• Earthquakes and Structures
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• 제14권3호
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• pp.241-248
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• 2018

To study the mechanical properties of joints in ancient timber buildings in depth, the force mechanism of the through-tenon joints was analyzed, also the theoretical formulas of the moment-rotation angles of the joints with different loosening degrees were deduced. To validate the rationality of the theoretical calculation formulas, six joint models with 1/3.2 scale ratio, including one intact joint and five loosening joints, were fabricated and tested under cyclic loading. The specimens underwent the elastic stage, the plastic stage and the destructive stage, respectively. At the same time, the moment-rotation backbone curves of the tenon joints with different looseness were obtained, and the theoretical calculation results were validated when compared with the experimental results. The results show that the rotational moment and the initial rotational stiffness of the tenon joints increase gradually with the increase of the friction coefficient. The increase of the tenon section height can effectively improve the bearing capacity of the through-tenon joints. As the friction coefficient of the wood and the insertion length of the tension increase, the embedment length goes up, whereas it decreases with the increase of section height. With the increase of the looseness, the bearing capacity of the joint is reduced gradually.

• 보존과학회지
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• 제28권2호
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• pp.165-173
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• 2012

본 연구에서는 고대 먹의 과학적이고 체계적인 분석을 통해 선조들의 조묵방법 및 기술을 파악하는 것이 연구의 목적이다. 고목재와 고문서의 묵서부의 먹을 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 고목재(창덕궁 신선원전 적심)를 연륜연대분석한 결과 1899년에 벌채된 것으로 나타났으며, 따라서 고목재에 씌어진 먹의 연대를 추정할 수가 있었다. 고대 먹 원료인 그을음의 단일입자크기는 고목재의 경우 평균 107nm로 가장 크게 분석되었고, 12개의 고문서의 경우 38~86nm범위를 나타냈다. 응집체입자크기 분석 결과 고목재의 경우 평균 370nm로 단일입자크기와 같이 가장 크게 분석되었으며, 고문서의 경우 평균 206~318nm로 분석되었고, 단일입자크기와 응집체입자크기 간에는 같은 경향의 분포를 나타내었다. 단일입자크기와 응집체입자크기로 그을음의 원료를 분석할 수가 있을 것으로 생각되었다. 고목재와 고문서 묵서부분의 박편상먹의 적외선 및 라만 분광분석에서는 목재나 종이의 간섭으로 먹 입자의 스펙트럼을 얻을 수 없었다. 고목재에서 분리한 분말먹의 라만 분광분석에서는 현대 송연 그을음과 유사한 라만 스펙트럼패턴을 보여, 송연먹으로 추정할 수 있었다.

• 보존과학회지
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• 제5권2호
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• pp.51-56
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• 1996

This paper deals with the restoration of ancient wooden bridge foundation which excavated in Seta river Shiga Prefecture, Japan. Shiga Archeological Research started a marine archeological investigation of the bridge foundation in 1987. The bridge foundation stricture excavated and have since then recovered about a lots of woods and another materials. The bridge foundation structure constructed log, timbers and stones. The species of those waterlogged wood were identified as two types, hardwood and softwood. Hardwood(log : Cyclobalanopsis) was used for below foundation and softwood (timber' Chamaecyparis obtusa Endl. Cupreessaceae) was used for base structure. One of those timber sample dated by dendrochronology, we asked Dr. Misutani*. The softwood gave a felling date of 567 A.D. In result, the ancient Seta bridge foundation structure had constructed between Asuka and Nara period. We healed the news that ancient bridge foundation excavated at Woljyongyo site in Kyongju, Korea 1987. The bridge foundation Setakarahashi is similar in plane and structure to Woljyongyo structures. The Woljyongyo site report had be of value for reference. We had planning to restore those woods. Hardwood log was got serious damage. The water content varies from 400 to $600\%$. The other timbers water content varies about $200\%$. In the Shiga Center for Archaeological Operations and the Azuchi Castle Archaeological Museum, we set up the PEG impregnation tank. Those wooden objects treated by PEG method. PEG with a molecular weight of 4000. The treatment results may be considered satisfactory. The ancient wooden Seta bridge was reconstructed in Biwako Museum which established in Oct. 1996. We must take care of indoor exhibition environments. (*Nara National Cultual Properties Research Institute).

• 건축역사연구
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• 제29권6호
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• pp.67-77
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• 2020

The purpose of this study is to reveal the wood joinery technique in the ancient era. Joinery is one of the core techniques in constructing timber frame architecture in the Korean peninsula. These techniques can be revealed by examining wooden members of ancient buildings. The members were excavated at the Donggung Palace and Wolji Pond, the historic site in Gyeongju. This study collects the data of 284 members excavated at the Donggung Palace and Wolji Pond and analyzes the details such as length, thickness, width, joint types, joint shapes. With the result of the analysis, this study tries to indicate the level of wood joinery techniques in ancient buildings.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제47권4호
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• pp.22-47
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• 2014

본 연구는 한중 고건축 내부 가구(架構) 중 소슬재의 위치와 도리와 보의 결합 형태를 분석하여 동아시아 목조구조 체계 원리를 이해하기 위한 기초적인 연구이다. 동아시아 국가인 한국과 중국의 고대 목조건축은 서까래와 도리, 그리고 보를 결합하여 건물의 윗부분을 구성하고 기둥과 결합하여 건물의 기본 골격을 형성하는 구조를 가지고 있어 목조 구조 체계의 원리가 크게 다르지 않다. 다만, 세부적인 기법상의 차이가 지역성과 시대성, 국가성을 띠고 있다. 중국건축 내부 가구 중 도리와 보의 결합 형태와 차수(叉手), 탁각(托脚)의 지지점 위치가 시대에 따라 차이점을 보이고, 역사적으로 다양한 왕조에 따라 세부 수법이 다른 것으로 보인다. 15세기 이후 건축에서는 차수와 탁각이 없어지는 현상을 보이며 특히, 탁각은 명대 관식건축에서는 완전히 없어졌으며 주된 이유는 도리와 보의 결합 방식의 차이가 크게 작용한 것으로 볼 수 있다. 15세기 이전에는 도리와 보가 서로 떨어져 결합되고 있었으나, 15세기 이후는 도리와 보가 서로 결합하고 보의 단면적이 비약적으로 커져 도리 좌굴을 방지하는 수법이 발달한 것으로 보인다. 탁각의 경우 당 오대 시기에는 탁각의 상부 위치를 봤을 때 도리와 직접적인 결합은 없으며, 도리의 좌굴을 방지하는 부재보다 내부 가구의 안전성을 유지하는 부재라고 볼 수 있다. 송대 이후 원대까지도 송 "영조법식"의 기록과 다른 건축물이 많은 것으로 보아 탁각의 적용 여부는 지역, 혹은 장인의 수법에 따라 다양하게 나타난 것으로 보인다. 원대 이전 우진각 지붕의 측면 도리 부근과 팔작 지붕 합각 아래 구조에서도 탁각이 있는 것 보아 종단면과 횡단면에서 모두 볼 수 있는 부재이며, 지지점의 위치를 보아 도리를 직접 지지하는 부재라기 보다 우진각 지붕의 측면 구조나 팔작 지붕의 측면 합각 구조의 안전성에 기여하는 부재로 보인다. 한국건축 중 고려시대에 반 'ㅅ'자형 소슬재(중국명: 탁각[托脚])가 유행하지 않은 이유는 도리의 좌굴을 방지하는 기법(도리 받침재)이 널리 유행하여 반 'ㅅ'자형 소슬재를 사용하지 않아도 도리가 안정적으로 유지하는 방법을 선호한 것으로 볼 수 있다. 이 시기의 도리는 도리+장혀+도리 받침재+보의 구성을 보여 도리가 직접 보와 결구되지 않는 특징이 있으며, 조선시대 이후 도리가 보의 단면적의 범위에 속해 도리가 좌굴 되는 현상을 방지한 것으로 보인다. 이는 15세기 이후 중국건축에서도 같은 모습을 보이며, 15세기 이후 도리 좌굴에 대한 세부 기법이 한중 양국의 지역성과 국가성을 뛰어 넘어 보편성을 가진 예라 생각된다. 조선중 후기 건축에서 지붕부의 하중을 줄여 주는 방법인 덧걸이 수법이나 덧서까래 사용은 도리에서 보로 전달되는 하중을 줄여주어 도리 좌굴을 감소시켜 주는 효과가 있으며, 이는 조선시대에 건물을 영조하는 장인들의 도리 좌굴을 방지하는 또 다른 기술이라 할 수 있다. 한중 고건축 도리와 보의 결합 구조와 소슬재의 연구는 고려시대 이전 건축을 복원, 설계하는 연구에 기초적인 연구를 제공할 수 있을 것으로 보인다.

• 보존과학회지
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• 제31권4호
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• pp.341-350
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• 2015

김해 봉황동 유적에서 출토된 선박부재는 오랜 기간 동안 수침상태로 매장되어 있었기 때문에 재질은 매우 취약하였다. 따라서 재질을 강화하고 변형을 방지하기 위해 보존처리를 실시하였으며, 처리전 조사로 수종분석을 진행하였다. 수종분석 결과 외판부재는 녹나무속으로 분석되었고, 외판부재에 사용된 나무쐐기와 동반 출토된 제형목재는 삼나무로 분석되어 일본 목재를 이용하여 제작된 선박인 것을 확인할 수 있었다. 보존처리는 상온에서 PEG#3,350을 45%까지 함침하여 목재내부에 약제를 침투시킨 후 진공동결건조하는 방법으로 처리하였다. 김해 봉황동 선박부재는 유물의 형태 및 유적의 위치와 주변 유적의 출토 유물로 미루어 볼 때 일본에서 제작된 것으로 추정되며, 당시에 가야와 일본과의 대외무역을 확인할 수 있는 중요한 자료로 평가된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제75권5호
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• pp.529-540
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• 2020

The mechanical properties of timber construction have drawn more attention after the 2013 Lushan earthquake. A strong desire to preserve this ancient architectural styles has sprung up in recent years, especially for residential buildings of the mountainous areas. In the column-and-tie timber construction, continuous-tenon joints are the most common structural form to connect the chuanfang (similar to the beam in conventional structures) and the column. To study the cyclic performance of the continuous-tenon joints in column-and-tie timber construction, the reversed lateral cyclic loading tests were carried out on three 3/4 scale specimens with different section heights of the chuanfang. The mechanical behavior was assessed by studying the ultimate bending capacity, deformation ductility and energy dissipation capacity. Test results showed that the slippage of chuanfang occurred when the specimens entered the plastic stage, and the slippage degree increased with the increase of the section height of chuanfang. An obvious plastic deformation of the chuanfang occurred due to the mutual squeezing between the column and chuanfang. A significant pinching was observed on the bending moment-rotation curves, and it was more pronounced as the section height of chuanfang increased. The further numerical investigations showed that the flexural capacity and initial stiffness of the continuous-tenon joints increased with the increase of friction coefficient between the chuanfang and the column, and a more obvious increasing of bending moment occurred after the material yielding. The compressive strength perpendicular to grain of the material played a more significant role in the ultimate bending capacity of continuous-tenon joints than the compressive strength parallel to grain.

• Journal of Construction Engineering and Project Management
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• 제7권1호
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• pp.37-49
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• 2017

The Jinshanling section of the Great Wall of China is a series of fortifications in northern China that was constructed for strategic military defenses. This section was first built in the beginning of the Ming Dynasty in AD 1368 and then underwent major construction, reconstruction and renovation during the late Ming Dynasty, approximately in AD 1569. The Jinshanling section is 10.5 km long, a very short section compared with the entire 21,200 km wall. The wall section is located in Luanping County, Hebei province, China. This research paper focuses on the construction methods and materials of the wall and the towers in the area. The research methodology includes site visits, knowledge acquisition of experts and 3D graphic modeling. This study reveals that the materials selected for the structure include rubbles and rammed earth, bricks, stones, timber, and mortar. The erection sequence of the wall and the towers was a bottom-up fashion using various ancient construction techniques, such as the fire-setting rock blasting techniques and the surveying techniques from the Sea Island Mathematical Manual.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제34권1호
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• pp.15-22
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• 2006

국내에서 문화재로 지정되어 관리되고 있는 많은 목조 고건축물들의 효과적인 보존 및 관리를 위해서는 목재의 내부 상태를 정확하게 평가할 수 있든 비파괴 검사법이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 현장에서 적용 가능한 X선 CT 시스템을 개발하기 위한 연구의 일환으로, 먼저 휴대형 soft-X선 촬영 장치를 사용한 목재의 밀도측정 방법을 확립하고 그 적용 가능성을 확인하고자 하였다. 먼서 측정방법을 확립하기 위하여 X선 강도와 필름명도 사이의 상관관계를 분석하였으며, 또한 관전류와 관전압의 변화에 따른 X선 초기강도의 변화를 확인하여 정량화 하였다. 다음으로 목재의 밀도와 연륜각, 두께가 질량감쇠계수에 미치는 영향을 확인하고, 목재의 침량감쇠계수를 결정하여 Beer의 법칙에 적용함으로써 X선 측정결과로부터 목재의 밀도를 계산할 수 있는 식을 제시하였다. 마지막으로 X선 촬영법을 통해 측정한 밀도를 기존의 치수법에 의한 측정결과와 비교함으로써 앞에서 결정된 밀도측정 방법의 작용 가능성을 확인할 수 있었다. 이상의 결과는 앞으로 개발하고자 하는 X선 CT 시스템에서 입력값으로 요구되는 밀도를 측정하는 방법을 확립하는데 있어서 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제40권4호
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• pp.453-469
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• 2011

A one-story, wooden-frame, intermediate-bay model with Dou-Gon designed according to the Building Standards of the Song Dynasty (A.D.960-1279), was tested on a unidirectional shaking table. The main objectives of this experimental study were to investigate the seismic performance of Chinese historic wooden structure under various base input intensities. El Centro wave (N-S), Taft wave and Lanzhou wave were selected as input excitations. 27 seismic geophones were instrumented to measure the real-time displacement, velocity and acceleration respectively. Dynamic characteristics, failure mode and hysteretic energy dissipation performance of the model are analyzed. Test results indicate that the nature period and damping ratio of the model increase with the increasing magnitude of earthquake excitation. The nature period of the model is within 0.5~0.6 s, the damping ratio is 3~4%. The maximum acceleration dynamic magnification factor is less than 1 and decreases as the input seismic power increases. The frictional slippage of Dou-Gon layers (corbel brackets) between beams and plates dissipates a certain amount of seismic energy, and so does the slippage between posts and plinths. The mortise-tenon joint of the timber frame dissipates most of the seismic energy. Therefore, it plays a significant part in shock absorption and isolation.