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저자정보
Duy-Duan Nguyen (건국대학교) Bidhek Thusa (건국대학교) 박효상 (건국대학교) Md Samdani Azad (건국대학교) 이태형 (건국대학교)
저널정보
한국원자력학회 Nuclear Engineering and Technology Nuclear Engineering and Technology 제53권 제8호
발행연도
2021.8
수록면
2,696 - 2,707 (12page)
DOI
https://doi.org/10.1016/j.net.2021.02.006

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The purpose of this study is to investigate the efficiency of various structural modeling schemes forevaluating seismic performances and fragility of the reactor containment building (RCB) structure in theadvanced power reactor 1400 (APR1400) nuclear power plant (NPP). Four structural modeling schemes,i.e. lumped-mass stick model (LMSM), solid-based finite element model (Solid FEM), multi-layer shellmodel (MLSM), and beam-truss model (BTM), are developed to simulate the seismic behaviors of thecontainment structure. A full three-dimensional finite element model (full 3D FEM) is additionallyconstructed to verify the previous numerical models. A set of input ground motions with responsespectra matching to the US NRC 1.60 design spectrum is generated to perform linear and nonlinear timehistory analyses. Floor response spectra (FRS) and floor displacements are obtained at the different elevations of the structure since they are critical outputs for evaluating the seismic vulnerability of RCB andsecondary components. The results show that the difference in seismic responses between linear andnonlinear analyses gets larger as an earthquake intensity increases. It is observed that the linear analysisunderestimates floor displacements while it overestimates floor accelerations. Moreover, a systematicassessment of the capability and efficiency of each structural model is presented thoroughly. MLSM canbe an alternative approach to a full 3D FEM, which is complicated in modeling and extremely timeconsuming in dynamic analyses. Specifically, BTM is recommended as the optimal model for evaluating the nonlinear seismic performance of NPP structures. Thereafter, linear and nonlinear BTM areemployed in a series of time-history analyses to develop fragility curves of RCB for different damagestates. It is shown that the linear analysis underestimates the probability of damage of RCB at a givenearthquake intensity when compared to the nonlinear analysis. The nonlinear analysis approach is highlysuggested for assessing the vulnerability of NPP structures.
#Reactor containment building #Beam-truss element model #Multi-layer shell model #Floor response spectrum #Time-history analysis

목차

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참고문헌 (34)

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