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[국내논문] 원전 격납건물 돔 텐던의 축대칭 모델링 기법 II. 수치예제를 통한 검증
Axisymmetric Modeling of Dome Tendons in Nuclear Containment Building II. Verification through Numerical Examples 원문보기

콘크리트학회논문집 = Journal of the Korea Concrete Institute, v.17 no.4, 2005년, pp.527 - 533  

전세진 (대우건설기술연구소)

초록
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원전 격납건물의 축대칭 모델은 해석상의 간편성으로 인하여 널리 사용되지만, 실제의 비축대칭 조건을 주는 요소들을 축대칭 모델상에서 구현하기 위해서는 적절한 가정 및 변환 절차를 도입해야 한다. 선행 논문에서는 국내의 CANDU형 및 한국형 격납건물 돔에 비축대칭으로 배치된 텐던들을 축대칭 모델에 적용하기 위한 합리적인 변환 절차를 제안하였으며, 텐던 강성 및 프리스트레싱의 효과 측면에서 고찰하였다. 본 논문에서는 제안된 모델을 범용구조해석 프로그램에 적용한 수치 예제를 통하여 타당성을 검증하였다. 제안된 축대칭 모델은 CANDU형의 3차원 거동을 비교적 유사하게 추적할 수 있는 것으로 나타났지만, 한국형의 경우에는 돔 텐던 배치상 축대칭 가정에 따른 오차가 다소 크게 나타났다. 또한, 프리스트레싱을 구현하기 위해 사용되는 초기응력법 및 등가하중법을 비교 분석하였으며, 축대칭 모델에 초기응력법을 적용할 때 원환방향 프리스트레싱의 역할이 매우 큼을 보였다. 마지막으로 제안된 수식에 도입된 근사화를 보정하여 좀 더 실제 거동에 가까운 값들을 산출할 수 있는 보정계수에 대하여 고찰하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Axisymmetric modeling of the nuclear containment building has been often employed in practice to estimate structural behavior for the axisymmetric loadings, where the axisymmetric approximation is required for the actual non-axisymmetric tendon arrangements in the dome. In the preceding companion pa...

주제어

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문제 정의

  • 또한, 텐던의 탄성계수를 0에 가깝게 둠으로써 텐던 강성의 영향을 배제하여 프리스트레싱 효과 자체에 대해서만 엄밀히 평가하고자 하였다. 해석 결과는 Tables 5, 6에 비교되어 있다.
  • 이 중 돔 텐던에 대해서는 기존에 몇 가지 축대칭 모델링 기법이 제안된 바 있으나, 실제 거동과의 비교 분석을 통한 검증은 부족하였다 생각된다. 본 연구에서는 국내의 CANDU형 및 한국형 원전 격납건물돔에 비축대칭으로 배치된 텐던을 축대칭 모델에 적합하도록 변환하는 합리적인 절차을 제안하였다 선행 논문에서는 실제 3차원상의 텐던 강성 및 프리스트레싱 효과를 축대칭 모델에서 구현할 수 있는 이론적인 수식을 제안하였다. 텐던은 등가의 층으로 근사화하였으며, 프리스트레싱의 효과는 정착부의 하중으로부터 유도하되 등가 하중 법 및 초기응력법 관점에서 각각 고찰하였다.
  • 엄밀한 3차원 모델의 해석 결과와 비교하여 축대칭 모델의 근사화 정도를 추정하였으며, 또한 기존 연구에서 제안된 축대칭 모델과의 비교를 통하여 본 모델의 장점을 부각하고자 하였다. 실제에 좀 더 가깝게 거동하도록 필요시 축대칭 모델의 텐던의 강성이나 프리스트레싱 효과에 대해 보정계수를 적용하는 방법론에 대해서도 논하였다
  • 검증하였다. 엄밀한 3차원 모델의 해석 결과와 비교하여 축대칭 모델의 근사화 정도를 추정하였으며, 또한 기존 연구에서 제안된 축대칭 모델과의 비교를 통하여 본 모델의 장점을 부각하고자 하였다. 실제에 좀 더 가깝게 거동하도록 필요시 축대칭 모델의 텐던의 강성이나 프리스트레싱 효과에 대해 보정계수를 적용하는 방법론에 대해서도 논하였다
  • 된다. 여기에서는 공정한 비교를 위해 3차원 모델의 콘크리트 요소를 원주방향으로 144 등분으로 충분히 세분화하여 축대칭 모델과의 차이를 최소화하고자 하였다. 축대칭 모델의 콘크리트 메시는 3차원 모델의한 단면상의 콘크리트 메시와 일치시킴으로써 역시 텐던 모델링 이외에는 공정한 조건에서 비교하고자 하였다.
  • 여기에서는 공정한 비교를 위해 3차원 모델의 콘크리트 요소를 원주방향으로 144 등분으로 충분히 세분화하여 축대칭 모델과의 차이를 최소화하고자 하였다. 축대칭 모델의 콘크리트 메시는 3차원 모델의한 단면상의 콘크리트 메시와 일치시킴으로써 역시 텐던 모델링 이외에는 공정한 조건에서 비교하고자 하였다. 경계조건으로서 돔의 스프링 부분은 수직방향으로만 구속시켰으며, 수평 방향으로는 변위를 허용하였다.
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참고문헌 (7)

  1. 전세진, '원전 격납건물 돔 텐던의 축대칭 모델링 기법 I. 이론식의 유도' 콘크리트학회논문집, 17권 4호, 2005, pp.521-526 

  2. ABAQUS/Standard 6.3 - User's Manual, Hibbitt, Karlsson & Sorensen, Inc., USA, 2002 

  3. 정철헌, 장성욱, 조경태, 정한중, '원전 격납구조물의 돔 및 기초슬래브에서의 프리스트레스 텐던 모델 기법', 대한토목학회논문집, 16권 I-3호, 1996, pp.317-327 

  4. 전세진, 김수만, '프리스트레스트 콘크리트 구조물의 해석기법', 콘크리트학회지, 16권 1호, 2004, pp.57-64 

  5. Oh, B. H. and Jeon, S. J., 'Limitations and Realistic Application of Equivalent Load Methods in Prestressed Concrete Structures', Magazine of Concrete Research Vol.54, No.3, 2002, pp.223-231 

  6. Roca, P. and Mari, A. R, 'Numerical Treatment of Prestressing Tendons in the Nonlinear Analysis of Prestressed Concrete Structures', Computers and Structures, Vol.46, No.5, 1993, pp.905-916 

  7. 문일환, 심종성, '비대칭요소를 고려한 PSC 원자로 격납건물의 극한내압능력 평가', 대한토목학회논문집, 24권 3A호, 2004, pp.639-646 

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