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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 박지훈
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 인천대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수13
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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최근들어 한국은 지진의 빈도가 늘어가고 있으며 원자력 시설이 동해안에 밀집되어있다. 원전 구조물은 구조물 자체의 안전성 확보를 위하여 많은 노력을 기울이고 있으며, 우리나라 또한 원전 구조물에 대하여 지진취약도 분석에 확률론적 지진 안전성 평가 (Seismic Probabilistic Risk Assessment, SPRA)를 활용하여 구조물의 안정성 확보의 노력을 기울이고 있다.
확률론적 지진 위험도 평가에서는 일반적으로 지진 위험을 정의하기 위하여 등재해도 스펙트럼(Uniform Hazard Response Spectrum, UHRS)이 사용되고 있다. 등재해도 스펙트럼은 전제 진동수 범위에서 스펙트럼 가속도가 모두 동일한 초과확률을 가진다. 그러나 이 동일한 초과확률을 가지는 스펙트럼 가속도는 각각의 진동수의 상관관계를 고려하지 않고 결정 되므로 전체 진동수 범위에서 스펙트럼 가속도가 발생할 가능성은 매우 적다. 따라서 등재해도 스펙트럼을 적용하여 지진 취약도 분석을 할 경우 지진 위험을 과대평가 한다.
이런 과대평가되는 점을 보안하기 위하여 조건부 평균 스펙트럼(Conditional Mean Spectrum, CMS)을 사용하여 격납구조물의 지진 취약도를 분석하였다. 조건부 평균 스펙트럼은 특정 관심 진동수에서의 스펙트럼 가속도를 등재해도 스펙트럼의 가속도 값과 동일하게 고정하고, 나머지 주기의 스펙트럼 가속도는 입실론이라는 상관계수를 사용하여 생성한다.
이 연구에서는 조건부 평균 스펙트럼을 이용하여 원전 겹납 구조물의 지진 취약도 분석을 하였으며 분석 결과를 취약도 곡선과 HCLPF 성능 값으로 나타내었다. 지진 취약도 분석결과 구조물의 응답 결과는 스펙트럼 가속도가 낮아지는 조건부 평균 스펙트럼의 특성상 등재해도 스펙트럼과 비교하였을 경우 밑면전단력과 전도모멘트는 각각 최대 18.8%, 22.0% 감소한다. 응답의 결과가 감소하기 때문에 중앙값 스펙트럼 가속도 값은 최대 56%까지 증가하지만 스펙트럼 형상에 따른 대수표준편차 증가로 인하여 HCLPF 성능은 UHRS 대비 최대 33%까지 감소한다. 따라서 조건부 평균 스펙트럼에 기초하여 지진취약도 분석시 스펙트럼 형상에 따른 대수표준편차를 줄이는 것이 합리적인 평과 결과를 얻을 수 있으며 다양한 진동수에서 결과를 도출해 볼 필요가 있다.
확률론적 지진 위험도 평가에서는 일반적으로 지진 위험을 정의하기 위하여 등재해도 스펙트럼(Uniform Hazard Response Spectrum, UHRS)이 사용되고 있다. 등재해도 스펙트럼은 전제 진동수 범위에서 스펙트럼 가속도가 모두 동일한 초과확률을 가진다. 그러나 이 동일한 초과확률을 가지는 스펙트럼 가속도는 각각의 진동수의 상관관계를 고려하지 않고 결정 되므로 전체 진동수 범위에서 스펙트럼 가속도가 발생할 가능성은 매우 적다. 따라서 등재해도 스펙트럼을 적용하여 지진 취약도 분석을 할 경우 지진 위험을 과대평가 한다.
이런 과대평가되는 점을 보안하기 위하여 조건부 평균 스펙트럼(Conditional Mean Spectrum, CMS)을 사용하여 격납구조물의 지진 취약도를 분석하였다. 조건부 평균 스펙트럼은 특정 관심 진동수에서의 스펙트럼 가속도를 등재해도 스펙트럼의 가속도 값과 동일하게 고정하고, 나머지 주기의 스펙트럼 가속도는 입실론이라는 상관계수를 사용하여 생성한다.
이 연구에서는 조건부 평균 스펙트럼을 이용하여 원전 겹납 구조물의 지진 취약도 분석을 하였으며 분석 결과를 취약도 곡선과 HCLPF 성능 값으로 나타내었다. 지진 취약도 분석결과 구조물의 응답 결과는 스펙트럼 가속도가 낮아지는 조건부 평균 스펙트럼의 특성상 등재해도 스펙트럼과 비교하였을 경우 밑면전단력과 전도모멘트는 각각 최대 18.8%, 22.0% 감소한다. 응답의 결과가 감소하기 때문에 중앙값 스펙트럼 가속도 값은 최대 56%까지 증가하지만 스펙트럼 형상에 따른 대수표준편차 증가로 인하여 HCLPF 성능은 UHRS 대비 최대 33%까지 감소한다. 따라서 조건부 평균 스펙트럼에 기초하여 지진취약도 분석시 스펙트럼 형상에 따른 대수표준편차를 줄이는 것이 합리적인 평과 결과를 얻을 수 있으며 다양한 진동수에서 결과를 도출해 볼 필요가 있다.
목차
국문초록 ⅰ목 차 ⅲ표 목 차 ⅴ그림목차 ⅶ제 1 장 서 론 1.1연구의 배경 및 목적 11.2 연구의 내용 및 방법 3제 2 장 격납구조물의 모델2.1 분석대상 구조물 42.2 문헌 조사 52.2.1 지진취약도 분석 모델 작성 52.2.2 지진취약도 분석 절차 72.3 지진 취약도 분석 모델 82.3.1 3차원 유한요소 모델 92.3.2 집중 질량 모델 122.3.3 고유치 해석 결과 17제 3 장 응답스펙트럼 작성3.1 등재해도 스펙트럼 193.2 지진재해도 분해 및 주요 지진 시나리오 선정 223.3 다중 시나리오에 의한 조건부 스펙트럼 26제 4 장 지진취약도 분석4.1 지진취약도 분석 절차 344.1.1 중앙값 스펙트럼 가속도 344.1.2 대수표준편차 산정 474.2 지진 취약도 분석 결과 60제 5 장 결론 70참고문헌 72ABSTRACT 76<부록 A> 연성계수 산정 (극한변형률 0.0075) 78<부록 B> 연성계수 산정 (극한변형률 0.004) 85감사의 글 92
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