Abstract
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 to estimate structural behavior for the axisymmetric loadings such as an internal pressure. In this case, the axisymmetric approximation is required for the actual tendon arrangements in the dome. Some procedures are proposed that can implement the actual 3-dimensional tendon stiffness and prestressing effect into the axisymmetric model. Prestressing tendons, which are arranged in 3 or 2-ways depending on a containment type, are converted into an equivalent layer to consider the stiffness contribution in meridional and hoop directions. In order to reflect the prestressing effect, equivalent load method and initial stress method are devised and the corresponding loads or stresses are derived in terms of the axisymmetric model. In a companion paper, the proposed schemes are applied into CANDU and KSNP(Korean Standard Nuclear Power Plant) type containments and are verified through some numerical examples comparing the analysis results with those of the actual 3-dimensional model.
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.
