다. 본 연구를 통해 촌각(寸刻)을 다투면서 빠르게 변화하는 시대를 사는 현대인에게 뉴 모드(new mode)의 헤어스타일 개발의 초석(楚石) 구축과 함께 다양한 미용 콘텐츠(contents) 개발을 위한 시금석(試金石)으로 작용하고자 한다.

• 한국전통조경학회지
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• 제41권4호
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• pp.8-20
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• 2023

전통조경 시설물은 역사성과 진정성을 가진 기법에 따라 수리되어야 하지만 현행 문화재수리 표준시방서의 수리기준은 실무적 차원의 기본지침에 해당하며, 구체적인 사례를 통해 세부기법을 분석한 연구도 많지 않다. 본 연구는 조선시대 관영공간의 화계, 연못, 수로, 포장을 중심으로 역사적 사실에 근거한 수리기법을 시론하였다. 첫째, 화계는 석축 부재의 재료와 마감, 구조 강화와 뒤채움 재료, 상부 표토면 보호 조치를 분석하고, 기초보강용 석재와 교착용 미장재, 석재의 가공기법 등을 도출하였다. 특히 쇠시리와 모접기를 통한 세밀한 장대석 가공법, 기초보강용 엄석과 유회의 사용은 화계의 독특한 수리기법 중 하나로 확인되었다. 둘째, 연못의 경우 호안 석축의 재료와 구조, 기초부 보강과 누수 방지 기법을 살펴보면서 지정공사, 구부재 활용, 수질 관리 등에 관한 특징을 도출하였다. 고임쇠와 심석을 통한 내구성 강화, 기초부 강화를 위한 말뚝지정, 오물 유입 방지를 위한 사초 피복 등이 주목할 만한 수리기법으로 확인되었다. 셋째, 수로는 축조 재료, 기초부 강화와 누수 방지 조치, 수해 예방 조치를 중점적으로 파악하면서 덮개돌 마감 방식, 지정과 뒤채움 재료, 유속 저감 방법 등의 수리기법을 파악하였다. 수량에 따른 다양한 바닥 재료, 누수 방지를 위한 강회 마감 등이 주요 수리기법으로 주목되며, 날개벽과 낙차공 등은 수로 내부의 충파와 유속 관리를 위한 조치로 확인되었다. 넷째, 포장은 기초부 구성, 부속 재료와 도구, 사초 활용 등에 관한 실제 사례를 제시하였다. 사초 피복을 통한 박석 고정, 세승으로 불린 기준실 사용 등이 주요 수리기법 중 하나였으며, 특히 방전장으로 불린 방전 포설 전문장인의 존재가 새롭게 확인되었다. 본 연구가 전통조경 시설물의 수리기법 발굴을 위한 출발점이 되고, 향후 시방서 개정을 위한 기초자료로 활용되길 기대한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.137-143
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• 2020

본 연구에서는 강성관용 하수관거 설계 시 주로 관에 작용하는 모멘트를 기준으로 관의 파손여부를 결정하는 기존 설계법의 개선을 위해 하수관거 기초의 지지력 및 침하량을 추가로 평가하는 개선안을 제시하였다. 동일한 조건에서 쇄석기초의 안전성이 가장 낮게 나타났고, 콘크리트 VR관 및 조립식 플라스틱 기초는 굴착 깊이 대부분에서 안전한 것으로 나타났다. 강성관용 하수관거 기초의 지지력은 기초의 종류에 상관없이 기초의 형상, 지반조건 및 지하수위에 따라 지지력이 결정되었다. 기초의 지지력은 지하수위가 높은 경우 작게 평가되었고, 동일 깊이에서 기초의 폭이 작을수록 크게 나타났다. 전체적으로 근입 깊이가 깊어짐에 따라 발생하는 즉시침하량은 작아지는 경향을 보이고, 관의 직경이 커짐에 따라 동일깊이에서 즉시침하량은 커지는 경향을 보여주고 있다. 강성관용 하수관거 설계 시 기존의 관에 작용하는 모멘트를 기준으로 하는 관의 파손 여부에 본 연구 결과에서 얻어진 지지력 및 즉시침하량을 고려하는 것이 강성관용 하수관거의 침하 등으로 인한 문제 해결에 합리적인 것으로 판단된다.

• 한국전통조경학회지
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• 제37권4호
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• pp.1-10
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• 2019

본 연구는 과거 전통조경공간의 설계 및 시공과 오늘날 이를 유지 계승하기 위한 문화재수리 및 정비 등의 시공방법을 임원경제지 섬용지와 문화재수리 표준시방서를 토대로 서술방식, 전통조경 분야 관련 공정 추출, 시공방법을 상호 비교하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 임원경제지 섬용지와 문화재수리 표준시방서의 서술방식 및 전통조경 분야 관련 공정을 살펴본 결과 임원경제지 섬용지는 생활공간 전반의 시공방법을 집대성한 백과사전서로 구성요소별 시공방법의 사용처, 효과, 장·단점을 서술하고 구체적인 수치를 제시하여 전통조경공간 시공의 제도의 보급을 목적으로 삼았다. 문화재수리 표준시방서는 문화재 수리의 공정 전반을 제시하였으며, 문화재 수리 현장에서 참고할 수 있는 일종의 지침서 역할을 하고 있다. 이중 기초공사, 지붕공사, 조경공사, 담장공사 등이 전통조경분야에 적용될 수 있는 주요 항목으로 도출되었다. 둘째, 전통조경공간 시공방법을 기초공사와 지붕공사, 조경공사, 담장공사 등의 공정으로 구분하여 분석해보면, 기초공사는 지반을 다지는 과정을 반복하는 방식이다. 지붕공사 중 기와지붕 조성은 서까래 위에 산자를 설치하고 기와를 쌓았으며, 초가지붕은 볏짚을 여러 다발로 묶어 차례로 지붕을 덮었다. 석판지붕은 기와 대신 얇고 넓은 돌을 사용하였으며, 너와지붕은 나무판자를, 굴피지붕은 건조시킨 굴피를 여러 겹으로 깔아 조성하였다. 조경공사는 주로 잡석다짐을 통한 포장기법과 여러 단을 조성하고 상부에 석물이나 화초나 관목 등을 식재하는 화계 시공이 주를 이루고 있고 담장공사는 쌓는 재료에 따라 흙을 다져 쌓은 토담, 돌과 진흙을 사용한 돌담, 기와로 무늬를 만든 영롱담, 널판을 벽면으로 사용하는 판장 시공 등이 도출되었다. 셋째, 임원경제지 섬용지와 문화재수리 표준시방서의 시공방법을 비교해보면, 임원경제지 섬용지는 전통공간의 신규 조성을 위한 시공방법의 표준화에 중점을 두고, 문화재수리 표준시방서는 문화재 수리 현장의 다양성을 고려한 전반적인 시공 절차를 제공하여 시공의 범위 설정에 차이가 있다. 또한 과거 전통조경공간은 일상거주공간이었으나 오늘날에는 문화재로 지정된 곳으로서 기 구축된 시설의 유지관리 공정이 이루어지며, 관람환경 조성을 위한 시공방법이 추가되었다. 전통지식의 계승 차원에서 과거의 시공방식은 오늘날 문화재 수리에도 일정 부분 유사한 방법들이 확인되며, 일부 소재나 배합방식, 후대 추가된 시설의 구분, 효율적인 시공방식의 도입 등 전통기술을 재구성한 사례도 확인되었다.

• 한국전통조경학회지
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• 제39권1호
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• pp.10-19
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• 2021

본 연구는 낙선재, 주합루, 존덕정, 대보단지를 중심으로 근현대기 창덕궁 내 주요 점경물의 실상과 변형 양상을 고찰하였다. 전각, 식생, 구조물과 달리 상대적으로 관심이 저조했던 점경물에 대해 과거부터 현재까지의 변화상을 조명하기 위한 의도이다. 본 연구의 성과는 향후 창덕궁 내 점경물의 복원정비계획 수립에 요긴한 자료로 활용될 수 있을 것이다. 연구의 주요 결과는 다음과 같이 정리할 수 있다. 첫째, 1901년 체코인 브라즈가 촬영한 사진에 따르면 당시 낙선재 후원에는 석지(石池)와 괴석을 비롯해 총 6기의 점경물이 소재했다. 후원의 지면에는 금사연지(琴史硯池)로 불리는 석지와 괴석 2기, 화계 1단에는 괴석 3기가 배치되어 있었다. 해방 이후부터 괴석의 임의적인 재배치가 빈번하게 발생했으며, 그 과정에서 본래 화계 1단에 위치했던 괴석 2기는 경훈각(景薰閣) 후원으로 이설된 상태이다. 둘째, 「동궐도」가 제작된 조선후기와 달리 1900년대 초반 주합루 후원에는 괴석 2기가 대칭으로 배치되어 있었다. 외형, 규격, 의장이 유사한 전통적 양식의 점경물이었다. 하지만 주합루 후원의 괴석은 모두 1970~1980년대에 타지로 이설되어 현재는 고유위치를 벗어난 상태이다. 1기는 빙천(氷泉) 입구와 금천교 인근을 거쳐 애련정 후면에, 또 다른 1기는 연경당 장락문(長樂門) 앞에 남아 있다. 셋째, 과거 존덕정 일곽에 소재했던 점경물 중 괴석 1기는 현재 구성 부재가 분리된 상태로 정자 주변 석교와 영화당 인근에 분산 배치되어 있다. 영화당 인근의 대석은 1990년 무렵 앙부일구 모조품을 설치하기 위한 용도로 이설되었다. 또 다른 괴석 1기는 후원 정문으로 이설된 이후 현재는 소재 파악이 어려우며, 본래 위치에는 완전히 상이한 형태의 점경물이 새롭게 배치되어 있다. 넷째, 대보단지에 현존하고 있는 대석 2기는 일제강점기 당시 이왕직청사(李王職廳舍) 현관 기둥의 초석으로 사용되던 건축 부재였다. 해방 이후 이왕직청사가 구황실재산사무총국으로 개편되고, 1960년 무렵 사무총국 건물이 전소되자 기단 위에 배치되어 있던 석상(石像)과 대석이 대보단지로 이설되었다. 대보단지의 대석은 건축부재가 점경물로 오인되고 있는 대표적 사례이다.