체적제어법을 이용한 원자로 격납구조물의 경로의존형 비선형 해석
Path-dependant Nonlinear analysis of containment Reactor Vessel using Volume Control Method
송하원(연세대학교); 심별(연세대학교); 변근주(연세대학교); 이준희(연세대학교)
24권 1a호, 1~8쪽
초록
체적제어법은 적층쉘요소에 압력증분을 추가 자유도로 갖는 압력절점을 추가하여 하중제어법이나 변위제어법의 단점을 극복한 해석방법이다. 압력절점이 추가된 적층쉘요소와 경로의존적 균열모델 및 직교 2방향 고정균열모델을 반영하여 하중경로와 하중이력에 따른 철근콘크리트 구조물의 비선형 거동을 효율적으로 해석할 수 있도록 비선형 체적제어 유한요소 해석법이 개발되었다. 콘크리트 원자로 격납구조물의 누출사고시 격납구조물 내의 사고내압의 증가에 따른 격납구조물의 비선형 파괴거동을 체적제어법을 적용하여 해석하여 원자로 격납구조물의 극한내압능력을 예측할 수 있는 평가기법을 입증하는 것이 본 논문의 목적이다. 평균화된 평면 2차원 철근콘크리트 구성모델과 프리스트레싱 텐던모델을 적층쉘 요소에 적용하여 이축인장응력하의 철근콘크리트 패널, 내압을 받는 철근콘크리트 격납구조물 및 프리스트레스트 콘크리트 격납구조물 등에 대하여 체적제어 비선형 거동 해석을 수행하였다. 원자로 격납구조물의 극한내압능력을 예측할 수 있는 평가기법을 입증하는 것이 본 논문의 목적이다, 체적제어법의 해석결과를 실험결과 및 기발표된 기존 해석결과와의 비교를 통하여 본 논문에서 제안한 해석기법의 적용성 및 타당성을 입증하였다.
Abstract
The so-called volume control method has overcome the drawbacks of load control method and displacement control method by adding a pressure node which has increment of pressure as an additional degree of freedom to a finite element. In this paper, a nonlinear volume control finite element method has been developed for the nonlinear analysis of reinforced concrete and prestressed concrete containment reactor vessels, which can predict the ultimate internal pressure capacity of a containment reactor vessel subjected to accidental internal pressure. Multi-layered shell element with the pressure node is adopted for the analysis by utilizing a path-dependant crack model, and an orthogonal two-way fixed crack model along with averaged in-plane 2D RC model and prestressing tendon model to for the layered shell elements. Reinforced concrete panel subjected to biaxial tension, reinforced concrete containment vessel and prestressed concrete containment vessel subjected to internal pressure are also analyzed. Both applicability and validity of the proposed method are shown by comparing the results of volume control method with both experimental results and existing analysis results.
- 발행기관:
- 대한토목학회
- 분류:
- 공학