• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.139-140
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• 2010

콘크리트 격납구조물의 돔과 링빔은 서로 접합된 상태로 단면력 분포에 있어 상호 영향을 미치기 때문에 연계 해석이 필요하다. 이 연구에서는 축대칭 회전쉘의 막이론을 적용하여 본설계시의 유한요소해석에 앞서 돔과 링빔의 초기 형상이나 링빔의 프리스트레스 수준을 효율적으로 결정할 수 있는 기법을 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.817-824
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• 2010

약 콘크리트 격납구조물은 구조적 안전성이 뛰어나고 경제적이므로 원자력발전소 격납건물, LNG 저장탱크 등에 널리 사용되고 있다. 격납구조물 중 지붕 돔의 형태는 구조적 안전성, 물량 및 시공 난이도에 큰 영향을 미치므로 최적의 두께와 곡률을 도출하고자 하는 노력이 필요하다. 한편 일반적으로 PSC 구조로 설계되는 링빔은 이러한 돔을 지지하여 벽체의 변형을 최소화시키는 역할을 하며, 단면 크기와 더불어 프리스트레스 수준을 적절히 결정하는 것이 설계의 핵심이 된다. 이 연구에서는 축대칭 회전쉘의 막이론을 적용하여 본설계 시의 유한요소해석에 앞서 돔과 링빔의 초기 형상이나 프리스트레스 수준을 효율적으로 결정할 수 있는 기법을 제안하였다. 이러한 기법을 국내에서 시공된 격납구조물의 돔과 링빔에 적용하여 분석하고 단면 형상이나 프리스트레싱 설계에 대한 개선 방안을 고찰하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(1)
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• pp.298-303
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• 1997

실제의 격납건물의 구조는 하부 원통형의 구조를 가지는 영역과 상부 돔 형태와 굴뚝 형태의 구조를 가지는 영역으로 나눌 수 있다. 하부 원통형의 구조만을 고려한다면, 고온의 철제 벽면과 콘크리트 벽면 사이의 gap 크기에 비해서 원통의 반지름이 상대적으로 매우 큰 값을 가지기 때문에 2차원 무한평판으로 가정하는 것이 가능하다. 그러나 돔 및 굴뚝 영역에서는 높이가 높아질수록 돔 단면직경이 감소하고 굴뚝 영역도 유동단면적이 작은 원통의 구조를 가져 2차원 무한평판의 가정에 많은 무리가 따른다. 앞에서 명시한 세 가지의 격납건물 형태에 있어서 ASPWR의 경우는 굴뚝을 포함한 영역까지도 무한평판으로 가정하는 것이 가능하나(돔에서의 열전달 단면적이 하부의 열전달 단면적에 비해 매우 작다는 가정을 한다면) 나머지 AP600과 HWRF의 격납건물에 있어서는 상부까지도 무한평판 가정을 사용하는 것에는 무리가 있다. 본 연구에서는 일반적인 유체해석 코드인 FLUENT V4.3을 이용하여 실제 격납건물 구조에 대한 분석을 시도하여 무한평판 구조에 대한 가정이 과도한 열전달량을 예측하고 있음을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.521-526
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• 2005

원전 격납건물의 축대칭 모델은 해석상의 간편성으로 인하여 널리 사용된다. 하지만, 일반적인 돔 텐던의 배치는 축대칭 형상이 아니며 곡률을 가진 돔에 임의로 배치된 관계로 축대칭 근사화시 좀 더 엄밀한 수학적 유도가 요구된다. 본 연구에서는 국내의 CANDU형 및 한국형 격납건물 돔에 비축대칭으로 배치된 텐던을 축대칭 모델에 적용하기 위한 합리적인 변환 절차를 제안하였다. 텐던 강성의 모델링에서는 실제 3차원으로 배치된 돔 텐던의 자오선방향 및 원환방향으로의 강성 기여를 고려할 수 있도록 텐던을 등가의 층으로 근사화하였다. 프리스트레싱의 효과는 등가하중법 및 초기응력법 관점에서 고찰하였으며, 축대칭 모델의 방법론에 적합하도록 등가하중 및 초기응력을 유도하였다. 후속 논문에서는 제안된 모델을 적용한 수치 예제들을 범용구조해석 프로그램으로 해석하고 타당성을 검증하였다.

• 한국가스학회지
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• 제14권5호
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• pp.7-12
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• 2010

본 논문은 H빔과 강화 콘크리트에 의해 건설된 LNG 저장탱크의 외부탱크에 대한 응력 및 변위거동 안전성을 유한요소법으로 해석하였다. 외부탱크의 바닥면 콘크리트 구조물 중심부에 0.2g의 가진력을 가하였다. FEM 계산결과에 의하면, von Mises 최대응력은 돔루프 구조물의 가장자리 부근에서 발생하고, 최대변위 거동량은 돔루프의 중심부에서 형성되고 있음을 알 수 있다. 여기서 제시한 해석결과에 의하면, H빔의 개수가 증가할수록 집중응력과 변위거동량은 완만하게 증가한다는 사실이다. 이것은 강화 콘크리트 구조물의 강성도가 H빔의 강성도에 비해 대단히 높기 때문에 H빔의 개수가 돔루프의 안전성에 큰 영향을 미치지 못한다는 것이다. 따라서 0.2g 정도의 가진력을 가할 경우는 H빔의 자중량을 고려하여 개수를 60개 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.527-533
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• 2005

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.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권3호
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• pp.183-190
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• 2022

경주 방폐물 처분시설의 1단계 시설로 건설된 지하 사일로 구조는 2014년에 10만 드럼 규모로 완공되어 현재 운영중에 있다. 지하 사일로 구조는 지름 25m, 높이 50m로써 방폐물을 저장하는 실린더부분과 돔 부분으로 구성되어 있으며, 돔부분은 운영터널과 연결되는 하부 돔 부분과 상부 돔 부분으로 구분할 수 있다. 지하 사일로 구조의 벽체는 철근콘크리트 라이너이고, 두께는 약 1m이다. 본 논문에서는 지하 사일로 구조의 건설과정 및 운영과정의 단계별 유한요소해석을 수행하였다. SMAP-3D 프로그램을 사용하여 2차원 축대칭 유한요소해석을 수행하였다. 2차원 축대칭 유한요소모델의 신뢰성을 검토하고자 3차원 유한요소해석도 수행하였다. 본 논문에서는 지하 사일로 구조의 구조거동을 분석하고 구조적 안전성을 검토결과를 제시하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.287-290
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• 2009

이 논문에서는 가압중수형(Pressurized Heavy Water Reactor) 프리스트레스 콘크리트 격납건물의 1/4 축소모델에 대한 극한내압능력과 전반적인 비선형거동에 관한 유한요소 해석을 수행하였다. 가압중수형 격납건물은 원통형 벽체와 돔으로 구성되었고, 4개의 부벽을 갖는다. 유한요소해석을 위해서 상용코드 ABAQUS를 이용하였고, 콘크리트, 철근 및 텐던에 대한 수치모델링을 작성하여 자중과 내압하중을 적용하였고, 텐던의 2% 변형률을 기준으로 극한내압능력을 평가하였다. 이때 사용된 재료모델로 콘크리트는 Concrete Damaged Plasticity 모델을 사용하였고, 철근과 텐던은 Elasto-Plastic 모델을 적용하였다. 유한요소 해석결과 콘크리트의 초기균열 0.41MPa에서 발생하였고, 극한내압은 0.56MPa 정도로 평가되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
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• pp.758-761
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• 2004

Prestressing tendons of the nuclear containment building dome are arranged in a non-axisymmetric manner. However, simple axisymmetric modeling of the containment building is often employed to estimate the structural behavior for, e.g. the ultimate pressure, which requires the axisymmetric approximation of the actual tendon arrangements of the dome. A procedure is proposed that can devise the actual 3-dimensional tendon stiffness and prestressing effect into the axisymmetric model. A numerical example of the CANDU type is presented to verify the procedure and to estimate the amount of approximation.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 추계 학술발표회 제16권2호
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• pp.81-84
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• 2004

Prestressing tendons in a nuclear containment building dome are non-axisymmetrically arranged in most cases. However, simple axisymmetric modeling of the containment has been often employed in practice, which requires the axisymmetric approximation of the actual tendon arrangements in the dome. A procedure was previously proposed that can implement the actual 3D tendon stiffness and prestressing effect into the axisymmetric model for CANDU type. This paper further verifies and compares some methodologies adopted in the proposed scheme through some numerical examples.