• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.463-474
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• 2009

기존에 설치되어 있는 구조물의 양면대칭 패치보강은 항상 면내거동만을 유발하나 시공상 어려움이 있다. 반면에 일면 패치보강의 경우 인장력의 증가에 따라 중립축의 위치가 대칭이 아니므로 휨에 대한 강성도가 증가하게 되며, 결과적으로 적층판의 휨을 심화시키게 된다. 이 연구에서는 일면 패치보강된 적층판의 두께방향은 물론이고 원공주위의 응력집중계수를 산정하기 위해 p-수렴 완전층별모델을 제안하였다. 가정된 변위장의 정의를 위해, 임의의 층에서 변위-변형률 관계와 3차원 구성방정식은 2차원 및 3차원 계층적 형상함수의 조합이 사용된다. 원형경계의 기하형상을 나타내기 위해 초유한사상기법이 사용되며, 다른 외삽법을 사용하지 않고 각 층마다 절점에서의 응력값을 직접적으로 얻기위해 가우스-로바토 수치 적분이 수행되었다. 제안된 모델의 정확도와 단순성은 기존의 3차원 유한요소해석과 실험에 의해 구해진 결과들과의 비교를 통해 검증되었다. 또한 정사각형, 원형, 고리형 형상의 다양한 패치보강에 따른 휨효과를 조사하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.21-30
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• 2004

본 연구에서는 유한요소법을 이용한 채널단면을 갖는 복합재료 적층 구조물의 자유진동을 다룬다. 복합적층 절판구조물에 고차항 판이론을 적용하기 위하여 개발된 유한요소 프로그램은 Lagrangian 및 Hermite 보간함수를 병용하여 면내회전각 자유도를 포함한 절점 당 8개의 자유도를 갖는다. 전단보정계수의 가정을 필요로 하지 않고 전단변형의 3차항 비선형 특성이 고려된 본 논문의 절판 요소는 국부좌표계와 전체좌표계에 대한 좌표변환행렬에 의하여 요소 당 32×32의 국부요소행렬로 구성된다. 본 해석 프로그램의 결과는 기존의 고전적 이론 및 일차항 이론에 의한 문헌 결과와 비교ㆍ분석하였으며, 화이버 보강각도, 길이-두께비, 기하학적 형상 변화 등의 다양한 매개변수 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 특히 경계조건 및 길이-두께비 변화에 따라 예측하기 힘든 복잡한 거동을 보이는 복합적층 채널단면 구조물의 자유진동에 대하여 정밀한 고차항 이론 적용에 의한 엄밀 해석의 필요성을 제기하였다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2000년도 암반공학문제의 수치해석(Numerical Analysis in Rock Engineering Problems)
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• pp.67-75
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• 2000

암석의 파괴인성 측정법으로서 최근에 연구되고 있는 Brazilian 파괴인성 시험을 PFC code를 이용하여 수치해석적으로 시뮬레이션하였다. 이로부터 가압면 형태, 시험편과 모델링 입자의 크기 관계, 가압면 각도 범위, 하중속도 등의 영향 변수에 대한 분석 및 적정 기준에 대해 검 토하였다. 균등한 하중 전달을 위해 가압면이 평면인 Brazilian 시험편을 도입하였는데, 시험편 중앙에서 초기 인장균열을 생성하고 파괴인성 산정에 필요한 안정한 인장균열 진전 시점의 임계하중이 나타나는 하중-변위 곡선을 얻을 수 있는 가압면 각도는 $20^{\circ}C$ -$40^{\circ}C$ 범위로 나타났다. 가압면 각도가 $20^{\circ}C$ 인 경우에, 디스크 시험편의 구성입자 반경이 1 mm 이하이고 하중속도가 0.01 mm/s 이하인 조건에서는 거의 일정한 파괴인성값을 얻을 수가 있었다. 가압면 각도가 $20^{\circ}C$이상이고 하중속도가 0.01 mm/s 이하는 파괴인성 측정에서 중요한 기본 조건인 시험편 중 에서의 인장균열 생성 및 이 인장균열의 안정적인 진전 제어를 위한 조건인 것으로 볼 수가 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.119-126
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• 2005

본 연구의 목적은 풍하중 또는 지진하중 작용시 면외거동을 하는 구조물의 안전성을 확보하기 위하여 비보강 콘크리트 조적조 벽체의 휨인장강도를 평가 분석하는 것이다. 비보강 콘크리트 조적조 벽체의 휨인장강도는 실물 크기의 시험체에 대한 총 327개의 결과를 이용하였으며, 각각의 경우에 대한 휨인장강도의 통계값을 얻었다. 휨인장강도는 콘크리트 조적조 형태, 모르터 형태 및 등급, 인장응력 방향에 따라 13개 그룹으로 분류하였으며, 각각에 대한 평균휨인장강도와 변동계수를 구하였다. 휨인장강도를 구하기 위하여 벽체에 적용된 하중은 균일분포하중 및 집중하중 형태이며, 벽체가 균열될 때의 최대하중을 측정하여 휨응력공식으로 극한휨인장강도가 계산되었다. 평균휨인장강도는 콘크리트 조적조의 형태, 모르터의 형태 및 등급 등에 따라 1,564 kPa~363 kPa 범위로 분포한다. 이에 비하여 국내의 콘크리트블록 조적조 구조기준에서 허용휨인장응력은 모르터 등급 및 인장응력방향에 따라 294 kPa~74 kPa로 낮은 값을 고시하고 있다. 본 연구에서 평가 분석한 휨인장강도값은 국내 구조기준에서 고시한 값 보다 약 5배 정도 큰 값이므로 국내의 기준값은 상향 조정되어야할 것이다. 본 연 구에서 도출한 휨인장강도값을 토대로 국내에서 비보강 콘크리트 조적조 구조물에 적용할 수 있는 허용기준치를 모르터 등급 및 인장응력방향에 따라 추후 세부적으로 설정할 수 있을 것이다.

• 터널과지하공간
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• 제10권3호
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• pp.320-328
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• 2000

암석의 파괴인성 측정법으로서 최근에 연구되고 있는 Brazilian 파괴인성 시험을 PFC code를 이용하여 수치 해석적으로 시뮬레이션하였다. 이로부터 가압면 형태, 시험편과 모델링 입자의 크기 관계, 가압면 각도 범위, 하중속도 등의 영향 변수에 대한 분석 및 적정 기준에 대해 검토하였다. 균등한 하중 전달을 위해 가압면이 평면인 Brazilian 시험편을 도입하였는데, 시험편 중앙에서 초기 인장균열을 생성하고 파괴인성 산정에 필요한 안정한 인장균열 진전 시점의 임계하중이 나타나는 하중-변위 곡선을 얻을 수 있는 가압면 각도는 20$^{\circ}$~40$^{\circ}$범위로 나타났다. 가압면 각도가 20$^{\circ}$인 경우에, 디스크 시험편의 구성입자 반경이 1mm 이하이고 하중속도가 0.01mm/s 이하인 조건에서는 거의 일정한 파괴인성값을 얻을 수가 있었다. 가압면 각도가 20$^{\circ}$이상이고 하중속도가 0.01mm/s 이하는 파괴인성 측정에서 중요한 기본 조건인 시험편 중앙에서의 인장균열 생성 및 이 인장균열의 안정적인 진전 제어를 위한 조건인 것으로 볼 수가 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.934-941
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• 2002

철근콘크리트 보 단면의 극한강도를 예측할 때에는 부재의 크기를 고려하지 않는 것이 일반적이다. 그러나 부재 단면의 휨압 축강도는 부재의 크기가 증가함에 따라 항상 감소하게 된다. 본 연구에서는 철근콘크리트 보에 대한 실험적 고찰을 통해 휨압축강도의 크기효과를 살펴보고 이에 대한 적절한 모델식을 제시하고자 한다. 보의 유효깊이(d$\approx$15, 30, 60cm)를 주요 매개변수로 하였으며 전단스팬/유효깊이(a/d)는 3.0으로 하였고 시편의 폭은 20 cm로 일정하게 하여 휨하중을 가하며 실험을 수행하였다. 실험에서 구한 하중, 변형률, 및 보의 처짐 등을 이용하여 휨압축응력-변형률 관계를 3차의 비선형 다항식을 이용한 회귀분석을 수행하여 구하였다. 분석 결과 보의 유효깊이가 증가함에 따라 휨압축강도, 최대 휨압축응력에서의 변형률, 그리고 극한변형률이 감소하며 취성적인 파괴거동을 나타내었다. 그리고 설계기준에서 제시하고 있는 $\beta$l값과 보의 극한 변형률 값에 대해서도 크기효과가 있으므로 이에 대한 검토가 필요하다고 판단된다. 마지막으로 수정된 크기효과법칙을 사용하여 철근콘크리트 보의 휨압축강도에 대한 크기 효과모델식을 제시하였다.

• 지질공학
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• 제19권4호
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• pp.509-515
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• 2009

1999년 경상북도 경주 인근에서 지역규모($M_L$) 3.0 이상의 지진이 3차례(4월 24일, 6월 2일, 9월 12일)에 걸쳐 발생하였다. 진앙의 위치를 재결정한 결과 이 지진들의 진앙 사이 거리는 반경 1 km 내에 포함된다. 파형역산을 수행하여 6월 2일 지진의 발진기구를 분석하였으며, 나머지 지진들은 P파와 S파의 초동극성 및 진폭비를 이용하여 발진기구를 분석하였다. 6월 2일 및 9월 12일 지진은 단층면해가 서로 비슷하고, 4월 24일 지진은 상기 지진들의 단층면해를 포함하나 그 분포 범위가 상대적으로 넓다. 이 지진들의 발진기구는 공통적으로 약간의 정단층 성분을 포함한 주향이동단층의 특성을 보이며, P축의 방향은 동북동-서남서 방향으로 한반도 주응력 방향에 대한 이전 연구결과와 부합한다. 진앙 사이의 거리, 지진파형의 유사성, 지진들을 공통으로 기록한 지진관측소 지진자료 극성의 동일성, 발진기구의 유사성 등을 고려했을 때, 이 지진들은 동일한 단층에서 발생했을 것으로 1999년 경상북도 경주 인근에서 지역규모($M_L$) 3.0 이상의 지진이 3차례(4월 24일, 6월 2일, 9월 12일)에 걸쳐 발생하였다. 진앙의 위치를 재결정한 결과 이 지진들의 진앙 사이 거리는 반경 1 km 내에 포함된다. 파형역산을 수행하여 6월 2일 지진의 발진기구를 분석하였으며, 나머지 지진들은 P파와 S파의 초동극성 및 진폭비를 이용하여 발진기구를 분석하였다. 6월 2일 및 9월 12일 지진은 단층면해가 서로 비슷하고, 4월 24일 지진은 상기 지진들의 단층면해를 포함하나 그 분포 범위가 상대적으로 넓다. 이 지진들의 발진기구는 공통적으로 약간의 정단층 성분을 포함한 주향이동단층의 특성을 보이며, P축의 방향은 동북동-서남서 방향으로 한반도 주응력 방향에 대한 이전 연구결과와 부합한다. 진앙 사이의 거리, 지진파형의 유사성, 지진들을 공통으로 기록한 지진관측소 지진자료 극성의 동일성, 발진기구의 유사성 등을 고려했을 때, 이 지진들은 동일한 단층에서 발생했을 것으로 추정된다. 파형역산을 수행한 결과 6월 2일 지진의 지진모멘트는 $3.9\;{\times}\;10^{14}N{\cdot}m$로 계산되었으며, 이 값은 모멘트규모 3.7에 해당한다. 스펙트럼 분석을 통해 계산된 모멘트규모는 3.8로, 파형역산에 의한 모멘트규모와 비슷하다. 평균 응력강하는 7.5 MPa로 추정되었다. 3개 지진들을 공통으로 기록한 단일 지진관측소의 스펙트럼을 서로 비교한 결과 4월 24일 및 9월 12일 지진의 모멘트규모는 각각 3.2, 3.4로 추정되었다.

• 대한조선학회지
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• 제25권4호
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• pp.69-80
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• 1988

본(本) 논문(論文)에서는 미소(微小)한 초기(初期)처짐을 가진 실제적(實際的)인 판요소(板要素)를 대상(對象)으로 수압(水壓)과 압축력(壓縮力)을 동시(同時)에 받는 경우의 탄성좌굴(彈性挫屈) 및 최종강도(最終强度)를 평가(評價)하기 위한 간이추정식(簡易推定式)을 이론적(理論的)으로 도출(導出)한다. 좌굴강도추정식(挫屈强度推定式)의 도출(導出)에 있어서는 최소 (最小)포텐샬에너지 원리(原理)를 적용(適用)하여 종횡비(縱橫比)와 수압(水壓)의 크기를 변화(變化)시킨 시리즈 계산(計算)을 수행(遂行)하고, 이 결과(結果)를 바탕으로 하중(荷重)과 종횡비(縱橫比)에 관한 연속함수(連續函數)로서 근사추정식(近似推定式)을 도출(導出)한다. 한편, 최종강도추정식(最終强度推定式)의 도출(導出)에 있어서는 막응력분포(膜應力分布)를 explicit form으로 나타내기 위하여 수압(水壓) 또는 압축력(壓縮力)을 단독으로 받는 판요소(板要素)에 대한 탄성대변형(彈性大變形) 해석(解析)에 의하여 각각(各各)의 응력분포(應力分布)를 구(求)하고, 이들의 선형합(船型合)에 의하여 수압(水壓)과 압축력(壓縮力)이 동시에 작용(作用)하는 경우의 전체적(全體的)인 응력분포(應力分布)를 계산(計算)하며, Mises의 항복조건(降伏條件)을 적용(適用)하여 추정식(推定式)을 도출(導出)한다. 본(本) 제안식(提案式)에 의한 좌굴(挫屈) 및 최종강도추정치(最終强度推定値)는 비교적(比較的) 작은 수압작용하(水壓作用下)에서는 실험(實驗)이나 다른 해석결과(解析結果)와 잘 일치(一致)하고 있으나, 큰 수압작용하(水壓作用下)에서는 최종강도(最終强度)를 다소과대평가(多少過大評價)하는 경향(傾向)을 나타내고 있다. 이것은 수압(水壓)과 압축력(壓縮力)이 동시(同時)에 작용(作用)하는 경우의 응력분포(應力分布)를 각각(各各)의 선형합(船型合)에 의하여 구(求)하고, 상관관계(相關關係)를 고려(考慮)하지 않은데 주원인(主原因)이 있다. 그러나, 실제선박(實際船舶)의 판요소(板要素)에 작용(作用)하는 수압(水壓)의 크기는 슬래밍등에 의한 충격압(衝擊壓)을 제외(除外)하고는 비교적(比較的) 작으므로, 본제안식(本提案式)은 실용적(實用的)인 범위내(範圍內)에서는 충분(充分)한 정도(精度)의 결과(結果)를 준다고 생각된다.

• 미술자료
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• 제96권
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• pp.123-154
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• 2019

국립중앙박물관 소장 <인왕선영도(仁旺先塋圖)>(덕수5520)는 그림과 발문(跋文) 열 폭으로 이루어진 병풍으로, 작가는 조중묵(趙重黙)(1820~1894 이후), 주문자는 박경빈(朴景彬)(생몰년 미상), 발문을 쓴 사람은 홍선주(洪善疇)(생몰년 미상), 제작연대는 1868년이다. 국립중앙박물관은 낱장으로 보관되어 온 <인왕선영도>를 병풍으로 복원하고 특별전 '우리 강산을 그리다: 화가의 시선, 조선시대 실경산수화'에서 최초로 공개하였다. <인왕선영도>에는 오늘날 서울특별시 서대문구 홍제동과 홍은동을 아우르는 인왕산 서쪽 실경이 묘사되어있고 원경에는 북한산 연봉이 그려져 있다. 화면 속에는 인왕산(仁旺山), 추모현(追慕峴), 홍재원(弘濟院), 삼각산(三角山), 대남문(大南門), 미륵당(彌勒堂)이라는 지명이 표기되어있다. 이 지역을 나타낸 조선후기 지도와 비교해보면 지형 표현과 지명 표기에 유사성이 있다. 조중묵은 넓은 공간을 포착하기 위해 지도의 지리정보를 숙지하였을 것으로 추정된다. 실경의 현장을 답사한 결과, 조중묵은 각각의 경물을 과장하거나 생략하였고 수평의 화면에 나열식으로 조합하였음을 알 수 있었다. 조중묵은 남종화풍 정형산수에 뛰어났던 화가로, <인왕선영도>의 세부 표현에서 사왕파(四王派) 화풍의 영향을 찾을 수 있다. 19세기 도화서 화원들이 화보를 활용하여 가옥을 그리거나 토파에 호초점을 찍고 당분법(撞粉法)으로 꽃을 나타내는 등 장식적인 화풍을 구사한 경향도 부분적으로 나타난다. <인왕선영도>에는 바위를 짙은 먹으로 쓸어내리듯 붓질한 기법, 산세의 괴량감, 가로로 붓을 대어 단순하게 그린 소나무 등 18세기 정선(鄭敾)(1676~1759)의 개성적 양식도 가미되어있다. 조중묵은 인왕산 실경산수로 유명한 정선의 양식과 권위를 차용한 것으로 추정된다. 그러나 <인왕선영도>는 유기적 공간감과 현장의 인상이 잘 드러나지 않으며, 연폭 화면이라는 매체도 조중묵의 개인 양식과 잘 어울리지 않는다. <인왕선영도>는 발문의 텍스트와 화면의 이미지가 잘 조응하는 작품이다. 발문의 내용을 여섯 단락으로 나누어 보면 ①무덤의 주인공과 이장 경위, ②무덤의 입지와 풍수, ③묘제(墓祭)와 신이(神異)한 응답, ④무덤 관리에 대한 마을 사람들의 협력, ⑤병풍 제작의 동기인 박경빈의 효성과 수묘(守墓), ⑥발문을 쓴 의의로 파악된다. 이 가운데 화면에서 시각적으로 구현하기 용이한 ②의 내용은 화면에 충실하게 재현되었다. <인왕선영도> 제작의 직접적 동기인 ⑤를 보면 주문자 박경빈이 "무덤이 마치 새롭게 단장한 것 같이 눈에 완연하다."라 하여 <인왕선영도>에 만족했음을 알 수 있다. 경물 하나하나를 설명하듯 나열한 구도는 회화미는 떨어지더라도 무덤의 풍수지리를 전달하는 데는 더 적합했을 것으로 추정된다. 현존하는 상당수의 산도(山圖)는 18세기 이후 제작된 목판본 선영도로서, 족보와 문집에 수록된 경우가 많다. 16~17세기의 기록에서는 족자 선영도를 첨배(瞻拜)의 대상으로 삼은 사례를 찾을 수 있다. 선영도 첨배는 현실적으로 수묘(守墓)가 곤란할 때 이를 대신할 수 있는 의례로 인정되었다. 한효원(韓效元)(1468~1534), 조실구(曺實久)(1591~1658) 등이 선영도를 제작한 후 당대의 명사에게 서문을 요청하고 효심을 과시한 사례는 <인왕선영도>의 선구가 된 것으로 추정된다. <석정처사유거도(石亭處士幽居圖)>(개인 소장), <화개현구장도(花開縣舊莊圖)>(국립중앙박물관) 등은 선영도는 아니지만 계회도 형식의 족자이고 풍수를 도해했다는 점에서 17세기 선영도의 모습을 유추할 수 있는 자료가 된다. <인왕선영도>는 첨배라는 측면에서 초상화와도 의미가 비슷했다. 발문의 "부친의 기침소리를 직접 접하는 듯하고, 그 태도와 몸가짐을 눈으로 보는 듯하다."는 표현과 부친의 초상에 조석 문안을 올린 서효숙 고사에서 그 단초를 찾을 수 있다. 박경빈이 일반적인 선영도 형식이었던 족자나 목판화 대신 연폭 병풍의 실경산수화를 주문한 의도는 분명히 알기 어렵다. 19세기에는 민간에서도 사례(四禮) 의식에 다수의 병풍을 배설(排設)하였는데, 의례의 성격에 따라 그림의 주제를 반드시 구분하여 사용한 것은 아니었다. <인왕선영도> 또한 여러 의례에 두루 배설하거나 장식 병풍으로도 사용하기 위해서 선영 그림이라는 주제를 실경산수화 이미지 아래에 가렸을 가능성이 있다. 특히 <인왕선영도>의 핵심 소재인 무덤 봉분이 모호하게 처리된 것은 사산금표(四山禁標)의 금제 위반을 숨기기 위함일 가능성이 있다. <인왕선영도>에 묘사된 인왕산 서쪽 산기슭은 분묘 조성 금지구역이었다. 1832년에 금표 내에 몰래 쓴 묘를 적발하여 즉시 파내고 관련자를 엄히 처벌한 사례로 볼 때, 19세기 중엽까지도 사산금표 내의 분묘 금제는 효력을 발휘하고 있었던 것으로 추정된다. <인왕선영도>의 발문에는 장지를 얻기 위해 쏟은 정성이 상세하게 쓰여 있다. 장지조성에 마을사람들의 협조와 묵인이 필요했던 것은 금표 구역 내에 묘지를 조성하는 것이 부담스러운 일이었기 때문으로 볼 수 있다. <인왕선영도>와 비교 가능한 동시대 연폭 병풍의 실경산수화로 이한철(李漢喆)(1808~1880)이 그린 <석파정도(石坡亭圖)>(미국 로스앤젤레스카운티미술관)를 들 수 있다. <석파정도> 제작시기를 전후한 1861년에 이한철과 조중묵은 철종어진도사에 함께 참여하였으므로 조중묵이 이한철의 <석파정도> 제작 과정을 보았을 가능성은 상당히 높다. 조중묵이 몇 년 후 <인왕선영도>를 주문받았을 때 <석파정도>의 인상적인 연폭 실경산수를 본 경험이 반영되었을 가능성이 있다. 두 작품의 화풍 차이는 주문자의 취향과 제작 목적의 차이에서 비롯된 것으로 추정된다. <인왕선영도>는 실경산수화와 선영도의 중층적인 구조를 가지고 있어서 관람자의 지식수준과 주문자와의 친분, 관람에 들이는 시간에 따라 천차만별의 의미로 수용되었을 것이다. <인왕선영도>의 발문에는 무덤 주인의 이름과 자호, 본관이 일체 작성되지 않은 채 '박공(朴公)'이라고만 표기되어 있다. 주문자인 박경빈의 인적 사항도 파악할 수 없었으나 다만 관직에 나아가지 못한 가계를 미루어 볼 때 재력이 있음에도 지배계층으로 올라설 수 없는 신분적 한계를 지니고 있었음은 짐작할 수 있다. 발문을 쓴 홍선주 또한 사대부로 보기 어려우며, 『승정원일기』 기록에 나타나는 경아전 서리일 가능성이 있다. 박경빈은 상류 계층에 진입하고 싶은 욕망으로 보수적인 가치인 효(孝)를 강조하여 부친의 무덤을 명당으로 이전하고 <인왕선영도>를 제작하였을 것으로 추정된다. 그러나 <인왕선영도>는 금제위반 적발에 대한 우려, 병풍의 다목적성 등의 이유로 본래의 제작의도를 뚜렷하게 드러내지 못하고 모순적인 이미지가 되었다. 병풍이 제작된 지 47년 만에 각 폭이 분리된 채 미술상을 통해 이왕가미술관 소장품이 된 상황을 보더라도, 박경빈이 <인왕선영도>에서 꿈꾸었던 명당 발복과 가문의 신분상승은 이루어지지 못했던 것으로 생각된다.