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조적조

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1. 개요

조적조는 벽돌, 돌, 콘크리트 블록 등 개별적인 건축 자재를 쌓아 구조물을 만드는 건축 기술을 의미한다. 고대 이집트에서 분묘 건축에 사용되었으며, 세계에서 가장 오래된 건축 기술 중 하나로, 이집트 피라미드, 로마 수도교, 중세 대성당 건설 등에 활용되었다. 조적조는 건물의 열관성을 높이고, 화재에 강하며, 친환경적인 장점을 가지지만, 지진에 약하고, 고층 건물 건설에 제약이 있다는 단점도 있다. 조적조는 재료에 따라 석조, 벽돌조, 콘크리트 블록조 등으로 구분되며, 현대에는 구조적 용도와 비구조적 용도로 모두 사용된다.

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조적조
개요
조적조 아치
조적조 아치
정의모르타르를 사용하여 개별 장치를 결합하여 구조물을 만드는 건축 방식
재료
벽돌
블록
특징
장점내구성
내화성
심미성
단점높은 노동력 요구
날씨에 민감
기초 필요
역사
기원고대 문명 (이집트, 메소포타미아, 그리스, 로마)
발전중세 시대 (고딕 건축), 르네상스 시대
현대현대 건축에서도 사용 (외장재, 벽난로 등)
유형
석조다듬돌 쌓기
막돌 쌓기
벽돌조영국식 쌓기
플랑드르식 쌓기
블록조콘크리트 블록, 시멘트 블록 등
시공
기초구조물의 하중을 지반으로 전달
쌓기모르타르를 사용하여 벽돌, 블록 등을 쌓음
줄눈모르타르로 채워진 벽돌 또는 블록 사이의 간격
마감미장, 페인트, 타일 등
디자인 고려 사항
하중구조물이 견뎌야 할 무게
안정성구조물이 넘어지지 않도록 설계
내구성재료의 수명
방수물의 침투를 방지
단열열 손실을 줄임
유지 보수
검사정기적인 검사를 통해 손상 여부 확인
보수균열, 박리 등 손상된 부분 보수
청소표면의 먼지, 오염물 제거
참고
관련 코드 및 표준국가별 건축 법규 및 표준 준수 필요
외부 링크Wikipedia: Masonry (영어)
네이버 지식백과: 조적조

2. 역사

조적조는 세계에서 가장 오래된 건축 기술 중 하나이다. 사용된 조적조의 종류와 기술은 건축적 요구와 문화적 규범에 따라 발전했다. 20세기 중반 이후 조적조는 현대의 얇고 가벼우며 높은 건물 시스템에서 발생하는 인장력을 지탱하기 위해 강철 보강 요소를 갖추는 경우가 많다.[1]

주요 건축 자재는 벽돌이나 석재이지만, 목재를 사용한 창고식 (아제쿠라) 구조나 통나무집 등도 있다. 북미 원주민인 이누이트는 "압설 블록"을 사용한 간이 주거인 이글루를 만들었으며, 북유럽이나 일본의 한랭지에서는 "얼음 블록"을 쌓아 용접한 건축물이 동계 한정 숙박 시설 등으로 이용되는 등 다양한 자재를 사용한 조적조가 있다.

조적조에 사용되는 석재 등은 부패하지 않고 화재에도 강하다. 특히 가공이 어렵지만 풍화에도 강한 석재는 그 항구성을 귀하게 여겨, 목조 건축이 많은 지역에서도 교회 등 특별한 건물은 석조로 하는 경우도 종종 볼 수 있다.

2. 1. 고대

고대 이집트에서는 분묘 건축에 조적조가 쓰였으며, 마스타바, 계단식 피라미드, 피라미드 등 3가지 양식이 있었다. 지진이 적은 서유럽 등에서는 뛰어난 아치나 돔 등이 오래전부터 완성되어 벽돌 구조 등이 널리 사용되었다.[1] 조적조는 세계에서 가장 오래된 건축 기술 중 하나로, 이집트 피라미드, 로마 수도교, 중세 대성당 건설에 모두 사용되었다.[1] 초기 구조물은 조적조 자체의 무게를 사용하여 측면 움직임에 대해 안정시켰다.[1]

고대 로마에서는 벽 내부를 벽돌, 바깥쪽을 석조로 하는 경우가 많았다. 중앙 아시아에서는 일광 건조 벽돌이나 흙을 쌓아 벽으로 했다. 고대 그리스의 신전 건축은 석조이지만, 기둥과 보로 지붕을 지탱하는 구조가 남아 있어 원래는 목조 건축이었음을 추측할 수 있다.

2. 2. 중세 및 근대

고대 이집트에서는 분묘 건축에 조적조가 쓰였으며, 마스타바, 계단식 피라미드, 피라미드 등 3가지 양식이 있었다. 구조적으로 지진이 적은 서유럽 등에서는 뛰어난 아치 등이 오래전부터 완성되어 지금까지도 벽돌 구조 등은 널리 사용되고 있다.[1]

12세기 영국 케임브리지의 벽돌 구조의 세인트 메리 마그달렌 교회


마르크스부르크 성에서 보이는 목조 보


일본 등 양질의 목재를 풍부하게 구할 수 있는 지역에서는 기둥과 보로 지붕을 지탱하는 가구식 구조가 일반적이지만, 중동 등 건축 자재에 적합한 목재를 구하기 어려웠던 지역에서는 흙, 일광 건조 벽돌, 소성 벽돌 및 석재 등을 사용하여 벽을 만들고, 그것으로 상부 건조물을 지탱하는 구조가 널리 이용되었다. 그러나 조적조에서도 벽면이 직접 천장, 지붕 전체를 지탱하는 경우는 드물며, 원시적인 것에서는 벽면을 관통시킨 목조 보(가새)로 지붕의 무게를 벽면에 전달하거나, 건조물 내부에 목조 헛간 조립을 구축하여 그것으로 지붕을 지탱하는 방법이 일반적이었다. 다만, 아치나 거기에서 파생된 볼트, 등은 조적재 자체가 상부 건조물을 지탱하는 구조이며, 고대 이집트 등 지붕의 보에 사용할 목재조차 부족했던 지역에서는 옛날부터 이용되었다.

고대 로마에서는 벽의 내부를 벽돌, 바깥쪽의 보이는 부분을 석조로 하는 경우가 많았다. 중앙 아시아에서는 일광 건조 벽돌이나 흙을 쌓아 벽으로 만들었다.

유럽에서는 처음에는 목조 건축이 주류였지만, 오리엔트에서 우수한 석조 기술이 전해지면서 방화 목적으로 조적식을 사용한 석조 건축이 널리 퍼졌다. 그러나 그 때에도 지붕과 바닥은 목조였지만, 로마네스크 양식·고딕 양식이 퍼진 이후에는 교회당이나 성곽 등의 건물에 볼트를 이용한 총 석조 건물이 많이 만들어지게 되었다. 그러나 일반적인 가옥은 벽돌을 쌓아 표면을 석재로 덮고, 목재 바닥과 천장, 맞배 지붕을 갖춘 것이 주류였다. 또한 목재를 사용하여 골조를 만들고, 벽에는 골조의 틀에 벽돌이나 돌을 끼워 넣는 목골조 건물도 옛날부터 있었다. 일광 건조 벽돌 가옥이나 중세 유럽 성곽 건축의 경우도 지붕과 바닥은 목조였으므로, 벽면에 가새를 통과시키기 위한 구멍을 뚫고 이 가새로 지붕과 바닥을 지탱했다.

14세기 영국 휘트비 수도원 유적. 조적조의 벽 부분만 원형을 유지하고 있다

2. 3. 한국

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3. 특징

조적조는 벽돌, 돌, 콘크리트 블록 등을 쌓아 벽을 만들고, 이 벽이 상부 구조물을 지탱하는 건축 방식이다. 기둥과 보를 사용하는 가구식 구조와 대비된다. 일본과 같이 목재가 풍부한 지역에서는 가구식 구조가 일반적이지만, 중동처럼 목재가 부족한 지역에서는 조적조가 널리 사용되었다.

주로 벽돌이나 석재를 사용하지만, 목재를 사용한 통나무집이나 얼음 블록을 사용한 이누이트족이글루도 조적조의 일종이다. 조적조는 재료의 특성상 두껍고 튼튼한 벽을 만들기 때문에 외부로부터의 보호에 유리하다. 고대 로마에서는 벽돌과 석재를 함께 사용했고, 중앙 아시아에서는 일광 건조 벽돌이나 흙을 사용했다. 고대 그리스 신전은 석조이지만, 기둥과 보를 사용한 구조가 남아있어 원래는 목조 건축이었음을 알 수 있다.

유럽에서는 오리엔트에서 석조 기술이 전래되면서 방화 목적으로 조적조가 널리 퍼졌다. 로마네스크 양식고딕 양식 시대에는 볼트를 이용한 총석조 건물이 많이 만들어졌지만, 일반 가옥은 벽돌을 쌓고 표면을 석재로 덮은 후 목재 바닥과 맞배 지붕을 갖춘 형태가 주류였다.

하지만, 조적조는 구조상 개구부를 크게 만들기 어렵고 고층화가 힘들다는 단점이 있다. 이러한 이유로 철근 콘크리트(RC)조나 철골조가 발명되면서 현대 건축에서는 가구식 구조(라멘 구조)가 주류를 이루게 되었다. 그러나 중남미나 중동 등에서는 여전히 벽돌을 사용한 조적조 건축물을 볼 수 있다.

3. 1. 장점


  • 벽돌이나 돌 같은 재료는 건물의 열관성을 높여준다.
  • 조적조는 불에 타지 않는 재료로 만들어져 화재로부터 건물을 보호한다.
  • 조적조 벽은 허리케인이나 토네이도의 잔해와 같은 투사체에 더 강하다.[2]
  • 조적조 벽은 화학적으로 결합된 , 콘크리트 블록의 결합되지 않은 수분, 그리고 블록 내부의 빈 공간이 채워진 경우 타설된 콘크리트와 같이 그 수화물의 흡열 효과를 갖는다. 조적조는 약 537.8°C까지의 온도를 견딜 수 있으며 최대 4시간 동안 화재에 직접 노출될 수 있다. 게다가 콘크리트 조적조는 화재를 발생한 방에 93%의 시간 동안 가두어둔다. 이러한 이유로 콘크리트 및 조적조는 가장 높은 화염 확산 지수 분류인 Class A를 유지한다.[8]
  • 방화구획은 조적조 건물의 안전성을 높이고 화재 피해를 줄이는 데 사용될 수 있다.
  • 조적조에 사용되는 석재 등은 부패하지 않고, 화재에도 강하다. 특히 가공이 어렵지만 풍화에도 강한 석재는, 그 항구성을 귀하게 여겨, 목조 건축이 많은 지역에서도 교회 등 특별한 건물은 석조로 하는 경우도 종종 볼 수 있다.

3. 2. 단점

지진 등에 약하므로, 지진이 빈번한 지역에서는 적합하지 않다. 오늘날 내진성능을 요구하는 건물의 구조부에는 사용하지 않는다.[3] 극한 기후 조건에서는 동결-융해 사이클과 관련된 팽창 및 수축력으로 인해 조적이 손상될 수 있다. 조적은 무거운 경향이 있으며, 안정된 지반 위에 구축되어야 하는데, 이는 교란되지 않거나 기계적으로 다져진 흙으로 만들어야 한다. 그렇지 않으면 균열이 발생할 수 있다.[4]

콘크리트와 달리 조적 구조는 기계화에 적합하지 않으며, 더 숙련된 노동력을 필요로 한다.[1] 조적조 벽은 주로 자중에 의존하여 제자리에 유지되며, 각 블록 또는 벽돌은 얇은 모르타르 층을 통해 서로 느슨하게 연결되어 있을 뿐이다. 이러한 이유로 지진 시에 전체 건물이 수평으로 흔들릴 때 조적조 벽은 성능을 발휘하지 못한다. 지진으로 인한 많은 붕괴는 내력 조적조 벽을 가진 건물에서 발생한다. 게다가, 조적조 건물이 무거울수록 더 큰 피해를 입는다.

벽돌・콘크리트 블록을 쌓아 올린 것만으로는 구조적으로 약하며, 수평 방향의 외력을 받으면 붕괴될 위험이 있다. 특히 지진에 대한 내성이 없기 때문에, 일본에서는 조적조가 거의 보급되지 않았고, 6세기 이후 단속적으로 중국 측에서 전래된 벽돌(전)도 정착되지 못하고, 재료 간의 조합과 강도 대비 무게의 가벼움으로 어느 정도 내진성을 확보할 수 있는 목조 축조 공법이 주류를 이루었다.

4. 종류

조적조는 구조적, 비구조적 용도로 모두 사용된다. 구조적으로는 벽, 기둥, 보, 기초 등에 사용되며, 비구조적으로는 벽난로 굴뚝, 외장 시스템 등에 사용된다.[1]

벽돌과 콘크리트 블록은 산업 국가에서 가장 일반적인 조적조 유형이며, 하중 지지 또는 비하중 지지 구조물에 모두 사용될 수 있다. 특히 속이 빈 콘크리트 블록은 다양한 구조적 가능성을 제공한다. 콘크리트 블록은 일반적으로 압축 강도가 크며, 코어를 채우지 않으면 가벼운 횡하중을 받는 구조물에 적합하다. 코어 일부 또는 전체를 콘크리트나 철근으로 보강하면 인장 강도와 측면 강도를 높일 수 있다.[1]

조적조 벽체의 강도는 건축 자재와 모르타르 사이의 접착력뿐만 아니라 블록 사이의 마찰력에 의해서도 결정된다. 맞물린 블록 사이의 마찰력은 상당한 강도를 제공하며, 블록에 홈이나 표면 특징을 추가하여 맞물림을 강화하기도 한다. 일부 "드라이 세트" 조적 구조는 모르타르를 전혀 사용하지 않는다.[1]

4. 1. 재료에 따른 분류

조적조는 사용되는 재료에 따라 여러 종류로 나뉜다.

  • 벽돌: 산업화된 국가에서 가장 흔하게 사용되는 조적 재료이다. 벽돌을 가로로 놓은 '스트레처'와 세로로 놓은 '헤더'를 조합하여 다양한 '접착' 방식을 만든다. 일반적인 접착, 잉글리시 접착, 플레미쉬 접착 등이 있으며, 접착 방식에 따라 강도와 단열 능력에 차이가 있다.[1] 1950~70년대 건물은 벽돌의 균일성과 정확성이 높았으나, 이후에는 오래되고 거친 느낌을 주기 위해 의도적으로 불규칙한 모양의 벽돌을 사용하거나 표면 처리를 하기도 한다.

벽돌 벽의 석조 보수 작업


조적조

  • 콘크리트 블록: 시멘트 블록 또는 ''브리즈블록''이라고도 불리며, 일반 벽돌보다 크기가 커서 빠르게 벽을 쌓을 수 있다. 물 흡수율이 낮아 산업 스타일 건물에 주로 사용된다.[1] 강철 철근으로 보강하여 강도를 높일 수 있다.[5] 외관을 위해 다양한 표면 처리가 가능하다.[6]

지하실 벽에 묻히기 전 콘크리트 블록(CMU)

  • 석재: 다듬은 돌을 사용하는 애쉬러 석조와 불규칙한 모양의 돌을 사용하는 잡석 석조가 있다. 슬립폼 석조는 잡석 석재 면을 가진 철근 콘크리트 혼성 벽을 만드는 방식이다.[1] 석재 베니어는 천연 석재나 인조 석재를 사용하여 벽돌 벽이나 콘크리트 블록 벽에 석조 외관을 만드는 데 사용된다.

석조

  • 기타: 유리 블록은 빛을 투과시키는 유리 벽돌이며, 어도비 벽돌도 베니어 형태로 사용될 수 있다.

4. 2. 기타

조적조는 벽, 기둥, 보, 기초, 하중 지지 아치 등 구조적 용도와 벽난로 굴뚝 및 외장 시스템과 같은 비구조적 용도로 모두 사용된다.[1]

벽돌과 콘크리트 블록은 산업화된 국가에서 가장 일반적으로 사용되는 조적조 유형이며, 하중 지지 또는 비하중 지지일 수 있다. 특히 속이 빈 코어를 가진 콘크리트 블록은 다양한 구조적 가능성을 제공한다. 일반적으로 큰 압축 강도를 제공하며, 코어가 채워지지 않은 경우 가벼운 횡하중을 받는 구조에 가장 적합하다. 코어의 일부 또는 전부를 콘크리트 또는 강철 보강재(철근)가 있는 콘크리트로 채우면 구조물의 인장 강도와 측면 강도가 훨씬 더 커진다.

굴곡벽(Crinkle crankle walls)은 직선이 아닌 굽이치는 경로를 따르는 벽돌 벽이다. 이러한 유형의 벽은 직선 벽보다 넘어지려는 힘에 더 강하며, 보강되지 않은 단일 벽돌 켜로 만들 수 있을 정도로 강하다. 따라서 더 긴 길이에도 불구하고 직선 벽보다 경제적일 수 있다.

가비온 옹벽


가비온은 일반적으로 중간 크기의 파쇄석으로 채워진 아연 보호 강철(용융 아연 도금)로 만들어진 바구니이다. 이들은 단일 유닛으로 작용하며 후퇴 형태로 쌓여 호안 또는 옹벽을 형성한다. 배수가 잘 되고, 유연하며, 홍수, 위에서 내려오는 물 흐름, 동파 및 토양 흐름에 강하다는 장점이 있다. 예상 수명은 가비온을 구성하는 와이어의 수명과 동일하며, 혹독한 기후(예: 염수 환경의 해안가)에서 사용되는 경우 적절한 내식성 와이어로 만들어야 한다. 대부분의 현대 가비온은 직사각형이다. 초기 가비온은 종종 양쪽 끝이 열린 원통형 버드나무 바구니였으며, 주로 임시, 종종 군사적 건설에 사용되었다.

셀룰러 구속을 사용하면 더 미세한 골재로 유사한 작업을 수행할 수 있다.

5. 현대적 응용 및 보강

지진 등에 약하기 때문에, 지진이 잦은 지역에서는 조적조가 적합하지 않다. 오늘날 내진성능을 요구하는 건물의 구조부에는 조적조를 사용하지 않는다.

조적조 벽은 주로 자중에 의존하고, 각 블록이나 벽돌은 얇은 모르타르 층으로 느슨하게 연결되어 있어 지진 시 수평으로 흔들리면 붕괴 위험이 크다. 실제로 지진으로 인한 많은 건물 붕괴는 내력 조적조 벽을 가진 건물에서 발생했으며, 건물이 무거울수록 피해가 더 컸다.

콘크리트 블록(시멘트 블록 또는 브리즈블록)은 일반 벽돌보다 크기가 커서 벽을 빠르게 쌓을 수 있고, 물 흡수율이 낮다. 주로 벽돌로 마감된 조적조의 구조적 코어나, 외관이 허용되는 공장, 차고 등 산업 스타일 건물 벽에 단독으로 사용되며, 장식을 위해 스타코 표면을 사용하기도 한다. 표면 접착 시멘트는 강화용 합성 섬유를 포함하여 블록 벽에 추가적인 강도를 부여하며, 미리 색상을 지정하거나 페인트를 칠할 수 있어 스타코와 유사한 표면을 얻을 수 있다.

콘크리트 블록의 주요 구조적 장점은 강철 철근 유무에 관계없이 블록 중공을 콘크리트로 채워 보강할 수 있다는 것이다. 일반적으로 특정 중공은 모서리, 벽 끝, 개구부에서 채우고 보강하는 데 사용되며, 나머지는 비워둔다. 이는 모든 중공을 채우는 것보다 경제적으로 벽의 강도와 안정성을 높인다. 보강 빔은 현대 건축 법규의 요구 사항이며, 사다리 보강재는 콘크리트 블록 벽의 수평 모르타르 조인트에 매립될 수 있다. 강철 보강재의 도입은 CMU 벽이 비보강 벽보다 더 큰 횡 방향 및 인장 강도를 갖게 한다.

건축 조적조는 표준 콘크리트 조적 블록이 심미적으로 만족스러운 콘크리트 조적 유닛(CMU)으로 발전한 것이다.[5] CMU는 다양한 표면 외관을 제공하며, 제조 과정에서 색상을 지정하거나 설치 후 얼룩, 페인트를 칠할 수 있다. 또한, 제조 공정의 일부로 분할하여 브라운스톤과 같은 천연 석재의 모양을 복제하거나, 스코어링, 리브, 샌드블라스팅, 연마 등의 기술을 사용하여 장식적인 외관을 만들 수 있다.[6]

유리 콘크리트 조적 유닛은 영구적인 유색 면을 콘크리트 조적 유닛에 접착하여 매끄럽고 불침투성 표면을 제공한다.[7]

유리 블록은 유리로 만들어져 블록을 통해 반투명 또는 투명한 시야를 제공한다.

조적조 베니어 벽은 조적 단위(주로 점토 벽돌)로 구성되며, 구조적으로 독립된 벽의 한쪽 또는 양쪽에 설치된다. 벽돌 베니어는 주로 장식적이며, 벽돌 타이로 구조 벽에 연결된다. 일반적으로 벽돌 베니어와 구조 벽 사이에는 공기 간극이 있고, 배수구를 통해 습기를 배출한다. 콘크리트 블록, 인조 석재, 베니어 어도비도 유사한 방식으로 사용된다.

단열 건물은 대부분 실내 단열을 특징으로 하지만, 벽 외부에 단열하는 것이 더 효과적이다. 그러나 이 기술은 내후성 외부 표면이 필요하여 일반적으로 더 비싸다.

벽돌・콘크리트 블록만으로는 구조적으로 약하고 수평 방향 외력에 취약하며, 특히 지진에 대한 내성이 낮다. 따라서 한국에서는 조적조가 거의 보급되지 않았고, 목조 축조 공법이 주류를 이루었다.

메이지 시대에 서양식 벽돌 조적조 건축이 많이 나타났지만, 관동 대지진에서 벽돌로 지어진 건축물이 거의 붕괴되어 큰 피해를 보았다. 이후에는 철근과 모르타르, 콘크리트 등을 사용하여 구조적으로 강화되었으나, 개구부를 크게 내기 어렵고 고층화가 어려워 철근 콘크리트(RC)조나 철골조가 현대 건축의 주류가 되었다. 그러나 중남미나 중동 등에서는 여전히 벽돌을 사용한 조적조 건축물을 볼 수 있다.

참조

[1] 간행물 Masonry https://www.scienced[...] Academic Press 2003-01-01
[2] 뉴스 A brick house isn't as solid as you think https://www.theglobe[...] 2008-04-25
[3] 웹사이트 Common Problems with Brick Masonry (U.S. National Park Service) https://www.nps.gov/[...] 2023-01-13
[4] 웹사이트 The Basics of Masonry https://www.thisoldh[...] 2020-01-18
[5] 웹사이트 Architectural Concrete Masonry Units https://ncma.org/res[...] 2020-06-18
[6] 웹사이트 Ground Face Units (Burnished, Honed) http://www.ncma.org/[...] 2009-11-21
[7] 웹사이트 Glazed (Prefaced) Units http://www.ncma.org/[...] 2009-11-21
[8] 서적 Architectural Detailing: Function, Constructibility, Aesthetics https://books.google[...] Wiley 2016
[9] 웹사이트 Davide Bigoni http://www.ing.unitn[...] Solid and Structural Mechanics Group – University of Trento 2011-11-27
[10] 웹사이트 video http://www.ing.unitn[...] 2011-11-27



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