• 한국지진공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.89-95
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• 2013

Structures in a nuclear power system are designed to be elastic even under an earthquake excitation. However a structural component such as an isolator shows inelastic behavior inherently. For the seismic assessment of nonlinear structures, response history analysis should be performed. In this study, the response of base isolation system was analyzed by response history analysis for the seismic performance assessment. Firstly, several seismic assessment criteria for a nuclear power plant structure were reviewed for the nonlinear response history analysis. Based on these criteria, the spectrum matched ground motion generation method modifying a seed earthquake ground motion time history was adjusted. Using these spectrum matched accelerograms, the distribution of displacement responses of the simplified base isolation system was evaluated. The resulting seismic responses excited by the modified ground motion time histories and the synthesized time history generated by stochastic approach were compared. And the response analysis of the base isolation system considering the different intensities in each orthogonal direction was performed.

• 한국지진공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.43-52
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• 2021

According to several seismic design standards, a ground motion time history should be selected similar to the design response spectrum, or a ground motion time history should be modified by matching procedure to the design response spectrum through the time-domain method. For the response spectrum matching procedure, appropriate seed ground motions need to be selected to maintain recorded earthquake accelerogram characteristics. However, there are no specific criteria for selecting the seed ground motions for applying this methodology. In this study, the characteristics of ground motion time histories between seed motions and spectral matched motions were compared. Intensity measures used in the design were compared, and their change by spectral matching procedure was quantified. In addition, the seed ground motion sets were determined according to the response spectrum shape, and these sets analyzed the response of nonlinear and equivalent linear single degrees of freedom systems to present the seed motion selection conditions for spectral matching. As a result, several considerations for applying the time domain spectral matching method were presented.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.11-20
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• 2008

비선형 구조계의 확률론적 지진해석 방법 중 대표적인 것은 지진 재해도 수준에 해당하는 입력지반운동 모델을 사용한 시간이력을 수행하여 그 응답의 확률분포를 예측하는 것이다. 이 연구에서는 널리 사용되고 있는 두 가지 입력지반운동 모델에 따른 구조계 응답의 분포특성 및 파손확률의 차이와 그 원인을 분석한다 입력지반운동 모델로는 실제 지진기록을 배율 조정하여 사용하는 배율조정 입력지반운동과 설계 응답스펙트럼에 상응하는 인공 지진기록을 사용하는 스펙트럼 맞춤 입력지반운동 두 가지를 고려한다. 동일한 지진재해도 수준을 고려한 해석결과 설계 응답스펙트럼에 상응하는 인공 지진기록을 사용한 입력지반운동 모델은 실제 지진기록을 배율 조정한 입력지반운동 모델보다 평균적으로 응답을 크게 평가하였고 이로 인해 파손확률 또한 더 큰 것으로 나타났다 이러한 경향은 연약한 지반에서 더욱 현저한 것으로 나타났다. 이러한 입력지반운동 모델에 따른 파손확률의 차이는 스펙트럼 맞춤 입력지반운동의 목표로 사용된 도로교 설계기준의 설계 응답스펙트럼이 실제 지진기록의 응답스펙트럼보다 장주기로 갈수록 응답을 크게 평가하도록 보수적으로 만들어졌기 때문인 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제40권5호
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• pp.509-520
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• 2020

현행 내진설계 일반(KDS 17 10 00)에 따르면 내진설계 시 사용하는 입력지진파에 대한 기준이 명확히 제시되어 있고 실지진파에 대해서는 표준설계응답스펙트럼에 맞추어 보정하도록하고 있으나, 실지진파 선택에 따른 영향이 사전에 평가되지 않아 지진파 선택 시 어려움이 있다. 본 연구에서는 국내외에서 발생한 실지진파에 대하여 국내 설계기준이 제시하는 표준설계응답스펙트럼에 부합하도록 보정한 후, 수치해석을 통하여 필댐의 침하량 변화를 평가하였다. 그 결과 댐 하단에 작용하는 자유장 가속도의 영향보다 댐 마루에서의 최대가속도, 댐제체를 통한 증폭 특성등 제체 상부의 거동이 침하량에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한, 동일한 표준설계응답스펙트럼으로 보정한 입력지진파일지라도 초기 실지진파와 댐 제체에서의 증폭 특성에 따라 침하량이 달리 평가될 수 있음을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.112-118
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• 2013

성능기반 내진설계 및 평가의 정밀도 향상에 있어서 적절한 지반운동 데이터 선정과 이를 합리적으로 수정하는 것에 대한 중요성이 부각되고 있다. 지반운동 데이터를 수정하는 방법으로 단일 진폭수정법 (Amplitude scaling)이 널리 사용되고 있으나, 단일 진폭수정법에서 는 단 하나의 주기, 특히 구조물의 고유주기에서만 그 응답스펙트럼 값이 설계스펙트럼의 값과 일치하도록 수정되므로 특정 지역의 지진 재해도에 대해 일관성 있는 구조 해석 결과를 기대하기 어렵다. 따라서 이에 대해 여러 가지 대안 수정법들이 제시되고 있으나 이들의 타당성을 평가할 수 있는 방안이 마련되어 있지 않다. 본 논문에서는 단일 진폭수정법의 문제점을 설명하고, 대안 수정법과 비교 평가하기 위한 구조 응답에 대한 회귀 모델을 제시하는데 목표를 두었다. 대안 수정법으로써 전체 주기 범위에서 지반운동의 응답스펙트럼이 설계스펙트럼의 값과 일치하도록 수정하는 다중 스펙트럼 수정법을 고려하였다. 설계스펙트럼은 ASCE7-05에 따라 구하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.123-128
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• 2020

Analysis of the 2016 Gyeongju earthquake and the 2017 Pohang earthquake showed the characteristics of a typical high-frequency earthquake with many high-frequency components, short time strong motion duration, and large peak ground acceleration relative to the magnitude of the earthquake. Domestic nuclear power plants were designed and evaluated based on NRC's Regulatory Guide 1.60 design response spectrum, which had a great deal of energy in the low-frequency range. Therefore, nuclear power plants should carry out seismic verification and seismic performance evaluation of systems, structures, and components by reflecting the domestic characteristics of earthquakes. In this study, high-frequency amplification factors that can be used for seismic verification and seismic performance evaluation of nuclear power plant systems, structures, and equipment were analyzed. In order to analyze the high-frequency amplification factor, five sets of seismic time history were generated, which were matched with the uniform hazard response spectrum to reflect the characteristics of domestic earthquake motion. The nuclear power plant was subjected to seismic analysis for the construction of the Korean standard nuclear power plant, OPR1000, which is a reactor building, an auxiliary building assembly, a component cooling water heat exchanger building, and an essential service water building. Based on the results of the seismic analysis, a high-frequency amplification factor was derived upon the calculation of the floor response spectrum of the important locations of nuclear power plants. The high-frequency amplification factor can be effectively used for the seismic verification and seismic performance evaluation of electric equipment which are sensitive to high-frequency earthquakes.

• Earthquakes and Structures
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• 제10권2호
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• pp.329-350
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• 2016

A parametric study was conducted to investigate the seismic deformation demands in terms of drift ratio, plastic base rotation and compression strain on rectangular wall members in frame-wall systems. The wall index defined as ratio of total wall area to the floor plan area was kept as variable in frame-wall models and its relation with the seismic demand at the base of the wall was investigated. The wall indexes of analyzed models are in the range of 0.2-2%. 4, 8 and 12-story frame-wall models were created. The seismic behavior of frame-wall models were calculated using nonlinear time-history analysis and design spectrum matched ground motion set. Analyses results revealed that the increased wall index led to significant reduction in the top and inter-story displacement demands especially for 4-story models. The calculated average inter-story drift decreased from 1.5% to 0.5% for 4-story models. The average drift ratio in 8- and 12-story models has changed from approximately 1.5% to 0.75%. As the wall index increases, the dispersion in the calculated drifts due to ground motion variability decreased considerably. This is mainly due to increase in the lateral stiffness of models that leads their fundamental period of vibration to fall into zone of the response spectra that has smaller dispersion for scaled ground motion data set. When walls were assessed according to plastic rotation limits defined in ASCE/SEI 41, it was seen that the walls in frame-wall systems with low wall index in the range of 0.2-0.6% could seldom survive the design earthquake without major damage. Concrete compressive strains calculated in all frame-wall structures were much higher than the limit allowed for design, ${\varepsilon}_c$=0.0035, so confinement is required at the boundaries. For rectangular walls above the wall index value of 1.0% nearly all walls assure at least life safety (LS) performance criteria. It is proposed that in the design of dual systems where frames and walls are connected by link and transverse beams, the minimum value of wall index should be greater than 0.6%, in order to prevent excessive damage to wall members.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.63-72
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• 2020

본 연구의 목적은 원자로 1400(APR 1400) 원자력 발전소(NPP)의 원자로 격납건물(RCB) 내진성능에 대해 상이한 수치모델과 지진 주파수 성분의 영향을 평가하는 것이다. 집중 질량 막대 모델(lumped-mass stick model, LMSM)과 3차원 유한요소모델(three-dimensional finite element model, 3D FEM)의 두 가지 수치 모델이 시간이력해석을 수행하기 위해 개발되었다. LMSM은 기존의 집중 질량 보-요소를 사용하여 SAP2000으로 구성하였으며, 3D FEM은 각기둥 입체-요소를 사용하여 ANSYS로 작성되었다. 저주파수 및 고주파수 성분을 고려한 두 그룹의 지진파를 시간이력해석에 적용하였다. 저주파수 지진파의 응답스펙트럼을 NRC 1.60의 설계 스펙트럼과 일치되도록 조정하여 작성하였으며, 고주파수 지진파는 10Hz ~ 100Hz의 고주파수 범위를 갖도록 생성하였다. RCB의 지진응답은 다양한 높이에서 층응답스펙트럼으로 검토하였다. 수치해석 결과, 저주파수 지진에 의한 구조물의 FRS 결과는 두 수치 모델에서 매우 유사한 결과를 보였다. 하지만, 고주파수 지진에 의한 LMSM의 FRS 결과는 고차 고유 주파수 영역에서 3D FEM과 큰 차이를 보였으며, RCB의 낮은 높이에서 명확한 차이를 보였다. 3D FEM이 정확한 구조물의 응답을 나타내는 것으로 가정한다면, RCB의 LMSM은 고주파수 지진에 의한 FRS 결과의 고차 고유 주파수 영역에서 일정 수준의 불일치성을 내포하고 있다.