韓國 傳統 木造 建築物의 架構 方法에 따른 構造 解析에 관한 연구

Abstract

Korean traditional architecture was made by wood. A carpenter had designed and constructed buildings according to his experience because no detailed drawings had been in the past. Tradition wooden architecture which formed our unique construction culture flowing the years is amiss in modern usage nowadays, and is not correct in inclination, social life is trend that fainted gradually. Because S Korean tradition building is made with knowledge that is neted in experience besides, as well as correct absence production and construction are difficult like string pile, because past buildings were built by experience, difficulty follows to mending current superannuated building. Economic value more, it soaks from the traditional wooden building and must respect the spirit and culture value. Than economical value in tradition wood building, must respect infiltrating spiritual, cultural value. This and not that depend on experience scientific analysis techniques apply. As research of accurate structural analysis of Korean Traditional Architecture, we can attain surplus of components. Because traditional architecture has a framework structure method, it's possible standardization of components for new construction, a mass production and restoration of traditional architecture using that method. As compared with the results of structural analysis between Jusimpo type and Dapo type, we can get structural difference as framework type. The aim of this research is to do structural analysis for Korean traditional wooden architecture aspects of frameworks. Gong-po is decorative design as well as important role as structure. In this research, it was selected Jusimpo and Dapo type building. I selected three cases from each type; Jo-Sa-Dang(1377) in Bu-Suck-Sa Temple, Kuek-Rak-Jeon(1368) in Bong-Jung-Sa Temple, Sa-Joung-Jeon in Kyoung-Bok-Gung Palace. Process of this research is that: 1. To study of structural materials which are composed each case, especially mechanical character of fine tree. 2. To make diagram of load following to understand process of load flowing through structure. 3. To use SAP2000 and CATIA as a structural analysis tool. SAP2000 is useful tool which attain data roughly, CATIA is useful tool which analyze complicated shapes of gong pc parts using a FEM method. First, in order to apply SAP2000 program, it must be simple to frame and joint. After that, it must be researched section conditions, modulus of wood and load of roof. In order to FEM through CATIA(V5R10), first it needs 3D modeling. After that, apply boundary conditions and load which attained through SAP2000.;우리 나라의 전통 건축물은 목재를 주요 재료로 이용하여 건축되었다. 과거에는 현대적인 정밀한 설계 도면이 없었기 때문에, 단순히 정면과 측면의 칸 수를 제시하면, 목수는 각자의 경험에 의해 부재의 치수와 가구 방식을 결정하여 건축물을 축조하였다. 그러나 오랜 세월을 거치면서 우리 고유의 건축 문화를 형성하였던 전통 목조 건축은 오늘날에는 현대적 용도에 적합하지 않고, 취향에 맞지 않다며, 사회적 수명이 점차 약해져 가는 추세이다. 더군다나 한국 전통 건축물이 경험에서 얻어진 지식을 바탕으로 만들어지기 때문에 현대 건축물처럼 정확한 부재 생산과 시공이 어려운 실정이다. 뿐만 아니라 과거의 건축물들이 경험에 의해 지어졌기 때문에, 현재의 노후한 건물을 보수하는 데에도 어려움이 따른다. 그러므로 경험에 의해 지어진 전통 건축물은 주조적인 측면에서 보면 상당히 큰 안전 계수를 가지고 계획 되어야 한다. 전통 목조 건축물에서는 경제적인 가치보다, 스며있는 정신적, 문화적 가치를 존중해야 한다 이는 경험에 의존할 것이 아니라, 과학적인 해석기법을 적용하여야 한다. 따라서 현존하는 고 건축물의 정확한 구조 해석을 통하여 현재 구조 부재의 치수와 여유 량, 적정 수준을 알 수 있다. 전통 목조 건축은 가구(架構)식 구조 법을 채택하고 있어, 현대적인 방법을 이용한 과학적 구조 해석을 통하면 신축 건물을 위한 부재 규격화가 가능하여, 대량 생산의 가능성도 있으며, 또한 현존 고(古) 건축의 수리나 복원, 보수에도 정확한 보강 방법을 제시함은 물론, 적절한 부재크기의 선택 및 결구 방법의 결정 등에 유용한 사용이 가능하다. 또한 주심포 계와 다포 계 건물의 구조 해석 결과가 비교 분석 된다면, 한국 전통 건축물의 가구 방법에 따른 구조적 차이를 알 수 있다. 주심포 양식과 다포 양식은 힘의 흐름에서도 상이한 차이를 보이는데, 각 건축 법식(建築 法式)에 따른 구조 해석을 통하여 각 가구 방법 사이의 구조적 타당성과 각 가구 방법의 변화의 필연성을 증명할 수도 있다. 뿐만 아니라 구조 해석을 통하여, 현존하는 한국 전통 건축물 부재의 구조적 여유 적정성을 분석하고, 부재의 재료에 대한 소나무 크기를 증명하여, 목재의 공급 면에도 유용하게 사용 될 수 있다. 본 연구는 결구 방법에 따는 한국 전통 목조 건축물의 구조 해석을 목적으로 한다. 공포는 전통 건축물에 있어서 의장적 요소일 뿐만 아니라 구조적으로 중요한 역할을 한다. 공포의 결구 방법에 따라 한국 전통 목조 건축은 주심포, 다포, 익공계로 나뉘는데, 본 연구에서는 대표적인 결구 방식인 주심포와 다포계 건물을 대상으로 한다. 주심포 계 건물은 다포계 건물과는 달리 모든 부재 별 구조가 간결히 상호 작용을 하며 결구되어 있다. 또한 주심포의 공포 부분이 구조 상 어떤 역할을 하는지 알 수 있다. 이를 위해 주심포 양식의 건물 중 대표적인 浮石寺 祖師堂(1377년, 국보 19호)과 鳳停寺 極樂殿(1368년, 국보15호)을 선택하였다. 두 건축물은 역사적으로 가치를 가지는 건축물일뿐 아니라 창건된 지 오랜 시간이 경과했음에도 불구하고, 구조적 문제없이 굳건히 서 있다. 각 건물의 구조 해석을 통하여 구조적 문제 여부를 살펴보고, 부재의 하중 지지 정도를 알아보려고 한다. 주심포 양식과 비교 연구하기 위한 다포계 건물로서 景福宮 思政殿을 선택하였다. 이 연구를 수행하기 위하여 우선 각 건축물의 주 구조 재료인 목재, 특히 소나무의 기계적 성질에 대해 연구하였다. 그리고 각 건축물의 구조상 하중의 흐름을 알 기 위해 하중 흐름도를 만들어 보았다. 또한 구조해석을 위한 컴퓨터 도구를 설정하였는데, 본 연구에서는 건축물의 골조를 바탕으로 개략적인 해석을 위한 도구로서 SAP2000을 사용하였고, 공포부의 복잡한 형상을 해석하기 위하여 유한 요소 법(FEM)을 기초로 하고 있는 CATIA의 GAS를 사용하였다. 본 연구를 통하여 주심포와 다포 양식 건축의 구조적인 차이와, 왜 고려 시대 주심포 양식에서 조선 시대의 주된 양식인 다포식으로 변천되었는지 변화 이유를 밝히는데 하나의 밑거름이 되었으면 한다.