• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.343-351
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• 2011

원자로 격납건물은 원자력발전소에서 발생가능한 모든 비상사태에 대한 최후의 방벽 역할을 하고 있다. 따라서 사고발생시 원자로 격납건물의 극한능력을 판단하는 것은 매우 중요하다. 대표적인 고려사항 가운데 하나인 LOCA사고 발생시 CANDU형 원자로 격납건물의 극한능력을 파악하기 위해서는 구조적 안전성 평가를 위한 구조해석이 필요하다. CANDU형 원자로 격납건물은 돔과 원통형벽체로 구성된 프리스트레스 콘크리트 쉘 구조물로서 부착식 텐돈을 사용하고 있다. 본 논문에서는 극한내압능력의 평가를 위하여 3차원 구조해석시스템을 사용한 프리스트레스 콘크리트 격납건물의 비선형해석을 수행하였다.

• Computers and Concrete
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• 제3권1호
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• pp.1-15
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• 2006

The seismic safety of reinforced concrete containment building can be evaluated by probabilistic analysis considering randomness of earthquake, which is more rational than deterministic analysis. In the safety assessment of earthquake-resistant structures by the deterministic theory, it is not easy to consider the effects of random variables but the reliability theory and random vibration theory are useful to assess the seismic safety with considering random effects. The reliability assessment of reinforced concrete containment building subjected to earthquake load includes the structural analysis considering random variables such as load, resistance and analysis method, the definition of limit states and the reliability analysis. The reliability analysis procedure requires much time and labor and also needs to get the high confidence in results. In this study, random vibration analysis of containment building is performed with random variables as earthquake load, concrete compressive strength, modal damping ratio. The seismic responses of critical elements of structure are approximated at the most probable failure point by the response surface method. The response surface method helps to figure out the quantitative characteristics of structural response variability. And the limit state is defined as the failure surface of concrete under multi-axial stress, finally the limit state probability of failure can be obtained simply by first-order second moment method. The reliability analysis for the multiaxial strength limit state and the uniaxial strength limit state is performed and the results are compared with each other. This study concludes that the multiaxial failure criterion is a likely limit state to predict concrete failure strength under combined state of stresses and the reliability analysis results are compatible with the fact that the maximum compressive strength of concrete under biaxial compression state increases.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제36권6호
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• pp.729-744
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• 2010

There is world wide concern for safety of nuclear power installations after the terrorist attack on World Trade Center in 2001 and several other civilian structures in the last decade. The nuclear containment structure in many countries is a double shell structure (outer shell a RCC and inner a prestressed concrete). The outer reinforced concrete shell protects the inner shell and is designed for external loading like impact and blast. A comparative study of non-linear response of reinforced concrete nuclear containment cylindrical shell subjected to impact of an aircraft (Phantom) and explosion of different amounts of blast charges have been presented here. A material model which takes into account the strain rate sensitivity in dynamic loading situations, plastic and visco-plastic behavior in three dimensional stress state and cracking in tension has been developed earlier and implemented into a finite element code which has been validated with published literature. The analysis has been made using the developed software. Significant conclusions have been drawn for dissimilarity in response (deflections, stresses, cracks etc.) of the shell for impact and blast loading.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.157-164
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• 2013

본 연구에서는 여객용 항공기 충돌 시 강섬유보강콘크리트를 사용한 철근콘크리트 원전 격납건물의 구조적 거동을 유한요소해석을 이용하여 고찰한다. 항공기 충돌에 의해 원전 격납건물에 가해지는 하중은 Riera 충격하중 시간함수와 충돌 시 접촉면적을 이용하여 모델링하였다. 강섬유보강콘크리트의 재료모델은 CSCM Concrete Model을 사용하였다. 기존에 제안된 강섬유보강콘크리트의 강도예상모델을 이용하여 재료모델의 입력변수를 결정하였다. 강섬유의 함유량에 따른 원전 격납 건물의 항공기 충돌에 대한 구조적 거동을 상용 유한요소 해석 프로그램인 LS-DYNA를 이용하여 해석하였다. 해석결과를 바탕으로 항공기 충돌에 대한 저항성을 평가하였으며, 보수적인 안전성이 요구되는 원전 격납건물에 강섬유보강콘크리트를 적용할 경우 항공기 충돌에 대한 저항성 증대 효과를 기대할 수 있는 것으로 고찰되었다.

• Earthquakes and Structures
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• 제15권3호
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• pp.295-306
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• 2018

Reinforced concrete containment (RCC) building has long been considered as the last barrier for keeping the radiation from leaking into the environment. It is important to quantify the performance of these structures and facilities considering extreme conditions. However, the preceding research on evaluating nuclear power plant (NPP) structures, particularly considering mainshock-aftershock seismic sequences, is deficient. Therefore, this manuscript serves to investigate the seismic fragility of a typical RCC building subjected to mainshock-aftershock seismic sequences. The implementation of the fragility assessment has been performed based on the incremental dynamic analysis (IDA) method. A lumped mass RCC model considering the tri-linear skeleton curve and the maximum point-oriented hysteretic rule is employed for IDA analyses. The results indicate that the seismic capacity of the RCC building would be overestimated without taking into account the mainshock-aftershock effects. It is also found that the seismic capacity of the RCC building decreases with the increase of the relative intensity of aftershock ground motions to mainshock ground motions. In addition, the effects of artificial mainshock-aftershock ground motions generated from the repeated and randomized approaches and the polarity of the aftershock with respect to the mainshock on the evaluation of the RCC are also researched, respectively.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2002년도 춘계공동학술발표회요약집
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• pp.341.1-341
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• 2002

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2005년도 춘계학술발표회
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• pp.581-582
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• 2005

• 대한토목학회논문집
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• 제31권5A호
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• pp.369-378
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• 2011

본 논문은 RC(Reinforced Concrete), SC(Steel-Plate Concrete) 격납구조에 대한 대형 민항기 충돌에 관한 응답해석을 Hydrocode인 Autodyn-3D를 통해 수행하였다. 이전에 연구된 대부분의 항공기 충돌 해석에서의 충격 하중은 국부적인 부분(동체면적의 약 2배)에 대해 Riera의 충격하중함수를 적용하는 방법을 이용하여왔다. 하지만, 본 논문에서는 실제 Boeing 767과 유사한 모델을 구현하여 대상 구조체에 직접 충돌 시켜 나타나는 현상을 비교 분석 하였으며, 항공기 모델은 강성벽(Rigid Target)에 대해 항공기를 충돌 시켰을 시 발생되는 충돌하중이력곡선과, Riera 함수를 이용한 충돌하중이력곡선과의 비교를 통하여 검증하였다. 항공기 충돌 시, SC 격납구조에 대한 충돌저항능력 및 응답, 안전성 효과를 평가 하기 위해 무근 콘크리트(Plain Concrete:PC), 철근 콘크리트(Reinforced Concrete:RC), 철근 콘크리트와 완전 부착된 내부 Liner Plate(CLP:Containment Liner Plate), 그리고 SC 격납구조에 대한 해석을 수행하였다. 따라서 항공기 충돌과 같은 비정상충격하중이 RC구조와 SC구조에 가해질 경우에 대한 거동 예측이 가능하며, 보수적인 안전성이 요구되는 RC 원전 격납건물에 SC구조를 적용하면 상대적인 안전성 증대 효과를 기대 할 수 있을 것으로 보여진다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6A호
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• pp.577-585
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• 2009

이 논문은 원전 격납건물의 극한내압능력 평가와 비선형해석을 수행하기 위하여 개발된 해석프로그램인 9절점 퇴화 쉘 유한요소에 대하여 기술하였다. 개발된 쉘 유한요소는 퇴화 고체기법과 구조물에서 발생하는 횡전단변형도를 고려하기 위하여 Reissner-Mindlin(RM)가정을 도입하였다. 콘크리트의 재료모델은 등가응력-등가변형률의 관계를 이용하여 콘크리트의 응력과 변형률의 수준을 결정하고, 콘크리트에 균열이 발생하면 부착응력을 고려하는 인장강성모델과 균열면에서의 전단전달 메카니즘 그리고 균열면에서 압축강도 감소모델 등으로 재료적 거동을 나타내었다. 또한 균열발생기준으로 압축-인장영역에는 Niwa가 제안한 응력포락선을 도입하였고, 인장-인장영역에는 Aoyagi-Yamada가 제안한 응력포락선을 사용하였다. 개발된 프로그램의 성능은 다양한 수치예제를 통하여 검증하였다. 검증예제 결과로부터 개발된 쉘 유한요소를 이용한 해석결과는 실험결과 또는 다른 해석결과와 유사한 결과를 도출하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권6호
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• pp.1669-1680
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• 2019

Seismic safety is considered to be one of the key design objectives of AP1000 nuclear power plant (NPP) in strong earthquakes. Dynamic behavior, damage development and aggravation effect are studied in this study for the three main components of AP1000 NPP, namely reinforced concrete shield building (RCSB), steel vessel containment (SVC) and reinforced concrete auxiliary building (RCAB). Characteristics including nonlinear concrete tension and compressive constitutions with plastic damage are employed to establish the numerical model, which is further validated by existing studies. The author investigates three earthquakes and eight input levels with the maximum magnitude of 2.4 g and the results show that the concrete material of both RCSB and RCAB have suffered serious damage in intense earthquakes. Considering RCAB in the whole NPP, significant damage aggravation effect can be detected, which is mainly concentrated at the upper intersection between RCSB and RCAB. SVC and reinforcing bar demonstrate excellent seismic performance with no obvious damage.