• Smart Structures and Systems
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• 제29권4호
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• pp.561-576
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• 2022

Heritage timber structures represent the history and culture of a nation. These structures have been inherited from previous generations; however, they inevitably exhibit deterioration over time, potentially leading to structural deficiencies. Structural Health Monitoring (SHM) offers the potential to assess operational anomalies, deterioration, and damage through processing and analysis of data collected from transducers and sensors mounted on the structure. This paper reports on the design and implementation of a long-term SHM system on the Feiyun Wooden Pavilion in China, a three-story timber building built more than 500 years ago. The principles and features of the design and implementation of SHM systems for heritage timber buildings are systematically discussed. In total, 104 sensors of 6 different types are deployed on the structure to monitor the environmental effects and structural responses, including air temperature and humidity, wind speed and direction, structural temperatures, strain, inclination, and acceleration. In addition, integrated data acquisition and transmission subsystem using a newly developed software platform are implemented. Selected preliminary statistical and correlation analysis using one year of monitoring data are presented to demonstrate the condition assessment capability of the system based on the monitoring data.

• 교육시설 논문지
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• 제25권6호
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• pp.11-20
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• 2018

In order to figure out the usability of various timber structures in the educational facility, the recent timber structure examples published in the Japanese architectural magazine, 'ShinKenchiku' over the past five years were surveyed. As the results, timber structures were presented in many cases of nursery schools and kindergartens overwhelmingly, and they also used in various school buildings, university facilities, and the roof structure of the school's gymnasium, with intention of having the differentiated design and space features. The examples show that span 6 to 10m is generally used with flexure structure system and flexure+compression structure system added the strut as compression members. In addition concerning stability, it was founded that the struts have an stability effect in the flexure+compression structure system, and flexure structure system examples using semi-rigid joints have open spaces liberally in two-way direction for about 9m span. For large spaces structures with span of 15~20m or more, the various structural system such as suspension structure, truss, flexure+compression, etc. was designed to overcome the material limitations of timbers and to make an design effect in structure system.

• 건축역사연구
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• 제15권4호
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• pp.75-86
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• 2006

Korea is closed to China in the geographical position and is related to China as two countries have developed similar culture, art, and social systems. Architecture is a kind of culture and has advanced in the wooden architecture with a considerable change. The study investigated a phylogenetic relationship between two countries based on characteristics of architectural universality. With comparison and analysis on the common feature and difference of the beam and structure in the wooden architecture from the Koryo and Zhejiang Province(China), the systemicity of the wooden architecture was examined. The beam is a part of timber which is consist of the wooden structure frame and also a crucial subject to understand a development process of the wooden architecture.

• 보존과학회지
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• 제35권3호
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• pp.227-235
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• 2019

국내에서는 목조건축물의 흰개미 방제를 위하여 여러 방제 방안이 적용되고 있다. 하지만 목부재를 내부를 가해하고 있는 개체에게 빠르게 독성 물질을 접촉시킬 방법이 없어 방제 기간 장기화에 따른 목조건축물의 손상을 지켜볼 수밖에 없는 실정이다. 이에 목부재에 직접적인 천공을 실시하여 내부 개체에게 직접적으로 독성물질을 접촉 전이시켜 빠른 방제 효과를 일으키는 분말형 약제의 국내 도입을 위한 실내 평가 기준 연구를 수행하였다. 먼저 국내 서식 흰개미에 대한 방의 효력의 평가 기준 설정을 위하여 접촉 독성, 전이력 평가를 실시하였다. 접촉 독성 평가 결과 3종의 약제 모두 접촉 후 24시간 이내 100% 사멸이 확인되었으나, 아치사 단계로의 전이 시간에는 차이가 발생하였다. 또한 전이력 평가 결과, 1:9, 1:25 비율 조건에서는 사멸율이 점차 감소하였으나, 약제의 종류에 따라 감소율의 차이가 확인되었다. 이와 더불어 약제 분사 시 목부재 천공의 압축강도 변화 평가를 실시한 결과, 대조군 및 1~3회 천공 조건 간측정값의 차이가 5% 이내로 나타나 목재의 압축 강도에는 큰 영향을 끼치지 않는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 분말형 약제의 선정 기준 및 평가 방안과 처리법의 안정성을 평가하여 향후 국내 목조건출물의 흰개미 급속 방제를 위한 해당 방안의 적용 가능성을 확인하고자 하였다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2015년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.15-16
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• 2015

Measuring sensor, equipment, ICT facilities and their software have relatively short life time comparing to constructional structure so that we should exchange or fix them continuously in the process of maintenance and management. In this paper, we propose a novel design of integrated maintenance, management, and measuring monitoring system applying the concept of mobile cloud. For the sake of disaster prevention for constructional structures such as bridge, tunnel, and other traditional buildings in the village of local heritage, we analyze status of these structures in the long term or short term period as well as disaster situations. Collecting data based on mobile cloud and analyzing future expectations based on probabilistic and statistical techniques, we implement our integrated monitoring system for constructional structures to solve these existing problems. Final results of this design and implementation are basically applied to the monitoring system for more than 10,000 structures spread over national land in Korea. In addition, we can specifically apply the monitoring system presented here to a bridge of timber structure in Asan Oeam Village and a traditional house in Andong Hahoe Village to watch them from possible disasters. Total procedure of system design and implementation as well as development of the platform LinkSaaS and application services of monitoring functions implemented on the platform. We prove a good performance of our system by fulfilling TTA authentication test, web accommodation test, and operation test using real measuring data.

• 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).

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제42권2호
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• pp.134-153
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• 2009

본 연구는 19세기에 중건된 조선시대 창경궁의 내전 전각을 대상으로, 지붕가구를 구성하는 주요 부재들의 치수계획을 고찰하고 서까래의 물매를 결정하는 요소를 분석하여 궁궐건축 내전 전각에 있어서 지붕가구계획의 기법을 밝히고자 하였다. 창경궁 내전 전각의 지붕가구를 형성하는 주요 부재의 치수계획은 다음과 같다. 먼저 평주의 길이는 궁궐지의 기록과 일치하였으며 고주의 계획치수는 촌(寸)단위까지 사용하였다. 영춘헌과 같이 평주의 길이가 촌단위까지 치목되어질 때 고주의 길이는 완척으로 계획되어 평주와 고주 사이에 형성되는 장연의 물매는 일정한 값을 갖는 것으로 판단된다. 한편 초익공 부재는 대체로 1.2척(尺)의 높이를 가지며 이익공의 경우에는 0.8척으로 초익공보다 0.4척 정도 작게 나타났다. 한편 장혀의 단면 폭은 0.3척으로 규모에 관계없이 일정하며, 다만 단면 높이의 경우 0.6~0.7척으로 대별된다. 도리의 직경은 1척을 기준으로 0.1척을 가감(加減)하였으며, 장연의 직경은 전각의 규모에 따라 0.5~0.6尺의 사이에 있는 것으로 나타났다. 한국 전통목조건축 지붕가구의 형성에서 서까래의 물매결정은 먼저 장연의 물매를 정한 후, 건물의 전체 높이를 결정하는 종도리의 높이를 정하고, 중연을 걸기 위해 동자주의 위치와 높이를 조정하는 방식으로 지붕가구를 계획하는 것으로 파악되었다. 특히 장연 물매는 건물 규모에 따라 특별히 정해진 값이 있는 것이 아니라 전면 평주높이와 포작의 구성 등에 따라 자연스럽게 결정된 것으로 추정된다. 그리고 중연을 사용하는 경우 중연물매의 결정방식은 양통 어칸을 등간격으로 분할한 후, 동자주의 위치 또는 길이를 조정하는 방법을 사용하였던 것으로 추정할 수 있다.

• 보존과학회지
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• 제36권1호
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• pp.15-27
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• 2020

The Main Hall of the Fengguo monastery in Yixian county, Liaoning province, China, is the best preserved and largest wooden Buddhist structure, typical of the Liao dynasty style, in China. However, some degradation to the timber frame of the Main Hall has been noted, and this is causing concern in terms of the long-term preservation of the structure. In this study, wooden pillars showing the degradation phenomena of whitening, for areas in contact with the stone floor, and extensive surface damage at higher locations(mostly above 1 m) have been examined. Samples taken from wooden pillar surfaces were analyzed using X-ray powder diffraction, Fourier-transform infrared spectroscopy(FTIR), ion chromatography, and pH measurements. With respect to the whitening phenomenon, we found inorganic calcium precipitates and oxalate ions, along with higher pH values. These symptoms indicated that chemical changes were taking place in response to alkaline conditions, suggesting that alkaline mixtures with calcium content in the foundations may be responsible. Regarding the upper surface-damaged areas, no valid evidence for chemical degradation was found using FTIR analysis, while damaged areas exhibited the presence of more bat guano-related materials than which were apparent in undamaged areas. The occurrence of this surface-damaged phenomenon has therefore been attributed to physical damage caused by bat activity over long periods of time.

• 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.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제47권1호
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• pp.164-179
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• 2014

해남 대흥사 대웅보전에는 석가모니불을 중심으로 좌우에 약사불과 아미타불을 배치한 형식의 석가삼세불상이 봉안되어 있다. 그동안 이 삼세불상은 목조불로 알려져 왔으나 X-선 촬영 결과, 본존불을 제외한 좌우불에서 나무 위에 입힌 소조층이 함께 관찰되었다. 따라서 대흥사의 삼세불상은 조선시대 목조불상 및 소조기법이 적용된 불상을 함께 살펴볼 수 있는 좋은 사례가 될 수 있을 것이다. 조선시대 접목조불상의 전형을 보여주고 있는 본존 석가모니불상은 크게 5개의 목재를 접목하여 형상을 완성하고 있으며, 약사와 아미타불은 10개 이상의 목재를 접목하여 외형에 가깝도록 조각한 뒤 그 위로 점토를 발라 소조기법으로 형상을 완성하고 있다. 즉 내부의 목재가 심(芯)의 역할을 한다고 할 수 있는데, 목재의 접목방식이 조선시대의 목조불상보다는 소조불상의 기법에 가깝다. 그러나 목심 위에 새끼줄을 감고 그 위에 점토를 두껍게 바른 것이 아니라 나무 위에 직접 점토를 얇게 발랐으며, 얼굴 부분이 완전히 목조로만 이루어진 것이 특징적이다. 이와 같은 이유로 애초 작가의 조성의도가 목불이었을 가능성도 배제할 수 없으나 복장기록에 '소성(塑成)'이라는 단어가 사용된 것으로 보아 불상 조성이 완료된 시점에 이들 불상을 소조상으로 인식했음을 알 수 있다. 즉 대흥사 좌우불은 조선시대식 소조기법의 한 예로 보아도 좋을 것이라 생각한다. 따라서 본 논문에서는 대흥사 삼세불상의 X-선 촬영을 통해 얻은 화상정보를 바탕으로 이들 불상의 내부구조와 접목방식을 살펴보고 이를 통해 조선시대 불상 제작기법을 밝혀보고자 하였다.