• Title/Summary/Keyword: Main beam

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Prediction of the shear capacity of reinforced concrete slender beams without stirrups by applying artificial intelligence algorithms in a big database of beams generated by 3D nonlinear finite element analysis

  • Markou, George;Bakas, Nikolaos P.
    • Computers and Concrete
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    • 제28권6호
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    • pp.533-547
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    • 2021
  • Calculating the shear capacity of slender reinforced concrete beams without shear reinforcement was the subject of numerous studies, where the eternal problem of developing a single relationship that will be able to predict the expected shear capacity is still present. Using experimental results to extrapolate formulae was so far the main approach for solving this problem, whereas in the last two decades different research studies attempted to use artificial intelligence algorithms and available data sets of experimentally tested beams to develop new models that would demonstrate improved prediction capabilities. Given the limited number of available experimental databases, these studies were numerically restrained, unable to holistically address this problem. In this manuscript, a new approach is proposed where a numerically generated database is used to train machine-learning algorithms and develop an improved model for predicting the shear capacity of slender concrete beams reinforced only with longitudinal rebars. Finally, the proposed predictive model was validated through the use of an available ACI database that was developed by using experimental results on physical reinforced concrete beam specimens without shear and compressive reinforcement. For the first time, a numerically generated database was used to train a model for computing the shear capacity of slender concrete beams without stirrups and was found to have improved predictive abilities compared to the corresponding ACI equations. According to the analysis performed in this research work, it is deemed necessary to further enrich the current numerically generated database with additional data to further improve the dataset used for training and extrapolation. Finally, future research work foresees the study of beams with stirrups and deep beams for the development of improved predictive models.

하중속도가 강구조 보-기둥 접합부 내진성능에 미치는 영향 (Effect of Load Velocity on Seismic Performance of Steel Beam-column Connection)

  • 이기원;오상훈
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제26권6호
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    • pp.182-192
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    • 2022
  • 취성파괴는 구조물의 파괴거동 중 하나로서 구조재료의 내진성능에 큰 영향을 미친다. 하중속도는 취성파괴의 주요 발생원인 중 하나로 작용하며, 특히 지진과 같은 상황에서 건축물에 높은 하중속도가 작용하게 된다. 하지만 현재 국내·외 강구조 보-기둥 접합부의 내진성능평가는 대부분 정적실험을 통해 수행되고 있다. 따라서 기존 내진성능평가에서는 지진 시의 높은 하중속도에 의한 재료 인성 저하 및 최대변형률 감소 등의 요소에 따른 취성파괴가 충분히 고려되지 않았을 가능성이 존재한다. 본 연구에서는 기존 실험방법에 따른 낮은 하중속도에서의 정적실험과 진동대를 이용한 높은 하중속도에서의 동적실험을 각각 실시한다. 각 실험결과에 따른 파괴형상 및 구조성능 등을 비교·분석하고 최종적으로 하중속도의 크기가 접합부의 내진성능에 미치는 영향을 분석한다.

겹눈 모사 구조체에서 마이크로 렌즈의 높이가 빛의 수용각에 미치는 영향 연구 (Effect of the Sag Height of a PDMS Microlens on the Acceptance Angle of an Artificial Compound Eye)

  • 정지현;박미희;송혜린;김규정
    • 한국광학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.13-21
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    • 2023
  • 입사하는 빛에 대한 수용각이 큰 인공 겹눈 구조를 제작하기 위해 마이크로 렌즈 어레이의 높이에 따라 곡면형 겹눈 구조체가 갖는 수용각과 이미징 특성을 분석하였다. 마이크로 렌즈의 반지름에 대한 높이인 h/r값을 조절함으로써 보다 큰 입사각을 갖는 빔이 마이크로 렌즈 어레이로 들어올 때도 여전히 빔을 포커싱하고 이미지를 맺을 수 있는 렌즈의 구조를 확인하였다. h/r값이 0.22에서 0.37로 증가할 때 겹눈 구조체의 수용각은 28.70°에서 49.02°로 증가하여 70.8%의 증가폭을 얻어낼 수 있었다. 뿐만 아니라 글자 F를 이미징한 결과, h/r값이 0.37일 때 메인 렌즈의 중심으로부터 23번째에 위치한 마이크로 렌즈에서도 글자가 선명하게 관찰되어 56.35°의 입사각을 갖는 빔에 대해서도 마이크로 렌즈 어레이가 이미지를 맺을 수 있음을 확인하였다.

프리캐스트 바닥판을 사용한 강합성보의 교축방향 초기 프리스트레스 산정방법 I : 단순보 (Determination Method for Longitudinal Initial Prestress in Composite Beams with Precast Decks I: Simply Supported Beams)

  • 조선규;이종민
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권1A호
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    • pp.15-24
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    • 2008
  • 본 논문에서는 프리캐스트 바닥판을 사용한 단순 강합성보에 교축방향으로 프리스트레스를 도입하는 경우, 콘크리트의 장기거동과 PS강재의 릴렉세이션에 의해 발생하는 프리스트레스의 손실과 장기처짐을 계산하기 위한 장기거동해석방법을 제시하였다. 또한 제시된 해석방법을 이용하여 장기거동해석을 수행하였으며, 이를 통해 합성보의 기하형상, 콘크리트강도 및 초기프리스트레스가 프리캐스트 바닥판을 사용한 강합성보의 장기거동에 미치는 영향을 평가하였다. 해석결과 합성보 기하형상의 영향에서 프리스트레스의 손실과 장기처짐에 영향을 미치는 주요인자는 각각 보의 단면적과 단면2차모멘트였다. 마지막으로, 총 프리스트레스 손실에서 크리프에 의한 손실과 건조수축에 의한 손실의 특성을 분석하여 소요 초기프리스트레스의 산정방법을 제안하였다.

A high-density gamma white spots-Gaussian mixture noise removal method for neutron images denoising based on Swin Transformer UNet and Monte Carlo calculation

  • Di Zhang;Guomin Sun;Zihui Yang;Jie Yu
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제56권2호
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    • pp.715-727
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    • 2024
  • During fast neutron imaging, besides the dark current noise and readout noise of the CCD camera, the main noise in fast neutron imaging comes from high-energy gamma rays generated by neutron nuclear reactions in and around the experimental setup. These high-energy gamma rays result in the presence of high-density gamma white spots (GWS) in the fast neutron image. Due to the microscopic quantum characteristics of the neutron beam itself and environmental scattering effects, fast neutron images typically exhibit a mixture of Gaussian noise. Existing denoising methods in neutron images are difficult to handle when dealing with a mixture of GWS and Gaussian noise. Herein we put forward a deep learning approach based on the Swin Transformer UNet (SUNet) model to remove high-density GWS-Gaussian mixture noise from fast neutron images. The improved denoising model utilizes a customized loss function for training, which combines perceptual loss and mean squared error loss to avoid grid-like artifacts caused by using a single perceptual loss. To address the high cost of acquiring real fast neutron images, this study introduces Monte Carlo method to simulate noise data with GWS characteristics by computing the interaction between gamma rays and sensors based on the principle of GWS generation. Ultimately, the experimental scenarios involving simulated neutron noise images and real fast neutron images demonstrate that the proposed method not only improves the quality and signal-to-noise ratio of fast neutron images but also preserves the details of the original images during denoising.

골반 방사선 치료에서 산란이 kV-Conebeam CT 영상 기반의 선량계산에 미치는 영향에 대한 연구 (Study of Scatter Influence of kV-Conebeam CT Based Calculation for Pelvic Radiotherapy)

  • 윤경준;곽정원;조병철;김영석;이상욱;안승도;남상희
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제25권1호
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    • pp.37-45
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    • 2014
  • ConeBeam Computed Tomography (CBCT) 영상을 기반으로 한 선량계산에서는 Fanbeam Computed Tomography (FBCT)와 비교하여 산란에 의한 영향이 크고 그 양상이 다양하게 나타나 오차의 주요한 요인으로 작용하는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 골반 방사선 치료에서 산란이 CBCT 기반으로 한 선량계산에 미치는 영향을 평가하여 오차를 최소화 할 수 있는 조건에 대하여 연구하였다. 다양한 산란조건에서의 CBCT 영상 취득을 위하여 전자밀도 교정용 팬텀에 크기가 각기 다른 산란물질을 추가하여 "산란부족", "산란과다", 그리고 "산란충분"의 3가지 조건을 정하였다. 산란조건에서 취득된 CBCT 영상에서 팬텀 중심부와 주변부의 위치에 따른 CT number값의 차이와 분포를 분석하여 균질도를 평가하였으며 FBCT 영상 기반의 선량 분포를 기준으로 하여 다양한 산란조건에서의 전자밀도 교정관계를 적용하였을 때 팬텀 및 전립선암 환자 5명의 CBCT 영상에서 계산된 선량분포의 감마합격률 및 상대적 오차를 구하였다. 팬텀 CBCT 영상에 대한 CT number들의 히스토그램에서의 분포에서 물 등가 물질에 해당하는 피크의 폭(FWHM)은 산란부족(685 HU)이나 산란과다(264 HU)보다 산란충분(146 HU)의 조건에서 가장 작게 나타나 균질도가 제일 좋은 것으로 평가되었고 팬텀의 중심부와 주변부에서 동일 성분에 대한 CT number의 차이 역시 같은 결과를 나타내었다. 또한 팬텀의 CBCT 영상을 취득할 때와 동일한 산란조건에서의 교정조건을 적용한 경우 선량계산이 가장 정확하였으며 산란충분의 교정곡선 조건을 적용하였을 때 5명의 전립선암환자(평균 등가지름 27.2 cm)의 CBCT 영상 기반의 선량분포는 FBCT의 경우와 대비하여 1%/3 mm의 감마지표에서 감마합격률 98% 이상을 나타내었다. 이때 FBCT 선량에 대한 CBCT 선량오차는 처방선량 대비 2% 이하(평균 0.2%, -1.3%~1.6%)로 평가되었다. CBCT 골반 촬영을 할 때 일반적인 성인 골반의 원통 등가지름(ECD, Equivalent Cylindrical Diameter)의 산란조건에서 동일 성분에 대한 HU 값이 가장 균질하게 나타나 골반 촬영모드가 최적화되었음을 확인하였으며 일반적인 골반부위와 ECD가 유사한 산란조건, 즉 산란충분조건에서 취득된 전자밀도 교정관계를 적용하여 골반 CBCT 기반에서 선량을 계산하였을 때 최적의 선량 정확성을 확보할 수 있었다.

KidneyBean에서의 고 CO2 농도에 의한 Rubisco의 Activation과 Carbamylation의 감소 (Decrease of the Activation and Carbamylation of Rubisco by High CO2 in Kidney Bean)

  • 노광수;김재기
    • KSBB Journal
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    • 제11권3호
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    • pp.295-302
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    • 1996
  • Rubisco의 parameter들을 측정하는 것은 광합성 연구에 대단히 중요한데, 본 연구에서는 방사성통위 원소를 사용하는 방법 이 아닌 photometric assay 방 법을 사용하여 parameter를 측정하였다. Rubisco 의 activation과 carbamylation에 미치는 고 CO2 놓도의 효과를 연구하기 위하여, 정상 $CO_2$ 농도 (350 ppm)와 고 $CO_2$ 농도(650 ppm)에서 기른 kidney bean (Phaseolus vulgaris L.) 잎을 각각 재료로 하여, dual beam(334 nm9-} 405 nm) spectro­p photometer를 사용하여 rubisco의 initial activity 와 total activity, carbamylation rate 및 量을 측정 비교하였으며, SDS-PAGE에 의해 rubisco의 전기 영통 profile을 분석하였다. 정상 $CO_2$ 농도에서의 initial activity와 total activity는 $41.2{\mu}M/m^2/s 와 52.2{\mu}M/m^2/s$이며, 고 $CO_2$ 농도에서는 $27.4{\mu}M/m^2/s 와 46.1{\mu}M/m^2/s$로서, 350 ppm에서 650 ppm으로 $CO_2$ 농도를 증가시키면 rubisco의 initial activity와 total activity가 갑소되었다. 또한 carbamylation율도 정상 $CO_2$ 농도에서는 79%이며, 고 $CO_2$ 농도에서는 58.9%로서, $CO_2$ 농도의 증가에 따라 감소되 었다. Rubisco 의 量은 정상 $CO_2$농도에서는 $1.94 {\mu}M/m^2$$ 임에 반해 고 $CO_2$ 농도에서는 $1.58{\mu}M/m^2$ 로서, $CO_2$2 농도는 증가되었는데 그 量은 감소되었다. 이와 같이 고 $CO_2$농도에셔 rubisco의 activity가 감소되는 것은 rubisco의 carbamylation에 기인되는 것으로 생각된다. SOS-PAGE 분석에서 50kO 분자량의 large s subunit와 14.5 kO의 분자량을 가지는 small subu n mt를 동정하였는데, 고 $CO_2$ 농도와 정상 $CO_2$ 농도 의 50kD와 14.5 kO band의 intensity를 비교하면 두 구 사이에 큰 차이가 발견되지 않았다. 고 CO2 농도에서 정상 $CO_2$ 농도로 switch한 rubisco의 parameter는 정상 $CO_2$ 농도에서의 pa­r rameter와 거의 비슷한 값을 나타내였는데, 이는 350 ppm의 정상 $CO_2$ 농도에 의해 rubisco의 acti­v vity가 회복되었음을 의미한다.

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LiF:Mg,Cu,P 열형광선량계의 선량특성을 이용한 눈가림법에 의한 출력선량 평가 (Evaluation the Output Dose of Linear Accelerator Photon Beams by Blind Test with Dose Characteristics of LiF:Mg,Cu,P TLD)

  • 최태진;이호준;예지원;오영기;김진희;김옥배
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제20권4호
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    • pp.308-316
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    • 2009
  • 조사면의 크기와 한계 측정부위의 선량평가에는 형체가 자유로운 열형광분말체를 이용하는 것이 적합함을 뒷받침하기 위하여 LiF:Mg,Cu,P TLD 분말체의 선량특성을 조사하고, 작성된 평가 알고리즘에 따라 선형가속기의 출력선량을 눈가림법으로 조사한 TLD에 적용했을 때 평가 신뢰성을 확인하고자 한다. 열형광분말소자는 PTW 사의 LiF:Mg,Cu,P (200 Mesh)이며, 판독기는 LTM (LTM Co, France)이다. 물의 흡수선량은 전리함과 전위계를 표준선량평가기관에서 교정한 흡수선량계수를 사용하여 구하였으며, TLD 조사는 자체 제작한 미니 프라스틱 수조의 중앙에 삽입하여 조사면 $10{\times}10\;cm^2$로 시행 하였다. 방사선조사는 두 대학병원에 설치된 선형가속기(Oncor, Siemens와 Clinac Ix, Varian)의 6 MV 광자선으로 하였으며, TLD의 눈가림법 선량평가는 glow 곡선의 특성과 분말질량에 의한 감도변화, 선량률의존성, 선량-TL 강도의 비례성과 퇴행성 조사를 통해 시행되었다. LiF:Mg,Cu,P TLD는 3개의 glow peak를 보였고 232도에 나타나는 peak는 선량과 비례성이 높고 감도가 높으며 퇴행현상이 적어 선량계로써 좋은 조건을 보이고 있다. 열형광선량분말체는 1,000 cGy까지 대략적인 선형관계를 유지하였으나, 정밀 측정평가를 위해 비선형 함수를 통해 평균 1% 오차범위에서 평가할 수 있었다. LiF:Mg,Cu,P TLD는 선량률 22.2 cGy/min에서 600 cGy/min까지 TL 감도에 거의 영향을 주지 않았으나, 가열판(Planchette)의 분말체의 량에 따라서는 TL 감도에 변화가 있음을 확인하였다. 눈가림법으로 두 기관의 선형가속기에서 15회와 10회 조사하였고, 선량범위는 15~800 cGy였다. 눈가림법에 의한 양 기관의 TL 선량은 평균 1% 이하의 오차범위에서 일치하고 편차는 각각 ${\pm}1.9%$${\pm}2.58$ 이내에 있었다. 열형광분말소자를 사용하여 눈가림법으로 출력선량을 평가한 결과 실험오차범위에서 표준전리함의 선량과 잘 일치하였으며, 전리함으로 접근할 수 없는 작은 조사면이나 경계성 조사면에 대한 선량평가에 신뢰성 있는 평가를 할 수 있을 것으로 생각한다.

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유두체를 떼어버린 흰쥐의 일반활동 및 스트레스에 대한 반응 (General Activity and Stress Response of Rats Following Removal of the Mamillary Bodies)

  • 김철;최현;김정진;김종규;김명석
    • The Korean Journal of Physiology
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    • 제2권1호
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    • pp.79-88
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    • 1968
  • 유두체가 일반활동 및 스트레스 기전에 어떠한 영향을 끼치는 지를 알기 위하여 유두체가 제거된 흰쥐들(유두체군), 유두체군과 마찬가지 수술 조작을 가하였으나 유두체는 제거하지 않은 흰쥐들(수술 대조군) 및 정상 흰쥐들(정상 대조군)을 마련하여 두 가지 실험을 실시하였다. 유두체 제거에 있어서는 뇌 정위 고정법에 의하여 동물을 좌우 유두체에 각각 전극(+)을 심고 이와 항문에 넣은 전극(-) 사이에 0.3 ma의 직류 전류를 7초 동안 흘려 유두체를 파괴하였다. 첫째 실험에서는 광선차단 회수 측정 방법에 의하여 유두체군(9마리)의 일반활동을 48시간 동안 측정하여 수술 대조군(13마리)의 그것과 비교하였으며, 둘째 실험에서는 $-10^{\circ}C$의 추위에 한 시간 동안 폭로하는 것을 스트레스로 삼고 추위에 폭로되기 전, 폭로가 끝난 직후, 2시간 후 및 4시간 후에 유두체군(52마리), 수술 대조군(45마리), 및 정상 대조군(37마리)의 부신 아스코르빈산 함유량을 측정하여 스트레스에 대한 반응 정도를 비교하였다. 실험결과는 다음과 같다. 1. 48시간 동안의 일반활동을 총괄한 성적을 비교할 경우에는 유두체군과 수술 대조군 사이에 유의한 차이가 없으나 유두체군의 일반활동은 수술 대조군에 비하여 다소 증가하는 경향이 있었으며, 저녁 때와 실험이 시작된 직후의 몇 시간 동안은 유두체군의 값이 수술 대조군의 값 보다 유의하게 많았다. 2. 스트레스를 받고 난 직후의 유두체군의 부신 아스코르빈산 함유량은 스트레스를 받기 전에 비하여 유의하게 감소되어 정상 대조군 및 수술 대조군과 마찬가지로 스트레스에 대한 반응이 현저하였다. 그러나 유두체군과 수술 대조군은 정상 대조군 보다 스트레스로 부터의 회복과정이 각각 유의하게 또는 다소 촉진되어 있었다. 위의 결과로 미루어 유두체는 정상시 일반활동에 미약하나마 억제성 영향을 끼치는 경향이 있으며 스트레스 기전에는 주도적인 역할을 하지 않는 것으로 추측되나 이들 문제를 결정짓기에 앞서 많은 연구가 요망된다.

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한국과 중국의 궁궐 내 교량에 관한 경관특성 비교 연구 - 조선시대와 명·청시대를 중심으로 - (A Comparative Study of Landscape Characteristics on Bridges in Palaces of Korea and China - Focusing on the Chosun Dynasty and Ming and Qing Dynasties -)

  • 장푸천;이애란
    • 한국전통조경학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.1-12
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    • 2019
  • 교량(橋梁, bridge, 다리)은 물 위나 공중에 가설해서 통행하기 편리하게 하는 건축물이다. 다른 건축물에 비해 교량이 요구하는 건축재와 건축구조는 공간을 건널 수 있는 독특한 기능을 가져야 하는데 이는 건축할 때의 생산력, 과학기술 수준과 환경에 달려 있다. 오늘날의 고대 교량에 대한 학술 연구는 대부분 교량 건조기술 분야의 연구에 중점을 두고 있어 교량의 경관 미학과 역사에 대한 연구는 부족한 실정이다. 이러한 배경 하에 본 연구는 한국과 중국의 궁궐 내에 위치한 교량을 대상으로 분석함으로써 두 나라의 교량 형태와 역사 및 문화에 대한 이해와 기술, 미학적 자료의 축적으로서 가치가 있을 것이다. 연구방법은 현장조사와 문헌 분석을 통해 교량을 분석하고자 한다. 첫째, 교량의 재료, 형태, 경관과 장식 문화를 비교함으로써 한중 양국의 궁궐 정원의 교량 건축 스타일에서 물리적 형태미와 경관 및 장식미를 정량적으로 분류하고자 한다. 둘째, 교량의 분류를 통해 양국 교량 양식의 특징과 함께 공통점과 차이점을 추출하고, 그 원인을 물리적 환경이나 문화적 배경 속에서 살펴보고자 한다. 이는 한중 양국 교량의 축조기술과 미학에 대한 상호간 연구에 기여할 것이다. 본 연구의 조사 결과를 보면 첫째, 재료 면에서 한국과 중국 궁궐 정원의 교량은 석재를 위주로 하지만 중국 궁궐의 교량은 목재 또한 운용에 중점을 두고 있다. 둘째, 형태의 면에서 한국과 중국의 궁궐 정원의 교량은 모두 형교를 위주로 한다. 그러나 구체적인 형태, 비율, 형교의 양식, 홍교의 공수 등에 있어서는 차이가 크다. 셋째, 연결 방식의 대부분은 중교형을 위주로 한다. 주변 경관과의 융합을 중시한다. 수면의 면적과 위치의 차이 때문에 한국 궁궐 내 교량은 주변 건물과 식생을 융합하고, 중국 궁궐 내 교량은 수경의 조화에 더 치중한다. 넷째, 장식은 한국과 중국의 궁궐 교량이 모두 교량의 예술성과 미관성을 중시한다. 문화적 특성으로 인해서 같은 유형의 장식이 스타일에 차이점이 있다.