*상* 스토어

*상*

개인인증

팔로워0 팔로우

소개

등록된 소개글이 없습니다.

전문분야 등록된 전문분야가 없습니다.

판매자 정보

학교정보

입력된 정보가 없습니다.

직장정보

입력된 정보가 없습니다.

자격증

입력된 정보가 없습니다.

판매지수

판매중 자료수

4개
전체 판매량

22개
최근 3개월 판매량

0개
자료후기 점수

평균B
자료문의 응답률

-

전체자료 4개

국내외 내진설계가 적용된 건축물 평가B괜찮아요

내진&면진설계가 적용된 건축물An earthquake-resistant building in the world서 론일반적으로 지진하면 우선 일본을 떠올리기 마련이다. 이웃나라 일본은 거의 매일 작은 지진이 발생하고 있다고 한다. 세계 지진의 약 15%가 일본주변에서 발생하다 보니 그만큼 일본의 지진대비책은 훌륭하다고 볼 수 있다.실례로 일본 요코하마 시청의 홈페이지에 접속하면 지진의 진도에 대한 설명과 함께 지진발생시 대피요령이 설명되어 있기도 하며, 도쿄에서 베스트셀러 중 하나가 도쿄에서 지진이 발생하였을 때 안전하게 집으로 돌아갈 수 있는 루트를 설명해 놓은 책이다.이제 우리나라도 지진에서 안전하다고 할 수 없게 되었다. 1936년의 지리산 쌍계사 지진과 1978년의 홍성지진 등 파괴적인 지진이 발생하기도 하였고 1996년 말 영월에서는 리히터 규모 4.7의 지진이 발생하기도 하였으며, 2004년 5월 29일에는 울진 동쪽 약 80km해역에서 규모 5.2의 지진이 발생하기도 하였다. 이처럼 우리에게 지진은 이웃나라 일본의 이야기가 아닌 우리가 피해갈 수 없는 문제로 다가오고 있다.내진설계는 지진하중으로부터 구조물의 안전과 인명의 보호를 도모함과 동시에 이로 인한 경제적 부담도 함께 고려하여 시행되어야 한다.이번 레포트를 통해 우리나라의 고층건물과 사회기반시설의 내진설계는 어떻게 이루어져 있으며, 세계의 주요 건축물에 대한 내진설계에 대해서도 살펴보고자 한다.2. 내진설계2-1. 내진설계의 의미우리는 중학교 시절에 관성의 법칙에 대해서 배운 적이 있다. 움직이는 물체는 계속 움직이려 하고 서있는 물체는 계속 서있으려 한다는 것이 바로 그것이다. 아무렇지 않게 단지 관성의 법칙이라는 이름으로 배웠던 이 원리가 내진설계의 필요성을 모두 담고 있다고 할 수 있겠다.지표 위에 있는 건축물을 자신의 상태, 즉 정지해있는 상태를 유지하려고 한다. 그런데 갑자기 지표가 흔들리면서 건물을 흔든다면, 건축물의 뼈대인 기둥, 보, 전단벽 등이 축력, 전단력, 휨 모멘트 등의 면진테이블을 건물 하부에 삽입함으로써 상대적으로 적은 비용으로 지진에 효과적으로 대처할 수 있게 되었다.2-3 관련 법령국내의 내진설계는 지난 1985년 멕시코 대지진을 계기로 1986년 내진설계법이 마련, 1988년부터 적용되었다.건축법 38조, 건축법 시행령 32조 2항에 의거▲6층 이상 또는 연면적 1만㎡(약 3000평) 이상의 모든 건축물▲연면적 1천㎡ 이상의 종합병원, 방송국, 공공업무시설▲연면적 5천㎡ 이상의 판매 시설 등 다중 이용시설▲5층 이상의 아파트▲국가적 문화유산으로 보존할 가치가 있는 건축물로서 건설교통부령이 정하는 것▲댐, 터널, 고속철도, 교량 등에 대해서는 내진설계를 의무화하고 있다.특히 내진설계가 필수적인 원자력발전소를 비롯하여, 각종 발전소와 석유화학 공장에서는 내진설계기준을 적용해 왔다.그러나 지난 1월 건교부가 국무회의에 보고한 '우리나라 지진현황과 시설물 안전대책' 자료에 따르면 우리나라 6층 이상 건축물 60% 이상, 교량과 터널 등 주요 교통시설의 27% 가량이 내진설계가 되어있지 않아 대책 마련이 시급한 것으로 나타났다. 건교부에 따르면 6층 이상 건축물(대부분 민간건축물) 중 내진설계가 된 곳은 9만7천784개동 중 36%인 3만5천442개 동에, 교량. 터널 등 주요 교통시설은 1만 천263개소 중 63%인 7천115개소에만 내진설계가 돼 있는 것으로 집계되었다.지하철은 총 22개 노선 중 서울9호선 1단계 구간 등 6개 노선에만 내진설계가 되어있는 상태다. 더욱이 1988년 이전에 지은 건축물·교량·터널 등은 사실상 지진피해에 무방비 상태로 노출되어 있다.건교부에 따르면 아파트 84만 천567가구(2001년 말 기준)와 빌딩, 공연장 등 대형 건축물 5만7천600 곳이 내진설계 의무 규정이 없던 시절에 완공돼 지진 대비 조치가 전혀 갖춰져 있지 않은 것으로 조사되었다.이처럼 주요 건축물과 시설물에 내진설계가 제대로 되어 있지 않아 우리나라도 지진발생시 큰 피해가 예상되는 만큼 건교부는 앞으로 내진설계 대상 건축물을 수평 2축 방향에 대하여 고려하여 설계하였다. 또한 교량의 경우 수직 방향 운동의 영향이 상당히 클 경우에는 입력 지반 운동의 수직방향 성분도 고려하여 설계되었다. 또한 구조물 진동에 의한 열차의 탈선을 방지하기 위하여 열차 속도별 허용 침하량을 만족하고 교축 직각 방향에 대한 충분한 강성을 확보하여 설계되었다.또한 고속철도 구간에 있는 옹벽의 경우 지반의 함수비가 다짐을 위한 최적함수비 이상으로 증가되면, 지잔발생시 지반에 액상화 현상이 발생될 수 있다. 중력식 구조는 뒷채움 지반내에서 어느 정도의 항복이 허용하도록 설계되어야 하는데, 이럼으로써 항복으로 인하여 유발된 주동 토압의 장점을 활용할 수 있고 지진에 의해 유발되는 토압을 경감시킬 수 있도록 설계되었다. 설계자는 설계과정에서 기울어짐에 대한 가능성을 최소화해야 하고, 주동 토압의 장점이 이용되도록 해야 하며, 뒷채움 지반은 배수가 잘되도록 하는 방법을 사용하여 액상화 현상의 가능성을 줄이거나 없앨 수 있도록 설계되었다.지진시 궤도의 피해는 열차직하의 노반손상에 의한 궤도의 변형, 하부구조물의 파괴에 의한 궤도변형, 구조물과 노반의 불연속 개소에 발생하는 궤도틀림 및 꺾임, 교량과 성토부에서 발생하는 고저틀림, 구조물 및 노반의 특별한 개소에서 발생하는 궤도의 좌굴 등이 기인하므로, 주로 하부구조물의 파손에 의해 발생한다, 따라서 하부구조물의 설계에서 이에 대한 고려가 요구된다. 모든 유형의 궤도에 있어서 각 궤도 구성품은 모든 수준의 지진하중에 견딜 수 있다고 인식되고 있으므로 별도의 궤도구조 자체에 대한 내진설계는 시행되지 않았다.7)그림 4. 고속철도 건설에 도입된Span Steel Box Girder System8)그림 5. Span Steel Box Girder System에사용된 Viscoelastic Damper위 사진처럼 한국 고속철도에는 기존의 무겁고 딱딱한 PC box girder bridge방식이 아닌 가벼우면서 유연한 Steel composite bridge방식을 적용하여 건설때문에 건설시 사용된 isolator는 영하 20도에서 72시간을 견디는 실험도 시행되었다.그림 10. 영하 20도에서 테스트중인 isolator3-6 Traum House III서울 서초동에 위치하고 있는 트라움하우스 III는 일반 주택으로는 처음으로 면진시스템이 설치된 곳이다. 아쉽게도 국내기술이 아닌 일본의 ADC사 및 SDG사의 설계 기술과 장치 등을 도입하여 건축되었으며, 이로 인해 약 8%라는 공사비 절감효과를 가져왔다고 한다. 이 건물은 리히터규모 7.0의 강진에도 견딜 수 있는 안전성을 확보하게 되었다.그림 11. Traum House의 면진시스템 도면위의 그림에서 알 수 있듯이 트라움 하우스에는 2층 Waffle slab plan 이 적용되었다.트라움 하우스에 적용된 면진시스템의 면진장치는 적층고무 형태로 구성되어있다. 이는 유연성이 좋아서 큰 변형에도 견딜 수 있는 특성그림 12. Traum House의 진동 isolation 시스템을 가지고 있어서 면진장치에 아주 효과적이라고 할 수 있다. 지진에너지를 소산하기 위하여 필요한 적층고무시스템의 감쇠는 고무에 의하여 부여되며, 따라서 면진에 적합하도록 고감쇠고무를 개발하기 위한 끊임없는 연구가 진행되고 있다. 이러한 설계에 사용되는 고무를 고감쇠고무(HDR)이라고 한다.3-7. 샌프란시스코 국제공항 국제여객터미널그림 12. 샌프란시스코 공항 국제선터미널샌프란시스코 국제공항은 엄청난 내부공간과 80 feet의 기둥, 700 feet의 긴 지붕 트러스트와 외부 유리벽으로 구성된 매우 멋진 건축물이라 할 수 있다. 이 건물은 Skidmore,Owings및Merrill에 의해 규모 8의 지진에도 견딜 수 있도록 디자인 되었으며 The 267 Friction PendulumTM bearing은 큰 지진에도 견딜 수 있도록 해준다.The 267 Friction PendulumTM bearing은 3초간의 면진시간을 제공하고, 건물에 가해지는 힘의 70%를 감소시킬 수 있는 능력을 가지고 있다.11)그림 1년 : 5.5~7.000년 : 5.7~6.104년 : 5.5~6.0터 널철 도교 량지중구조지하철85년 : 5.7~6.491년 : 5.7~6.492년 : 5.7~6.300년 : 5.5~6.005년 : 5.7~6.34-2. 내진설계 및 미적용 시설물 보강대책• 고속철도 노선과 댐(23개)은 모두 내진설계적용• 지하철 22개 노선 중 서울 9호선, 광주 1호선 등 6개 노선 적용- ‘05년부터 내진설계 적용, 미적용 16개지하철 노선은 내진평가 착수• 교량, 터널 등 주요 교통시설 11,263개소 중 7,115개소 (63%)적용- 교량 9,221개소 중 6,931개소 (75%)는내진설계 반영- 도로터널은 굴착식 공법으로 건설되어내진성능 확보 (377개소)- 철도터널 중 보강이 필요한 개착식,기둥식 터널(187개소)은 보강이 완료된22개소를 제외하고 내진성능평가에 따라 단계적 추진(165개소)• 6층 이상 건축물 97,784동 중 35,442동 (36%)은 적용- 풍하중을 감안한 설계가 되어 있어 미적용 건축물도 내진성능 보유 (보유 4~5정도)- 재건축시 내진설계를 반영하고 있으며, 리모델링 관련 내진보강을 의무화하돌고 검토하고 경제적인 내진성능 향상기술과 공법 등을 마련, 보강 권장(’05)5. 결 론지진에 대해서 별다른 두려움을 가지고 있지 않는 한국 국민은 더 이상 한국이 지진의 안전지대가 아님을 인식해야 할 것이다.국민뿐만 아니라 정부 역시 지진에 의한 재해의 위험성을 직시하고 건축물의 내진설계 뿐만 아니라 재해발생시 대처방안에 대한 적극적인 홍보와 함께, 일선 교육기관을 통해 지진의 위험과 재해에 대해서 교육을 할 필요가 있다라는 생각이 든다.작년에 약 6개월간 일본에 머무르면서 자주 지진을 경험했다. 작게는 수업시간에 책상이 흔들리는 것부터 크게는 TV위의 화분이 떨어져서 깨질 정도의 지진까지 경험하면서 지진의 위험성에 대해서 직시하게 되었다. 하지만 일본의 건물들은 오래 전부터 내진설계가 적용되어 건축되어 있었고 일본국민들은 지진 발생시의 대처방안에 대

공학/기술| 2007.03.25| 10페이지| 2,500원| 조회(1,501)

내진설계, 지진과 생활, 면진설계, 내진 건축물

미리보기

닫기
남산골 한옥마을을 다녀와서

남산골 한옥마을을 다녀와서신소재공학부1999006703이상철남산골 한옥마을지방에서 20여년을 자란 내가 서울에서 느낀 매력중의 하나가 도심속에 공원이나 전통을 느낄 수 있는 곳이 많다는 것이다.찾아가는 길 역시 어렵지 않다. 한글만 읽을 줄 안다면 누구나 찾아갈 수 있을 정도로 가까운 곳에 있다.요즘 어린 학생들이나 젊은이들이 노는 곳이라하면 극장, 게임방등 처럼 놀고나서도 남는게 없는 그런 곳이다. 이러한 어린 친구들에게 이런 곳을 적극적으로 소개해서 우리의 전통을 느낄 수 있는 좋은 기회로 만들어주는 것이 필요하다는 생각을 하면서 남산골 한옥마을로의 여행을 떠나보자.1. 출발점지하철을 타는 것은 초등학생이상이면 누구나 알고 있으리라 생각하며 우리는 충무로역을 시작점으로해서 출발해보고자한다.충무로역은 역이름에서 알 수 있듯이 한국영화의 중심지 충무로에 있는 곳이다.지하철 3호선과 4호선이 만나는 충무로 역에 내려서 계단을 올라오면 아주 큰 종모양의 기념물이 벽에 설치되어 있는 것을 볼 수 있다. 바로 대종상이다.충무로역 역사 벽에는 84년부터 93년까지의 대종상 수상자들의 사진들이 붙어 있다. 내가 초등학교 6학년때 좋아했던 최진실의 모습을 보면서 초등학교 6학년때의 기억들이 새록새록 떠올랐다.게다가 문화의 중심지답게 오재미동이라는 문화체험공간을 마련해 놓아서 바쁜걸음을 잠시 쉬어갈 수 있게 만들어 놓았다.2. 주차장주차장은 생각에 비해 매우 좁다. 약 20여대의 차량이 주차할 수 있지만 단체관광객을 태운 버스가 자주 오고 가기 때문에 주차공간이 매우 부족하다. 게다가 주변의 도로역시 주차하기에는 매우 비좁은 도로이기 때문에 가급적이면 대중교통을 이용하는 것이 좋을 듯하다.나중에 얘기하겠지만 지하철에서 내려서 5분도 안되는 거리에 있다.요즘 웰빙을 외치면서 운동하는 모습을 많이 볼 수 있는데 인위적으로 운동하는 것 보다 가까운거리나 교통편이 편리한 거리는 되도록 대중교통을 이용하는 것이 교통난해소나 자신의 건강유지를 위해서 아주 좋을 듯 하다.주차요금은 10이 시민들로 하며금 쉽게 접근할 수 있게 만들 것 같습니다.◈한옥마을의 안내판◈한옥마을 입구로 들어가면 우측으로 한옥마을의 지도와 소개글이 보인다. 한옥마을 방문이 2번째이긴 하지만 정확하게 어디에 무엇이 있는지를 모르기 때문에 안내도를 정확하게 숙지하는 것이 중요하다고 생각한다. 어디를 가든지 그곳의 안내도를 숙지하고 간다면 좀 더 자세히 알고 볼 수 있게 된다.한옥마을에 대한 소개는 한글뿐만 아니라 영어, 일어, 중국어로 번역되어 게시되어있는 것을 볼 수 있다.이곳에 대한 외국인들의 관심이 높다는 것을 알 수 있다. 실제로 한옥마을을 방문했을 때 외국인 단체관광객 3팀을 보았다(중국2팀, 일본1팀). 서양사람들은 개인 또는 2~3명 정도씩 같이 다니는 것도 눈에 띄였다.◈청학지◈청학이 사는 선향이라 불릴 만큼 경관이 아름다워 청학동으로 불리었다는 이름답운 천우각이 있는 청학지 주변은 한 폭의 산수화를 보는 듯 곱고 단아하다. 이곳을 바라보고 있으면 마음이 편안해지는 것을 느낄 수가 있다. 전통가옥에 있는 연못들을 보면 연못중간에 섬처럼 만들어서 나무 같은 것을 심어놓은 것을 종종 볼 수 있는데 단순히 디자인상 만든 건지 아니면 따로 특별한 의미가 있는 것인지 한번 알아볼 필요가 있을 것 같다.◈순정효황후 윤씨 친가◈우선 이곳으로 들어가기 전에 순정효황후 가 어떤 인물인지 알아보자.조선 제27대 왕인 순종(純宗)의 비로서 1894년에 태어나 1966년에 돌아가셨다. 본관 해평(海平)으로 해풍부원군 윤택영(尹澤榮)의 딸이다. 1906년(광무 10) 13세로 동궁계비(東宮繼妃)로 책봉되었고, 이듬해 순종이 즉위하자 황후가 되었다. 1910년 국권이 피탈될 때 어전회의의 진행을 병풍 뒤에 숨어 엿듣고 있다가, 친일파들이 순종에게 합방조약에 날인할 것을 강요하자 옥새(국새)를 치마 속에 감추고 내놓지 않았으나 숙부 윤덕영(尹德榮)에게 강제로 빼앗겼다는 일화가 있다. 국권피탈 후 이왕비전하(李王妃殿下)로 강칭(降稱)되고, 1926년 순종이 후사 없이 죽은 후 불교에 은 모두 벽으로 막았다. 사각기둥 초익공이고, 모두 굴도리를 사용한 무고주(無高柱) 5량 가구(架構)에 홑처마 박공지붕이다.안채는 '一'자형의 서쪽 끝에 정면 1칸, 측면 2칸의 부엌을 두었고, 그 동쪽으로 안방(3×1.5칸), 대청(3×1.5칸)을 차례로 두어 동쪽의 사랑방과 연결되게 하였으며, 안방과 대청 앞에는 반 칸 폭의 툇간을 두었다.대청 동쪽에는 2×1.5칸 크기의 사랑방이 있으며, 그 동쪽 끝은 1×2칸 크기의 누마루가 있다. 사랑방 앞에 있는 반 칸 폭의 퇴는 대청 앞 퇴와 연속되었다. 사랑방에서 안채 쪽으로 향한 툇간 측면에는 두 짝 여닫이를 달았고, 이와 마주하는 안방 전퇴의 동쪽 측면에도 두 짝 여닫이를 달아, 가운데 대청을 두고 안방과 사랑방 사이로 공간이 개방되는 것을 조절하도록 보완하고 있다.안방 전퇴의 남측으로 뻗은 '兀'자형의 왼쪽에 해당하는 부분은 제일 위쪽에서 차례로 누마루 1칸, 방 2칸(원래는 방 1.5칸, 벽장과 함실아궁이 반 칸이었음), 방 1칸, 광 1칸으로 구성되었고, 거기서 다시 서쪽으로 꺾이며 중문간 1칸, 문간방 1칸, 광 1칸을 두었다. 대청 오른편 전퇴에서 남측으로 뻗은 '兀'자형의 오른쪽에 해당하는 부분은 제일 위쪽에서 차례로 방 2칸, 방 2칸, 방 1칸으로 구성되었고, 다시 동쪽으로 꺾이며 마루 2칸, 방 1칸을 두었다.안방 앞의 안마당은 서측 행랑의 중문으로 통하고, 사랑방과 사랑마당은 동측 행랑 끝에 뻗어 나온 담의 일각대문으로 드나들게 되었다. '兀'자형 배치평면의 중앙에 남북으로 길게 조성된 가운데 마당은 전면 동서 행랑채 벽선을 따라 만든 담의 일각대문으로 드나든다.안채와 사랑채는 장대석 기단 위에 네모뿔대의 주춧돌을 놓고, 그 위에 사각기둥을 세웠다. 가구는 1고주 5량으로 전면 평주와 고주에 툇보를, 고주 후면 평주에 대들보를 걸었다. 고주머리와 대들보 안쪽에 세운 동자기둥에는 종량을 걸고 판대공을 놓아 종도리를 받치고 있다.전면의 처마도리와 종도리는 굴도리이고 나머지는 납도리인데, 종도리 때 죽었다. 저서에 《사화기략(使和記略)》이 있다.박영효 가옥은 서울특별시 민속자료 제18호로 지정되어 있으며 시대는 1870년대로 추정된다. 부마도위 박영효가옥은 원래 서울 종로구 관훈동 30-1에 소재하고 있었으며, 남산한옥마을로 이전하기 전 문화재 지정 명칭은 '관훈동 이진승가옥(寬勳洞李進承家屋)'이었다.박영효는 조선 25대 왕인 철종과 숙의(淑儀) 범씨(范氏) 사이에서 난 영혜옹주(永惠翁主)의 남편이다. 박영효는 이 가옥 외에 안국동 윤보선가(尹潽善家)에서도 살았고, 후일 창신동에서도 큰 저택을 짓고 살았다. 서울 8대가(八大家) 중의 하나로 전해지는 이 가옥은 안채·사랑채·별당채·대문간채·행랑채로 이루어져 있었으나, 안채 외에는 헐리어 없던 것을 이건하면서 사랑채와 별당채만 복원하였다.이 가옥은 'ㄱ'자형 몸채에 '一'자형 행랑채가 붙어 있으며, 부엌과 안방이 모두 같은 방향으로 향하고 있다. 이는 개성(開城)을 중심으로 한 중부지방형으로 안방이 회첨골에 위치하는 서울지방의 가옥과는 다른 형식이다.이건하기 전 이 가옥의 모습을 보면, 관훈동 큰길에 면한 골목을 들어서면 남북으로 길게 뻗은 행랑채가 있고, 이 행랑채에 솟을대문이 있었다. 행랑채는 헛간·마루방·대문간·문간방과 마루방·문간방·아궁이부엌·광 2칸·아궁이부엌·행랑방 2칸·헛간 2칸이 남에서 북으로 구성되어 있었다. 솟을대문을 들어서면 행랑마당이 있고, 동측과 북측에 각각 중문이 있다. 동측으로 난 중문을 들어서면 사랑마당이 나오고, 그 앞으로 'ㄱ'자형의 사랑채가 자리잡고 있다.사랑채는 정면 2칸 측면 1칸의 사랑방과 정면 2칸 측면 1칸의 대청, 정면 1칸 측면 1칸 반의 누마루가 서쪽에서 동쪽으로 차례로 위치하며 남향하고 있다. 사랑방 뒤로 1칸 크기의 침방과 1칸 크기의 함실 아궁이가 각각 동쪽과 서쪽에 있으며, 사랑방과 대청 앞에는 반 칸 폭의 툇마루가 설치되어 있다.행랑마당의 북측에 있는 중문을 들어서면 또 하나의 행랑마당이 나오고, 여기서 동측으로 위치한 중문간을 들어서서 맞은편춘영은 김홍기의 조부이다.김춘영의 가옥은 원래 ‘ㄷ’자형의 안채와 ‘ㄱ’자형의 사랑채가 한 줄로 연결된 집으로, 한정된 대지를 효율적으로 활용하여 지은 당시의 개량 도시형 주택의 배치수법을 보여준다.평면의 형상에 따라 ‘ㄹ’자 모양으로 꺾여져서 안마당으로 들어가도록 처리한 수법은 중상류 주택의 중문간 행랑채에서 널리 쓰이던 방식이다.이는 곧바로 안채가 들여다보이지 않게 한 조선시대 내외법(內外法)에 의한 공간구성의 모습이다.벽채의 아랫부분을 네모난 화강석으로 쌓은 화방벽, 잘 다듬은 사각주춧돌 등으로 집의 격조를 높인 수법은 조선후기 서울지방 전통가옥의일반적 경향이었다.사진에 보이는 모습은 안채대청마루 모습이다. 지금은 민화장의 전시실로 쓰이고 있다. 이곳은 대들보를 앞,뒤 평주에 걸고 그 위에 낮은 동자기둥울 세워 종량을 받치게 한 5량 구조이고, 나머지 부분은 3량 구조이다이곳은 문간채이다. 문간채는 대문간 바로 옆에 있는 집채이다 행랑채라고도 한다.◈도편수 이승업 가옥◈조선 말기 흥선대원군이 경복궁을 중건할 때 도편수(목수의 우두머리)였던 이승업이 1860년대에 직접 지은 집으로 원래 중구 삼각동 36-2에 있었으나 1996년 남산골 한옥마을이 조성되면서 현재의 위치로 옮겨져 복원되었다. 대문간채와 행랑채가 안채와 사랑채를 둘러싸고 있는 규모가 큰 집이었다고 하나 지금은 안채와 사랑채만 남아 있어 원래의 모습은 짐작하기 어렵다고 한다.현재는 전통찻집으로 운영되어 둘러보기에는 조금 불편했다.게다가 현재 안쪽에는 11월 13~14일에 열리는 김치축제를 위해서 천막까지 쳐져 있는 상태라 사진 촬영도 여의치 않았다.이곳은 원래 문간채, 앞뒤 행랑채, 사랑채, 안채, 사랑뒤채 등으로 구성도니 큰 규모의 가옥이었다고 한다. 목수의 자택답게 장식적이고 정교한 부재들로 치밀하게 구성되었다.삼각동에 있을 당시의 배치를 보면, 대지 서측으로 골목길에 면하여 줄행랑채가 남북으로 길게 늘어서고 그 남단에 대문간이 있었다고 한다.안채의 실(室) 배치 방식은 경기도 지방에서 자주

인문/어학| 2005.06.22| 23페이지| 3,000원| 조회(724)

한옥, 여행기, 한옥마을, 남산골, 방문기

미리보기

닫기
[일반물리학 실험] 빛의 회절 및 간섭 평가B괜찮아요

빛의 회절 및 간섭 실험실험 기구수량실험 기구수량레이저 다이오드1슬릿(Diffraction plate)1아답터(DC 4.5V)1조리개 받침대1광센서(Light Sensor)1직선변환대1회전센서(Rotary Motion Sensor)1실험받침대(1m)1빛의 파동성인 회절과 간섭현상을 이해하기 위해 레이저(Laser)와 컴퓨터 인터페이스를 이용하여 영(Young)의 이중슬릿 실험 등을 정밀하게 수행한다.1. 이론1801년 토마스 영(Tomas Young)은 빛의 파동성을 보여주는 간섭 효과를 발견하여 빛의 파동설을 뒷받침하였다. 간섭이란 두 개의 파동이 서로 중첩되어 어떤 공간에 에너지가 균일하게 분포되지 않고, 어느 점에서는 극대가 되고 다른 점에서는 극소가 되는 현상을 말한다. 간섭을 일으키기 위해서는 두 개 이상의 파동이 같은 속도, 진동수, 파장 및 상대적 위상이 일정하게 유지되어야 한다.단일광원으로부터 나오는 빛을 서로 가까이 위치한 두개의 슬릿에 조사해보자. 만약 빛이 아주 작은 입자 -뉴튼은 '미립자(corpuscles)'라 표현하였다- 로 구성 되어 있다면 슬릿 뒤에 위치한 스크린 상에는 두개의 밝은 선이 보여야 할 것이다. 그러나 영은 여러 개의 밝은 선을 관찰하였고 이 결과를 파동의 간섭 현상으로 설명할 수 있었다. 회절 때문에 파동은 두 개의 작은 슬릿을 통과하여 슬릿의 모서리로부터 퍼져나간다. 이 이유로 공간 상에 형성되는 간섭무늬는 두 개의 돌을 연못에 던질 때 일어나는 물결의 간섭무늬처럼 이해할 수 있다.슬릿 사이의 거리가 슬릿과 스크린(회절무늬가 관측되는) 간의 거리에 비해 매우 작다면 두 슬릿으로부터 스크린에 도달한 빛은 평행한 것으로 가정할 수 있다. 한쪽 슬릿을 통과한 빛의 경로와 다른 슬릿을 통과한 빛의 경로의 차가 파장의 정수배일 때 스크린 상에는 보강간섭 (constructive interference)이 일어난다. 상쇄간섭 (destructive interference)은 광로차가 반파장의 홀수배일 때 일어난다.1-1. 단일슬릿에 의한 회절 단일슬릿에 의한 회절회절이란 빛이 모서리에서 휘거나 번져나가는 현상을 말한다. 수면파나 호이헨스의 원리로부터 아는 바와 같이 슬릿을 통과한 파동들은 모든 방향으로 퍼져나간다. (a)와 같이 직진하는 광선들을 생각하면 이들은 모두 같은 위상에 있으므로 스크린의 중앙에 밝은점(중앙 제1극대)을 만들 것이다. (b)에서는 슬릿 안의 제일 윗 점과 제일 밑점을 지나는 빛들이 정확히 한파장 λ만큼 차이가 나는 경우이다. 이 경우에는 슬릿의 중심을 지나는 빛과 밑점을 떠나는 빛과는 반파장의 위상차이를 갖게 된다. 이 두 빛들은 정확히 반대의 위상에 있으므로 소멸간섭을 일으키게 될 것이다. 똑같은 이치에 의하여 밑점에서 약간 떨어진 점을 출발하는 빛과 중심에서 약간 떨어진 점을 지나는 빛들도 서로 소멸간섭을 하게 된다. 이렇게 하여 슬릿의 상반부를 지나는 빛들과 하반부를 지나는 빛들은 대칭적으로 서로 소멸간섭을 하게 된다.따라서 극소가 일어나는 조건은 다음과 같다.n=0인 경우는 극소가 아니라 가장 큰 극대가 된다. 이에 대한 그래프와 회절 무늬를 에 나타내었다. 회절무늬의 세기2-2. 이중슬릿- 영(Young)의 간섭실험에서와 같이 두 개의 슬릿 S1, S2에서 나온 빛의 간섭을 생각해 본다. 슬릿을 통과한 광선은 회절하여 두 개의 구면파가 서로 겹쳐서 진행한다. 입사 광선이 단색광이면 이 두 파가 스크린 위에 도달할 때(P) 그 위상차에 의하여 밝고 어두운 간섭무늬를 만들게 된다. Young의 이중슬릿에 의한 간섭이론의 설명이 된다.이중슬릿에서, 무늬의 개수를 조사해보면 슬릿 한 개의 폭 a를 구할 수 있다. 일반물리 교재의 간섭과 회절 부분에서 소개되는 것과 같이 유한한 폭의 슬릿에 대해 빛의 세기는 아래와 같이 나타난다. 이 식들의 유도는 일반물리 교재들을 참고하기 바란다. (여기서 N은 동일 간격으로 배열된 슬릿의 개수이다.).이중슬릿의 경우 N=2 이므로,이 된다.2. 실험2-1. 기기 및 장치 Setting직선변환대의 조립은 와 같다. 톱니막대를 회전센서에 끼우고 직선 변환대에 2개의 나사로 고정한다.과 같이 광센서(Light Sensor)를 조리개 받침대(Aperture Bracket)에 올려 놓고 밑에서 나사막대로 조여 고정하고 8핀 딘커넥터에 연결한다.고정된 광센서 계의 나사막대를 다시 회전센서(Rotary Motion Sensor)의 홀더에 끼우고 고정나사로 조여 준다.직선변환대를 실험받침대에 고정시킨다. 회전센서의 설치 광센서의 설치와 같이 다이오드 레이저는 랩잭 위에, 슬릿 회절판은 지지대에 고정 하여 레이저 - 회절판 - 조리개원판 스크린(광센서)의 순으로 장치를 구성한다. 회절판과 조리개 원판 스크린 사이의 거리는 충분히 멀리 놓는다(70 cm 이상). 회절실험장치 구성도 조리개원판의 회절무늬레이저를 켠 다음, 조리개 원판을 돌려서 1번을 선택하고 회절판 없이 광이 조리개 구멍의 중앙에 오도록 랩잭을 조절한다.다음, 지지대에 회절판을 부착하고 광이 첫번째 단일슬릿에 정확히 입사하여 조리개 받침대에 나타나는 회절무늬가 중앙에서 수평이 되도록 회절판의 위치를 잘 조절한다. (레이저 다이오드 뒷면의 나사를 조절하여 광의 방향을 조절할 수 있다)회절판에서 조리개 원판까지의 거리 D를 측정 (실험받침대에 붙어있는 자를 이용) 한다.장비의 셋업이 끝나면 실험실을 암실상태로 만든다. (컴퓨터가 켜있으므로 그렇게 어둡지 않을 것이다) 회절실험장치 실제 구성도2-2. 데이터-스튜디오 프로그램 셋팅 (Data-Studio program Setting)인터페이스 박스를 컴퓨터에 연결하고 전원을 켠 다음 컴퓨터를 켠다.와 같이 회전센서의 폰 플러그 노랑색, 흑색을 순서대로 디지털 채널1, 2에 연결하고, 광센서의 딘 플러그를 아날로그 채널A에 연결한다. 인터페이스 박스와 센서의 연결ScienceWorkshop 프로그램을 실행하고 셋업 윈도우에서 회전센서와 광센서를 설정한다.회전센서의 Sample rate을 100[Hz] 정도로 설정하고, Division/Rotation을 1440으로 설정하고, Linear combination을 Rack(톱니막대)으로 설정한다.광센서는 과 같이 이득(Gain)스위치에 의해 그 감도를 조절할 수 있는데 10× 또는100×로 설정하면 된다.시간에 따른 Angle 과 intensity의 그래프 창을 띄운다.을 눌러 데이타 저장을 시작하고 직선변환대 및 광센서가 흔들리지 않도록 천천히 조심스럽게 회절 무늬를 왼쪽에서 오른쪽으로 스캔한다.스캔이 다 끝나면 을 누르고, 데이타 저장을 한다. DataStudio 프로그램에서의 그래프3. 데이터 분석각도를 위치로 변환하기위해 단위각도당 길이변화율2.21*10-4[m/deg] 을 곱하여 준다. (Rotary Motion Sensor 의 길이를 읽는 분해능 보다 각도를 읽는 분해능을 높기 때문에, 각도로 실험값을 측정하고 이 값에 해당하는 길이로 변화하였다)와 같이X축을 변환한 Position으로 Y축을 Light Intensity로 하는 그래프를 그린다. 단일 슬릿의 경우 회절무늬에 대해 중앙의 최대 밝은 점에서 어두운 무늬의 거리를 기록한다.위치와 빛의 세기에 대한 표를 만들어 극소점 까지의 거리를 측정한다. 과 같이 각각의 극소점에 해당하는 값을 그래프와 표를 이용하여 기록한다. 스마트 커서를 이용하여 극소점 까지의 거리를 측정할 수도 있다. 위치와 빛의 세기에 대한 그래프 위치와 빛의 세기에 대한 그래프와 표4. 질문레이저(Laser)란 무엇인가? 영의 이중슬릿 실험과 비교하여 생각해 보자.단일슬릿 실험에서 슬릿폭이 좁을수록 또는 슬릿과 스크린 사이의 거리가 좁을수록 회절무늬는 어떻게 나타나는가?이중슬릿 실험에서 슬릿폭과 슬릿간의 간격이 각각 정수배와 반정수배일 경우 무늬는 어떻게 나타나는가?(4) 간섭무늬와 회절무늬의 차이는 무엇인가?(5) 이중슬릿 실험에서 슬릿폭 a와 슬릿간의 간격d의 비를 생각하자. d/a가 클수록 회절무늬 안에 나타나는 세부무늬의 개수는 증가하는가 감소하는가?5. 실험보고서① 단일슬릿슬 릿ABC일차 최대 거리(1 번째 어두운 무늬)*************55666평균평균평균스크린까지의 거리 D레이저의 파장 λ632.8 nm슬릿 폭 a단일 슬릿이 만드는 회절 무늬 : 어두운 무늬가 생기는 조건a sin θ = mλ ( m = 1,2,3...)② 이중슬릿슬 릿IJK세부무늬 간의 거리*************55666777평균평균평균스크린까지의 거리 D레이저의 파장 λ632.8 nm두 슬릿의 간격 d전체무늬 안의세부무늬 개수슬릿 폭 a간섭무늬를 측정하여 슬릿간의 거리 d를 구하고,회절무늬 안에 있는 간섭무늬의 세부무늬의 개수를 측정하여 슬릿간의 거리 d와 슬릿폭의 비 a를 구하고,1),2)번의 결과로 a를 구합니다.단, 전체무늬 안의 세부무늬의 개수를 구할 때. 슬릿폭 a과 슬릿의 간격 d는 정수배 혹은 반정수배로 한다.③ 십자슬릿 H→ 회절 무늬 모양을 스케치 할 것.④ 그 외의 다중슬릿 I․J→ 회절 무늬 모양을 스케치PAGE PAGE 13

공학/기술| 2004.11.14| 13페이지| 1,000원| 조회(795)

물리, 빛, 회절, 간섭

미리보기

닫기
[재료실험] 샤피의충격실험 평가B괜찮아요

? 샤피의 충격실험을 통해 알 수 있는 재료의 성질-샤피의 충격실험을 통해 시료의 연성, 취성, 연성-취성 천이온도, 파괴인성, 충격치와 충격에 너지, 파단면, 온도에따른 충격흡수에너지등을 알 수 있다.? 용어 정리(1)샤르피의 충격실험 : 샤르피 충격시험은 노치를 가진 시험편을 일정한 높이에서 해머 (hammer)로 타격해서 파단시키고 그때의 흡수 에너지(Energy)를 구하는 방법을 샤르피시험 (Charpy impact test)이라고 하고 1901년 G. Charpy가 발표한 시험법으로 오늘날 많이 사용 되고 있다.는 샤르피 충격시험기의 원리를 나타내었다. 처음에 설립한 진자의 지지각 α와 파 괴한 후에 반대측으로 진상한 각 β를 구하고 양쪽의 위치에너지의 차로부터 시편의 파괴에 소 비된 에너지를 구한다. 장치가 비교적 작아서 취급하기 쉬우며 시편파괴에 요하는 에너지를 구 한다. 장치가 비교적 작아서 취급하기 쉬우며 시편파괴에 요하는 에너지도 간단히 구할 수 있 는 점등 장점이 있기 때문에 널리 사용된다. 아지조드 시험법이 영국에서 많이 사용되는 반면 샤르피 충격 시험은 미국, 독일, 프랑스 등에서 많이 사용된다. 해머와 시편지지대를 에 나타내었다. 금속시험편의 경우에는 30kg.m 또는 50kg.m 용량의 기계가 사용되지만 합성수지재료의 충격시험용으로는 0.3kg.m정도의 것도 있다. 사용할 때편의 규격을 에 나타내었다. 충격속도는 5～6m/초이다.시험편의 노치부의 뒷면을 해머로 때려 1회의 충격으로 시험편을 파괴한다.시험편을 설치할 때에는 시편의 노치부를 지지대의 중앙에 일정시키고 해머가 정확히 노치부 뒷면이 되도록 주의하여야 한다. 실온 이외 온도에서 실험할 경우에는 지정시험온도에의 허용차를 갖는 액조 속에서 적어도 10분간(또는 60분간) 유지시킨 후 끄집어내어 5초 이내에 충격을 주지 않으면 안된다. (2) 연성-취성 천이온도 : Charpy 충격시험에서 얻은 에너지 곡선의 상부 언덕과 하부 언덕의 중간값에 해당하는 온도를 말한다. Charpy충격시편 파면의 약 50%가 취성을 띠는 온도를 뜻 하는 FATT와 일치하는 경우가 많다.(3) 연성 : 외부로부터 하중을 받았을 때 부러지기보다는 구부러짐으로써 에너지를 흡수하는 특성을 가진 재료를 일컬을 때 사용하는 말, 예를 들면 금속이나 플라스틱으로 된 자동차의 범 퍼는 연성이지만 차창 유리는 그렇지 않다. 보다 정확하게 말하면 연성인 재료는 파괴 변형도 가 큰 재료이다. 전성(展性)과 함께 물체를 가공하는 데 있어 아주 중요한 성질이며, 그 정도 는 연신율(延伸率)이나 수축률로 표시하는데, 같은 물체일지라도 온도나 습도 등에 크게 영향 을 받는다. 백금 ·금 ·은 구리 등의 금속이 이 성질이 풍부하며, 그 중 백금은 지름 0.1 μm라 고 하는 아주 가느다란 선으로 늘릴 수가 있다. 일반적으로 경도(硬度)가 큰 물질은 연성이 작 고 경도가 작은 물질은 연성이 크다.(4) 취성 : 취성에는 청열취성(blue brittleness), 적열취성(red brittleness), 템퍼취성(temper -brittlrness)등이 있다.청열취성은 yield drop이 일어나는 취성이다. C와 N과 같은 interstitial atom이 칼날 전위와 상호 작용하여 전위의 움직임을 어렵게 하다가 어느 순간 서로 떨어져서 전위는 보다 쉽게 움직이므로 응력이 갑자기 떨어진다. 250 ∼ 400℃에서의 가공에서는 청열취성이 일어난다.적열 취성은 고온으로 가열시 저융점 액상이 되어 결절립계로 편석되어 얇은 필름형태로 존 재하여 온도가 내려가면 얇은 판상의 고체로 변한다. 이렇게 되었을 때는 충격을 받으면 입계 를 따라 파괴되는 취성을 말한다.템퍼 취성은 온도구역 450 ∼ 600℃에서 장시간 테퍼링하거나 이 온도구역을 천천히 지나며 냉각될 때 embrittling 원소들(Sb, P, As)등이 결정립계로 편석되어 결정립계가 취약해져 일어 나는 취성이다.(5) 파괴인성 : 재료가 가진 균열의 확대에 대한 저항을 나타낸 것.균열이 존재하는 탄성체에 응력이 가해지면 균열의 선단에 커다란 응력집중이 생긴다.거리 r에서의 응력분포균열선단에서의 변위양식 ①면내전단형: 전후②균열개구형: 상하③면외전단형: 좌우Irwin은 그리피스이론에 있어 를 에너지해방률 or균열의 진전력이라 부르고 (단위길 이에 대한 균열의 확대에 따리 해방되는 에너지)G로 표시. G가 저항값 Gc에 달하면 파괴. Gc 는 파괴인성이다파괴인성이나 파괴에 관한 재료 정수1)시험→ASTM E399-90에 규격화. 커다란 치수의 시험편이 요구되어 평가에 어려움2)시험→탄소성파괴인성값. ASTM E813 및 JSME S001에 규격화(6) 파단면 : 재료를 굽히거나 잡아 당길 때 파괴된 단면을 파단면이라 한다.? 실험에 영향을 주는 요소(1)노치부의 둥글기노치부분의 응력은 다른 부분보다 크게 되며, 이 현상을 노치 효과, 또는 응력집중이라고 하는 것은 이미 서술한 바와 같다. 또 구체적으로 실례를 들어서 설명하면 의 위의 것은 연의 노치부가 없는 것, 아래의 것은 노치부가 있는 것을 굽혀서 각부의 인장축의 신장을 측정 한 것으로 노치부를 만들면 응력집중으로 변형은 그 부분에만 한하고 신장은 매우 크게 된다. 또 노치부의 둥글기가 작을수록 응력집중이 큰 것은 의 예에서도 명백히 알 수가 있다. 따라서 같은 노치부가 있더라도 그 둥글기가 작을수록 빨리 파단되고 흡수에너지도 작게 된다. 이 실례는 에서 보여준다. 이때 부기의 시험편을 사용하고 다른 치수는 같게 하고, 노치 저면의 지름 d만을 변화해서 시험한 것이다. 또 노치부의 모양을 샤르피식과 아이 조드식으로 해서 동일충격시험을 하면 후자의 경우는 흡수 에너지가 작게 된다. 에 그 일례를 나타내고 있다. 표 중의 숫자는 흡수 에너지(kgm)이다. 이 표에서도 알 수 있는 바 와 같이 재료가 질길수록 노치부의 형상의 영향은 적어진다. 그 이유는 인성이 클수록 변형량 도 크므로 가공경화도 크고 응력집중에 의한 균열도 여린 재료보다 빨리 발생하지 않기 때문 이다. 반대로 어떤 재료에서는 노치부의 둥글기의 크기의 영향은 크다. 이것은 실험에서도 확 인되고 있다. 노치부의 치수와 비흡수에너지샤르피식 표준시험편d mm124610.25비흡수에너지kgm/cm211.517.719.623.129.8 재질과 흡수 에너지와의 관계시험편연철탄소강니켈니켈크롬강샤르피식 대형표준 시험편(길이=120mm)33.618.041.026.2아이조드식 노치만이 위와 다른 것9.14.932.617.9 시험편의 Notch형상과 응력의 관계>(2) 노치부 깊이 (The depth of notch)시험편의 치수를 같이하고, 노치의 형상과 반지름 등을 동일하게 하며, 노치의 깊이만을 변경하였을 때 깊이가 클수록 충격치는 많이 감소된다. 은 0.3%C의 탄소강을 900℃에서 어닐링(annealing) 한 것에 대하여 Izod 충격시험한 결과이다. 재질과 흡수 에너지의 관계Izod시편노치의 깊이(mm)0.51.33충격에너지(kg.m)8.73.72.1높이 10mm폭 8mm길이 54mm충격치(kg.m/cm2)11.45.03.8(3) 시편폭의 영향시편의 다른 치수는 일정히 하고, 폭만을 변화시켰을 때 표준 샤르피(Charpy)시편을 사용하면 와 같이 흡수 에너지(E)와 시편의 폭(B)과는 처음에는 폭의 증가에 따라 비례되어 변하나, 재료에 따라서는 어떤 폭 이상에서는 오히려 감소되는 예도 있다. 의 해칭 (hatching)한 부분은 이와 같은 변이점을 표시한다. 이 범위의 폭으로 시험하면 시험결과가 일 정하지 않게 된다.이 때 시험오차는 너무 크게 된다. 샤르피 시편에서는 노치의 깊이 1.5～2mm이상에서는 에너 지와 폭이 비례되나 1.5mm이하에서는 반드시 비례되는 것은 아니다. 그러므로 표준시편을 선 택하여 사용하는 것이 안전하다. 흡수에너지와 시편의 폭(4) 온도취성Cr, Mn 등의 탄화물을 형성하는 원소가 함유되어 있는 특수강에서는 담금질(Quenching) 한 후에 템퍼링(tempering) 온도에서 천천히 냉각하였을 때, 같은 조직을 가진 재료를 급 랭한 것에 비하여 충격치가 적게 된다. 이 현상을 템퍼링 취성이라고 한다. Ni-Cr강에서는 인장시험 결과 기계적 성질에는 큰 차이가 없으나, 충격시험에서는 대단히 명백한 차이가 나타난다. 는 그 실례를 표시한다.시험온도를 변화시켜 급랭, 서냉의 양쪽의 충격시험치의 변화를 측정하면 와 같다. A재료는 200℃ 근처에서 취성이 생겨 충격치가 적고, B 재료는 -50℃에서 취성이 생긴다.템퍼링 취성의 원인으로는 템퍼링 온도에서부터 서냉(slow cooling)으로 인하여 주로 탄 화물(carbide)이 알파철(α-Fe)의 결정경계에 석출되어 이것이 노치 효과(notch effect)를 주게 되어 충격치가 작아지는 원인이 된다.Ni-Cr 강은 템퍼링온도에서 급랭시키면 탄화물이 철 중에 고용된 상태로 되어 노치 효과 의 원인이 생기지 않고 또한 기지가 솔바이트(Sorbite) 조직으로 되므로 충격치가 크다. 템퍼링 취성이 있는 특수강(alloy steel)에서를 첨가하면 템퍼링온도에서 서냉 하여도 충격치가 저하되지 않는다. Ni-Cr강철의 충격시험 결과종류열처리인장강도(kg/mm2)연율(%)단면수축률(%)브리넬경도충격에너지(fb-lb)A820℃에서 유중 담금질630℃에서냉각78.321.451.82318.9B820℃에서 유중 담금질630℃에서 급랭78.022.355.822957.0 Ni-Cr의 충격시험치와 취성(5) 충격속도일반적으로 사용되고 있는 시험기에서는 충격속도는 최고 10m/sec의 정도로 이 범위에서의 속도변화에서는 철합금에 대해서는 그다지 영향을 받지 않는 것으로 나타나 있다. 시험재료는 어닐링한 탄소강으로 30kgm의 샤르피식 시험기의 펜듈럼의 낙하높이를 변화시켜서 시험한 것 이다. 충격속도가 아주 커지면 변형에 요하는 시간이 감소하기 때문에 변형량은 감소하고, 흡 수에너지는 작게 되고, 극단의 경우에는 인성이 큰 재료나 여린 재료의 구별이 되지 않는다.

공학/기술| 2003.05.28| 8페이지| 1,000원| 조회(694)

재료, 충격, 샤피

미리보기

닫기