Abstract
Floor response spectra for dynamic response of subsystem such as equipment, or piping in nuclear power plants are usually generated without considering dynamic interaction between main structure and subsystem. This study describes the analytic method in which equipment response spectra can be obtained through dynamic analysis considering equipment-structure Interaction(ESI). In this method, dynamic response of the equipment by this method is based on a dynamic substructure method in which the equipment-structure system is partitioned into the single-degree-ol-freedom system(SDOF) representing the equipment and the equipment support impedance representing the dynamic charactenstics of the structure ai the equipment support. A family of equipment response spectra is developed by applying this method to calculate the maximum responses of a family of SDOF equipment systems with wide banded equipment frequency, damping ratio, and mass. The method is validated by comparing the floor response spectrum from this method with the floor response spectrum generated from the rigorous analysis including equipments on the containment building of a prototypical nuclear power plant. in order to Investigate ESI effect in the response of equipment, response values from the method and the conventional approach without considering ESI are compared for the equipment having the mass less than 1% of the total structural mass. Response spectra from the method showed lower spectral amplitudes than those of the conventional floor response spectra around controlling frequencies.
원자력발전소의 기기, 배관 시스템과 같은 부속구조물의 동적 응답을 먼기 위해 사용되는 층응답스펙트럼은 일반적으로 주구조물과 부속구조물의 동적 상호작용이 반영되지 않고 만들어진다. 본 연구에서는 기기와 구조물의 동적 상호작용이 고려된 해석을 통해 층응답스펙트럼을 생성시키는 해석법을 기술하였다. 이 방법은 기기를 모사하는 단자유도계와 기기가 놓여있는 구조물의 임피던스로 분할되는 부분구조 해석법을 적용하여 기기의 응답을 구한다. 단자유도계의 진동수, 감쇠비 및 질량 특성을 변화시키면서 최대 동적 응답을 계산함으로써 일련의 층응답스펙트럼을 작성한다. 전형적인 원자력발전소의 원자로 구조물에서 본 방법을 고려한 층응답스펙트럼과 기기를 포함한 전체 해석으로부터 작성된 층응답스펙트럼과 비교함으로써 본 연구의 타당성을 확인하였다. 기기-구조물 상호작용 효과를 확인하기 위하여 구조물 질량의 1% 이내인 기기에 대하여 기술된 방법과 기존 방법을 각각 적용하여 최대 응답값을 비교하였다. 그 결과 지배 진동수 부근에서 기기-구조물 상호작용을 고려한 응답이 그렇지 않은 경우인 기존방법의 응답에 비하여 저감되는 현상을 보였다.
