우리나라는 일찍부터 축성 기술이 발달하였으며, 그로 인해 많은 성곽구조물이 축조되어 왔다. 이는 국토의 약 70%가 산지를 이루고 있는 지리적 특성이 있으며, 예로부터 많은 외적의 침입을 방어할 목적으로 성곽구조물을 구축하는 등의 지정학적 배경이 작용하였기 때문이다. 또한 우리나라의 성곽구조물은 주변 다른 나라와 구분되어, 제각기 독특한 지형조건에 맞추어 그 특색을 간직하고 있으며, 다른 나라에 비해 비교적 많은 수의 우수한 성곽구조물이 존재한다. 우리나라 성곽구조물의 수는 사적, 향토 문화재, 비지정 문화재를 포함하여 현재 남아있는 것만 2000여개 이상이 존재한다. 그 가운데 국가나 지방의 지정문화재로 등록된 것은 430여개에 달하며, 각 성곽구조물의 보존현황은 차이가 있으나 여전히 우리나라 과거의 시대적 역사를 잘 반영하여 남아있다. 이와 같이 성곽구조물은 과거의 생활이나 그 시대적 정서를 살펴볼 수 있으며, 그 나라의 역사를 담고 있기 때문에 우리 민족의 문화유산으로써 매우 중요한 가치를 지니고 있다. 그러나 성곽구조물은 오랫동안 외부에 그대로 노출되어 있기 때문에 물리적, 화학적, 생물학적 작용으로 인한 손상과 자연재해로 인한 피해가 증가하고 있으며 여전히 많은 수의 성곽구조물이 손상을 받은 채 방치되어 있거나 개·보수를 실시하였음에도 불구하고 성곽의 일부가 붕괴하는 등 여러 문제가 발생하여 장기적인 성곽보존을 위한 안정화 방안과 이를 위한 정밀조사 및 보강방안 수립의 필요성이 제기되었다. 그러나 지금까지는 반복된 보수작업만 있었을 뿐, 성곽구조물의 보존과학적 현황과 붕괴 원인을 파악하는 기초적인 평가 자료가 부족한 실정이다. 또한 성곽구조물은 석재들을 하부에서부터 적층하여 쌓아 올린 불연속체 구조물이기 때문에, 불연속체에 대한 거동특성 파악이 필요하다. 그러나 불연속체 구조물의 합리적인 거동특성을 파악하기 위해서는 불연속면에 대한 구조모형화가 매우 중요하지만 현재 불연속체 구조물을 해석하기 위한 방법이 명확하지 않아 어려움을 겪고 있다. 불연속체 구조물은 일반적인 ...
우리나라는 일찍부터 축성 기술이 발달하였으며, 그로 인해 많은 성곽구조물이 축조되어 왔다. 이는 국토의 약 70%가 산지를 이루고 있는 지리적 특성이 있으며, 예로부터 많은 외적의 침입을 방어할 목적으로 성곽구조물을 구축하는 등의 지정학적 배경이 작용하였기 때문이다. 또한 우리나라의 성곽구조물은 주변 다른 나라와 구분되어, 제각기 독특한 지형조건에 맞추어 그 특색을 간직하고 있으며, 다른 나라에 비해 비교적 많은 수의 우수한 성곽구조물이 존재한다. 우리나라 성곽구조물의 수는 사적, 향토 문화재, 비지정 문화재를 포함하여 현재 남아있는 것만 2000여개 이상이 존재한다. 그 가운데 국가나 지방의 지정문화재로 등록된 것은 430여개에 달하며, 각 성곽구조물의 보존현황은 차이가 있으나 여전히 우리나라 과거의 시대적 역사를 잘 반영하여 남아있다. 이와 같이 성곽구조물은 과거의 생활이나 그 시대적 정서를 살펴볼 수 있으며, 그 나라의 역사를 담고 있기 때문에 우리 민족의 문화유산으로써 매우 중요한 가치를 지니고 있다. 그러나 성곽구조물은 오랫동안 외부에 그대로 노출되어 있기 때문에 물리적, 화학적, 생물학적 작용으로 인한 손상과 자연재해로 인한 피해가 증가하고 있으며 여전히 많은 수의 성곽구조물이 손상을 받은 채 방치되어 있거나 개·보수를 실시하였음에도 불구하고 성곽의 일부가 붕괴하는 등 여러 문제가 발생하여 장기적인 성곽보존을 위한 안정화 방안과 이를 위한 정밀조사 및 보강방안 수립의 필요성이 제기되었다. 그러나 지금까지는 반복된 보수작업만 있었을 뿐, 성곽구조물의 보존과학적 현황과 붕괴 원인을 파악하는 기초적인 평가 자료가 부족한 실정이다. 또한 성곽구조물은 석재들을 하부에서부터 적층하여 쌓아 올린 불연속체 구조물이기 때문에, 불연속체에 대한 거동특성 파악이 필요하다. 그러나 불연속체 구조물의 합리적인 거동특성을 파악하기 위해서는 불연속면에 대한 구조모형화가 매우 중요하지만 현재 불연속체 구조물을 해석하기 위한 방법이 명확하지 않아 어려움을 겪고 있다. 불연속체 구조물은 일반적인 연속체 구조물과는 다른 역학적 거동을 나타내기 때문이다. 따라서 성곽구조물에 나타나는 다양한 손상현황을 파악하여 대표적인 손상유형별로 분류하고 불연속체 해석방법에 근거한 구조모형화 및 구조해석을 수행한다. 특히 해석결과에 대한 구조안전성 평가를 수행함으로써 손상유형별 합리적인 보수보강방안을 제시한다. 이를 위해 먼저 성곽구조물에 대한 현황자료를 바탕으로 구조적 관점에서 위험요소를 검토하고 성곽구조물의 축조형식과 손상현황을 체계적으로 분석한다. 특히 다양한 손상유형이 나타난 공산성을 대표사례로 선정하여 구간별 대표적인 손상유형을 도출한다. 구간별 대표유형을 바탕으로 손상현황과 성벽의 거동특성을 파악하여 손상유형에 따른 위험성을 확인하고 하중전달 매커니즘 분석을 통해 손상유형별 힘의 흐름을 파악한다. 그리고 석재의 재료특성 시험을 통해 얻은 결과를 바탕으로 구조해석에 사용될 석재의 재료물성 값을 분석하며, 이를 토대로 개별요소해석기법을 적용한 구조모형화 및 구조해석을 실시한다. 또한 해석결과를 바탕으로 압축강도, 인장파괴, 미끄러짐 등의 구조안전성능을 평가하고 그 결과를 통해 성곽구조물의 구조적 안전성을 확보할 수 있는 보수보강방안을 제안한다.
우리나라는 일찍부터 축성 기술이 발달하였으며, 그로 인해 많은 성곽구조물이 축조되어 왔다. 이는 국토의 약 70%가 산지를 이루고 있는 지리적 특성이 있으며, 예로부터 많은 외적의 침입을 방어할 목적으로 성곽구조물을 구축하는 등의 지정학적 배경이 작용하였기 때문이다. 또한 우리나라의 성곽구조물은 주변 다른 나라와 구분되어, 제각기 독특한 지형조건에 맞추어 그 특색을 간직하고 있으며, 다른 나라에 비해 비교적 많은 수의 우수한 성곽구조물이 존재한다. 우리나라 성곽구조물의 수는 사적, 향토 문화재, 비지정 문화재를 포함하여 현재 남아있는 것만 2000여개 이상이 존재한다. 그 가운데 국가나 지방의 지정문화재로 등록된 것은 430여개에 달하며, 각 성곽구조물의 보존현황은 차이가 있으나 여전히 우리나라 과거의 시대적 역사를 잘 반영하여 남아있다. 이와 같이 성곽구조물은 과거의 생활이나 그 시대적 정서를 살펴볼 수 있으며, 그 나라의 역사를 담고 있기 때문에 우리 민족의 문화유산으로써 매우 중요한 가치를 지니고 있다. 그러나 성곽구조물은 오랫동안 외부에 그대로 노출되어 있기 때문에 물리적, 화학적, 생물학적 작용으로 인한 손상과 자연재해로 인한 피해가 증가하고 있으며 여전히 많은 수의 성곽구조물이 손상을 받은 채 방치되어 있거나 개·보수를 실시하였음에도 불구하고 성곽의 일부가 붕괴하는 등 여러 문제가 발생하여 장기적인 성곽보존을 위한 안정화 방안과 이를 위한 정밀조사 및 보강방안 수립의 필요성이 제기되었다. 그러나 지금까지는 반복된 보수작업만 있었을 뿐, 성곽구조물의 보존과학적 현황과 붕괴 원인을 파악하는 기초적인 평가 자료가 부족한 실정이다. 또한 성곽구조물은 석재들을 하부에서부터 적층하여 쌓아 올린 불연속체 구조물이기 때문에, 불연속체에 대한 거동특성 파악이 필요하다. 그러나 불연속체 구조물의 합리적인 거동특성을 파악하기 위해서는 불연속면에 대한 구조모형화가 매우 중요하지만 현재 불연속체 구조물을 해석하기 위한 방법이 명확하지 않아 어려움을 겪고 있다. 불연속체 구조물은 일반적인 연속체 구조물과는 다른 역학적 거동을 나타내기 때문이다. 따라서 성곽구조물에 나타나는 다양한 손상현황을 파악하여 대표적인 손상유형별로 분류하고 불연속체 해석방법에 근거한 구조모형화 및 구조해석을 수행한다. 특히 해석결과에 대한 구조안전성 평가를 수행함으로써 손상유형별 합리적인 보수보강방안을 제시한다. 이를 위해 먼저 성곽구조물에 대한 현황자료를 바탕으로 구조적 관점에서 위험요소를 검토하고 성곽구조물의 축조형식과 손상현황을 체계적으로 분석한다. 특히 다양한 손상유형이 나타난 공산성을 대표사례로 선정하여 구간별 대표적인 손상유형을 도출한다. 구간별 대표유형을 바탕으로 손상현황과 성벽의 거동특성을 파악하여 손상유형에 따른 위험성을 확인하고 하중전달 매커니즘 분석을 통해 손상유형별 힘의 흐름을 파악한다. 그리고 석재의 재료특성 시험을 통해 얻은 결과를 바탕으로 구조해석에 사용될 석재의 재료물성 값을 분석하며, 이를 토대로 개별요소해석기법을 적용한 구조모형화 및 구조해석을 실시한다. 또한 해석결과를 바탕으로 압축강도, 인장파괴, 미끄러짐 등의 구조안전성능을 평가하고 그 결과를 통해 성곽구조물의 구조적 안전성을 확보할 수 있는 보수보강방안을 제안한다.
The fortification and construction technologies of fortress structures have developed early in Korea. This is due to the geographical characteristics of the country's landforms and the geopolitical background as the purpose of defending the intrusion of foreigners. Thus, the fortress structure has a...
The fortification and construction technologies of fortress structures have developed early in Korea. This is due to the geographical characteristics of the country's landforms and the geopolitical background as the purpose of defending the intrusion of foreigners. Thus, the fortress structure has a very important characteristics as a cultural heritage because it can show the past life and customs involving the history of the country. However, the fortress structure has been exposed to the outside environment for a long time, such as various damages due to physical, chemical, biological action. There have been many excavations and archaeological investigations to repair and preserve the damaged fortress structures. Nevertheless, many problems still arise, such as a large number of fortress structures being left undamaged or damaged, and part of the fortress being collapsed even though they were repaired. Therefore, there is a need for a stabilization plan for long-term preservation of the fortress, and the establishment of a detailed investigation and reinforcement plan for it. However, until now only repetitive repair work has been done, and there is a lack of basic evaluation data to grasp the state of preservation science of fortress structure and cause of collapse. The modeling method and structural analysis method about masonry structures such as fortress structures are required for the preservation and restoration of these historical fortress structures. But, the demands for the comprehensive and accurate analysis of fortress structures still impose a significant challenge to engineers because of the complexity and particular patterns of structural behavior related to the traditional construction techniques. Fortress structures should be treated as discontinuum structure with mechanical behavior which is different from continuum structure. The discontinuous structures are represented as an assemblage of discrete blocks. The discontinuities should be treated as boundary conditions between blocks, and large displacements along discontinuities and rotations of blocks should be allowed. To this end, various damage statuses on fortress structure are identified and classified by typical damage types, and set the material property value of the stone to be used in the structural analysis, based on the results obtained by the material characteristics test of the stone. And, based on these properties, structural modeling and structural analysis using discrete analysis techniques are performed. In particular, the structural safety evaluation through the analysis results is carried out to suggest a rational repair and preservation plan for each type of damage.
The fortification and construction technologies of fortress structures have developed early in Korea. This is due to the geographical characteristics of the country's landforms and the geopolitical background as the purpose of defending the intrusion of foreigners. Thus, the fortress structure has a very important characteristics as a cultural heritage because it can show the past life and customs involving the history of the country. However, the fortress structure has been exposed to the outside environment for a long time, such as various damages due to physical, chemical, biological action. There have been many excavations and archaeological investigations to repair and preserve the damaged fortress structures. Nevertheless, many problems still arise, such as a large number of fortress structures being left undamaged or damaged, and part of the fortress being collapsed even though they were repaired. Therefore, there is a need for a stabilization plan for long-term preservation of the fortress, and the establishment of a detailed investigation and reinforcement plan for it. However, until now only repetitive repair work has been done, and there is a lack of basic evaluation data to grasp the state of preservation science of fortress structure and cause of collapse. The modeling method and structural analysis method about masonry structures such as fortress structures are required for the preservation and restoration of these historical fortress structures. But, the demands for the comprehensive and accurate analysis of fortress structures still impose a significant challenge to engineers because of the complexity and particular patterns of structural behavior related to the traditional construction techniques. Fortress structures should be treated as discontinuum structure with mechanical behavior which is different from continuum structure. The discontinuous structures are represented as an assemblage of discrete blocks. The discontinuities should be treated as boundary conditions between blocks, and large displacements along discontinuities and rotations of blocks should be allowed. To this end, various damage statuses on fortress structure are identified and classified by typical damage types, and set the material property value of the stone to be used in the structural analysis, based on the results obtained by the material characteristics test of the stone. And, based on these properties, structural modeling and structural analysis using discrete analysis techniques are performed. In particular, the structural safety evaluation through the analysis results is carried out to suggest a rational repair and preservation plan for each type of damage.
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