한국 전통 목조건축 주춧돌 기초의 동적 완충 메커니즘과 일본 문화재 면진 사례 기반 하이브리드 개조의 적용 가능성 연구
A Study on the Dynamic Buffering Mechanism of Stone Foundation Systems in Korean Traditional Wooden Architecture and Hybrid Seismic Retrofit Strategies Based on Japanese Heritage Cases
This study examines the dynamic behavior potential of independent stone foundation systems in Korean traditional wooden architecture and discusses their applicability to modern seismic isolation and conservation-compatible retrofit strategies. Korean traditional wooden buildings are typically supported by timber columns directly placed on individual stone bases, forming a discontinuous contact-based foundation system that differs fundamentally from the fixed-base assumptions of modern reinforced concrete structures. Under seismic or lateral loading, micro-sliding, local rocking motion, and friction-based energy dissipation may occur at the column–stone interface. These responses, however, should not be interpreted as equivalent to modern engineered seismic isolation devices. Rather, they should be understood as conditional dynamic buffering mechanisms whose performance depends on material condition, contact geometry, vertical load, ground condition, and timber joint stiffness. This study reviews selected Japanese heritage cases, including the Todai-ji Museum, Kiyomizu-dera, Horyu-ji Five-Story Pagoda, and the reconstruction of the Aso Shrine Romon Gate, in order to examine how structural safety and conservation principles can be reconciled. The review suggests that a Korean-type hybrid seismic retrofit strategy should prioritize preservation of existing stone foundation systems, limited reinforcement beneath or around the foundation, reversibility, minimal visual intervention, and IoT/AI-based structural health monitoring. As a conceptual review prior to experimental and numerical validation, this study proposes a research framework for cyclic loading tests, shaking-table experiments, nonlinear contact modeling, and the development of conservation-compatible seismic isolation details for Korean wooden heritage architecture.
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본 연구는 한국 전통 목조건축에서 나타나는 독립 주춧돌 기초 체계의 동적 거동 가능성을 분석하고, 이를 현대 면진 기술 및 문화재 보존형 내진보강 전략과 연계하여 고찰하는 것을 목적으로 한다. 한국 전통 목조건축은 개별 주춧돌 위에 목재기둥이 직접지지 되는 비연속 접촉 구조를 가지며, 이는 현대 철근콘크리트 건축물의 고정단 기초 조건과 다른 구조적 응답을 형성한다. 특히 기둥-주춧돌 접촉면에서는 지진 또는 수평 하중 작용 시 미세 상대 변위, 국부 요동(rocking motion), 접촉면 마찰에 의한 에너지 소산이 발생할 가능성이 있다. 그러나 이러한 거동은 현대 공학적 의미의 완전한 면진 장치와 동일하게 해석될 수 없으며, 재료 상태, 접촉면 형상, 수직 하중, 지반 조건, 목재 접합부 강성에 따라 달라지는 조건부 동적완충 메커니즘으로 이해하는 것이 타당하다. 본 연구는 일본의 도다이지 뮤지엄, 기요미즈데라, 호류지 오중탑, 아소신사 누문 복구 사례를 검토하여 문화재 보존 원칙과 구조 안전성 확보 사이의 균형 가능성을 분석하였다. 분석 결과, 한국 전통 목조건축의 내진보강은 현대 면진 장치를 직접 삽입하는 방식보다 기존 주춧돌 체계를 최대한 보존하면서 기초 하부 또는 비가시 영역에서 제한적 보강을 수행하고, IoT/AI 기반 구조 건전성 모니터링을 결합하는 하이브리드 개조(hybrid retrofit)접근이 적합한 것으로 판단된다. 본 연구는 실험 및 수치해석 이전 단계의 개념적 고찰 연구로서, 향후 주춧돌-기둥 접촉부 반복 가력 실험, 진동대 실험, 비선형 접촉해석, 문화재 보존형 면진 상세 개발을 위한 기초 연구 방향을 제시한다.
목차
요지 Abstract 1. 서론 1.1 연구 배경 1.2 연구의 필요성과 기존 초안의 보완 방향 1.3 연구 목적 및 범위 2. 연구 방법 및 분석 체계 2.1 선행연구 검토 2.2 연구 절차 2.3 분석 항목 3. 한국 전통 주춧돌 기초의 동적 완충 메커니즘 3.1 비연속 접촉 구조로서의 주춧돌 기초 3.2 현대 면진 시스템과의 차이 4. 일본 문화재 면진 및 복구 사례 분석 4.1 도다이지 뮤지엄: 독립 격리와 문화재 수장공간 보호 4.2 기요미즈데라: 경사지 지반과 기초부 차등거동 4.3 호류지 오중탑: 전통 목구조의 장기 생존성과 해석상의 주의 4.4 아소신사 누문: 가역적 복구와 현대 보강의 결합 5. 한국형 단계적 면진 설계안 5.1 기요미즈데라형 단계적 면진 설계 개념의 해석 5.2 설계안 A·B·C의 적용 대상과 성능 목표 5.3 보존형 하이브리드 개조의 적용 프레임워크 6. 사물인터넷·인공지능(IoT/AI) 기반 구조 건전성 모니터링 적용성 6.1 모니터링 시스템 구성 6.2 도다이지형 스마트 모니터링 모델의 한국 적용 7. 종합 고찰 7.1 전통 구조의 보존과 현대 기술의 개입 수준 7.2 설계 목표값의 해석상 한계 7.3 후속 연구 방향 8. 결론 References
○ 최근 문화재는 다양한 각종 재난에 노출되어 화재뿐만 아니라 기후변화에 의한 풍수해피해, 지진피해, 낙뢰, 병충해피해 등 다양한 자연재난 및 사회재난으로부터 문화재가 훼손되고 있다.
○ 2005년 산불의 확산으로 인한 낙산사 경내 문화재의 피해, 2008년 방화로 인한 국보 1호 숭례문 소실은 전 국민을 슬픔과 충격에 빠뜨렸다. 계속되는 문화재의 재난발생은 문화재방재에 대한 필요성과 중요성을 각인시키면서 문화재방재분야의 학술활동단체 설립이 요구되고 있다.
○ 기존 문화재 관련 학회는 문화재의 고고학적 의미 등을 주요영역으로 다루고 있다. 그러나 문화재방재학회는 자연재난, 사회재난으로부터 문화재를 지키고 보존하기 위한 학술적 영역의 의미를 가진다. 문화재방재학회는 타 학회와 차별화된 고유의 영역으로 자리매김 할 것이며 이를 설립의 취지로 한다.
간행물
간행물명
저널 국가유산(구 문화재방재학회 논문집) [Journal National Heritage]
간기
연3회
pISSN
2508-2825
수록기간
2016~2026
등재여부
KCI 등재
십진분류
KDC 539DDC 628
이 권호 내 다른 논문 / 저널 국가유산(구 문화재방재학회 논문집) Vol. 11 No. 2