최근 친환경 자재를 사용한 건축물이 증가하면서 전통 가옥 뿐만 아니라 다양한 형태의 목조 건축물들이 많이 지어지고 있다. 목재는 건축자재로서 우수한 장점이 많은 반면 화재에 취약한 치명적인 단점을 갖고 있다. 본 연구는 목재건축물의 화재특성을 분석하기 위하여 목재건축물의 화재해석 모델링을 구성하고 수치해석하였으며, 화재시 화염전파의 패턴을 분석하였다. 발화는 내부발화와 외부 화염전이로 구분하였으며 내부발화는 다시 건물 중앙 발화와 벽면발화로 구분하여 수치해석을 수행하였다.
국내 목조문화재의 흰개미 피해는 토양과 인접한 건축물의 기둥하부에 주로 발생하지만 흰개미의 유입은 주변 야산의 부후된 목재나 수목 제거 후 남겨진 그루터기에 서식하는 흰개미가 인접한 건물로 유입되어 발생하게 된다. 본 연구는 목조문화재 생물피해 조사에서 흰개미 서식이 확인된 그루터기를 제거하면서 수거된 보은 법주사, 여수 흥국사, 그리고 보성 이용우 가옥의 그루터기와 주변 토양으로부터 미생물을 분리하였다. 그 결과, 세균의 분포 비율이 높았고 지역에 따라 세균 군집에 명확한 차이를 보였으며, 특히 보성 이용우 가옥 내 토양에서 다양한 세균이 다량 분포하는 것으로 나타났다.
목조한옥은 가연성의 재질로 구성되어 있어 화재라는 측면에서 취약하며, 방화의 경우 화재의 성상 초기부터 화원의 규모가 다양하게 나타날 수 있다. 본 연구는 국내 목조문화재의 화재 소화에 적용하고 있는 저압의 미분무 소화시스템의 소화성능을 확인하기 위하여 소화실험을 수행하였다. 소화실험의 유형은 화원의 규모별 및 한옥의 규모별로 구분하였고 소화시간을 확인하여 소훼의 정도를 평가하였다. 실험결과 소화성능이 문화재 규모에서 중요한 차이는 없었으며, 화원의 규모가 0.5단위 이하의 작은 화재에 대하여 소화효과가 나타났고, 화원의 규모가 1단위 이상에서는 소화능력이 현저히 부족하였다. 실제 목조문화재의 화재 성장 환경이 소화실험 모형보다 취약하다는 측면을 고려해볼 때, 미분무 소화설비를 목조한옥에 대한 범용 자동소화설비로 적용하기 위하여 소화성능 면에서 충분한 검증이 요구된다.
안동은 경북 북부지역의 중심도시로서 동으로 영양, 청송, 서에는 예천, 남으로는 의성, 북으로는 영주와 봉화에 맞닿아 있는 교통의 중심지이다. 빼어난 자연경관과 함께 고가옥 등 한옥으로만 이루어진 하회민속마을, 퇴계 이황 선생이 후학을 양성하던 도산서원, 현존 최고의 목조건물이 있는 봉정사 등 273점의 문화재를 보유하고 있는 문화의 도시이기도 하다. 그 가운데 하회마을은 조선시대에 지어진 건축물들이 고스란히 보존돼 그 가치가 높다. 안동 하회마을은 충남 외암리, 순천 낙안읍성 등과 함께 우리나라의 전통 가옥과 풍속을 잘 살펴볼수 있는 민속마을이다.
한국지진공학회 1998년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring 1998
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pp.212-219
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1998
Dynamic analyses are performed for the wood structure modeled as a SDOF hysteretic system. The hysteresis model presented is a modified version of Takeda model. The comparison between the results of numerical simulation and the experimental results show good agreements in overall tendencies. The response of wood structure subjected to artificially generated earthquakes considering site effects is studied. It appears that the response is very strongly influenced by the intensity and the frequency contents of the ground motion.
우리나라 전통 초가삼간의 1/4 축소모델을 제작하여 암반지반 조건에 대한 내진성능실험을 수행하였다. Nahanni 지진파를 사용하여 최대 가속도 0.1g~0.6g 범위에서 거동을 분석하였다. 탄성한계에서 초가삼간의 고유진동수는 장방향의 경우 약 1.66Hz, 단방향의 경우 215Hz이다. 탄성한계에서의 감쇠비는 약 7%이다. 수평방향의 가속도응답은 입력에 비해 감소하며 입력가속도 수준이 증가할수록 감소율이 증가한다. 이는 사개맞춤으로 만들어진 목조 프레임의 비선형.비탄성 특성 때문이다. 전통 초가삼간 가옥은 고진동수가 지배적인 암반지반에서 매우 큰 내진성능을 나타내었다.
지진규모, 진앙거리, 지반조건 및 가옥의 노후도를 고려하여 역사지진의 규모를 추정하였다. 진진규모 6-8, 진앙거리 5 km-350km, 단단한 지반 및 연약 지반 특성을 갖는 18개의 인공지진파를 작성하여 우리 나라 전통 초가삼간에 대한 비선형 동적해석을 수행하였다. 가옥의 경년에 따른 노후도는 목조 프레임의 수평내력에 관한 이력특성이 선형적으로 감소하는 것으로가정하였다. 초가삼간을 1질점계의 1자유도 모델로 모델링하였으며, 비선형 이력특성은 개량형 Double-Targe모델을 이용하였다. 해석결과 원거리 지진에 대해서는 지진규모, 지반조건 및 노후도에 상관없이 매우 적은 피해를 보였다. 중거리 지진의 경우 연약지반에서 규모 6.5 이상의 지진시 반파 이상의 피해가 발생하였다. 근거리 지진의 경우 지반조건 및 노후도에 상관없이 규모 6.5 이상에서 반파 이상의 피해를 나타내었다. 우리 나라 역사지진의 규모는 약 6.2로 추정된다. 우리 나라에 적합한 지반가속도-진도의 경험식을 제안하였다.
765kV 송전선로와 선하 건조물은 최하단 도체의 높이 28m를 적용하고 대지저항률은 $100{\Omega}m$, IEEE 변전소 설계지침인 Std-80에 따라 건조물에 접촉하는 사람의 인체저항은 $1000{\Omega}m$, 대지를 딛고 있는 사람의 한쪽 발 접지저항은 직경 8cm의 원판 접지저항을 적용한다. 이렇게 구성된 모델에서 선로중심에서 건조물까지 이격거리 변동에 따라 인체 유도전류를 측정하고자 한다. 본 연구에서는 전기안전 실증시험을 위해 765kV 가공송전선로 직하에 목조 및 샌드위치 판넬 2가지 시험용 가옥을 설치하였다. 전기설비기술기준에 의거하여 선하직하 이격거리가 28m일 때 발생할 수 있는 전자계 특성과 재질에 따른 전자계가 미치는 영향을 비교 분석하고 장기 유도장해 실측 데이터를 확보하고자 그림 1과 같이 구축 설계하였다. 이를 통해 송전선로에 의해 선로중심으로부터 구축된 모의가옥까지 이격거리에 따라 유도되는 전류를 측정하고 그 크기가 인체에 미치는 유도전류 한계치 초과 여부에 대해 검토함으로써 안전성 여부에 대해 측정 및 검토하고자 시험게획을 수립하였다. 또한 선로 고장 시 대지전위상승에 의한 선하 건조물 안정성 검토 및 낙뢰서지 유입에 의한 전기안전 시험 구성을 하였다.
Traditional architecture has structural limits after some terms because it almost made by wood elements. So in the name of 'Restoration', by anatural process, repair works are accomplished. But the repair works of traditional buildings have some problems in spite of best men power and technology. To overcome this problems, we need more detailed studies for examine the reasons of destruction in elements of wooden buildings. The life limits of wooden buildings are caused by natural circumstances and humanic circumstances, the former has bad effect on the damage in wooden buildings. There are various elements of damage in the wooden buildings, earthquake, the falling of a thunderbolt, fire, and rain, microorganism, insect, and so on. Moreover pollutions-sulfurous acid gas, acidorganic matters -are important reason of shortening the life of wooden buildings. From 1981 till now we investigated important traditional buildings under repair works by the way scientific analysis to catch the sample - seramics, woods, insects, metals, etc. In this reports we suggest various method of investigation with two samples of tradional house made by wood, one is Kim Joo Tea House, the order is Simgum-dang of Magok-Sa(dwelling of monk).
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[게시일 2004년 10월 1일]
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