μ-GA를 이용한 원전 캐비닛구조물의 최적감쇠보강
The optimum damping retrofit for cabinet structures of NPP by μ-GA
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초록
본 논문에서는 원전내부의 내진범주 1급 계전기를 포함하고 있는 캐비닛 구조물의 최적내진보강에 대한 연구를 수행하였다. 지진시 계전기는 구조적인 파괴보다는 떨림에 의한 기능적 파괴가 발생한다. 이를 방지하기 위해서는 캐비닛구조물의 응답을 적정 수준이하로 감소시켜야 하므로 다양한 감쇠보강의 설치패턴에 따라 최적의 감쇠계수를 -GA(micro-Genetic Algorithm)기법을 이용하여 산정하였다. 대상캐비닛 구조물은 해석의 정확도와 계산의 효율성을 만족시키기 위해 이용한 프레임구조로 모델링되었다. 구조물의 응답은 감쇠기의 비선형거동을 고려한 비선형 시간이력해석에 의해 얻어진 가속도응답스펙트럼으로 나타내었다. 목적함수는 구조물의 해석에서 얻어진 응답스펙트럼의 최대값과 목표 포괄기기내진력 스펙트럼 (GERS; General Equipment Ruggedness Spectra)의 최대응답비를 기초로 작성되었다. 해석결과 적절한 보강패턴을 선정한 경우 좋은 적합도의 향상을 보였으며 특히 감쇠지수의 값이 작은 경우 적합도의 개선효과가 뛰어났다.
Abstract
The optimal seismic retrofitting of NPP(Nuclear Power Plant) cabinet structures that contain seismic category 1 relays was studied in this paper. During earthquake event, the failure modes of relays are not appeared in form of structural failure, but are appeared in form of contact chatter of relay. Therefore, the retrofitting of cabinet has to be aimed at the reducing of the structural response, such as acceleration. In this study, the optimal characteristic values of dampers were searched by -GA (micro-Genetic Algorithm) scheme for several installation patterns.To keep accuracy and efficiency of analysis, the structural models of cabinet were considered as a frame structure. The responses of structure were obtained inform of acceleration response spectra derived from the results of nonlinear time history analysis including damping nonlinearity. The objective function of the optimum procedure was constructed based on the maximum ratio of maximum spectral value and target GERS (General Equipment Ruggedness Spectra). The results show the good improvements of fitness for adequate retrofitting pattern. Especially, the improvements of fitness were remarkable when the values of damping exponents are low.
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