This study investigated the influence of probabilistic variability in stiffness and nonlinearity of soil on response of nuclear power plant (NPP) structure subjected to seismic loads considering the soil-structure interaction (SSI). Both deterministic and probabilistic methods have been employed to evaluate the dynamic responses of the structure. For the deterministic method, SRPmin method given in USNRC SRP 3.7.2(2013) (envelope of responses using three shear modulus profiles of lower bound(GLB), best estimate(GBE) and upper bound(GUB)) and SRPmax method (envelope of responses by more than three ground profiles within range of GLB≤G≤GUB) have been considered. The probabilistic method uses the Latin Hypercube Sampling (LHS) that can capture probabilistic feature of soil stiffness defined by the median and the standard deviation. These analysis results indicated that 1) number of samples shall be larger than 60 to apply the probabilistic approach in SSI analysis and 2) in-structure response spectra using equivalent linear soil profiles considering the nonlinear behavior of soil medium can be larger than those based on low-strain soil profiles.

이 논문은 원전구조물의 내진설계에 적용되는 인공지진파의 강진지속시간과 포락함수에 대한 현행 국내 설계기준의 개선과 보완을 위해서 필요한 기반연구에 관한 내용을 다루고 있다. USNRC와 ASCE 4-98에서 제안한 응답스펙트럼과 강진지속시간에 대한 규정이 현재 통상적으로 사용되고 있으며, 첫 번째로 두 기준에 대한 비교와 검토를 수행하였다. 다음으로 총 209개의 암반사이트에서 실제 계측된 규모 5.0 이상인 강진기록을 ASCE 4-98의 강진지속시간기준에 적용한 결과를 통계 처리하여 지진규모에 대한 함수로 표현되는 강진지속시간의 실험적 예측모델을 제시하였다. 마지막으로 강진지속시간이 원전구조물의 지진응답특성에 미치는 영향을 파악하기 위하여 6초에서 20초까지 약 2초 간격으로 강진지속시간을 달리하는 10가지 Case에 대한 인공지진파를 각 30개씩 작성하고, 이들을 적용하여 대만 Hualien 지진시험구조물과 국내 울진 원자력발전소 원자로 격납구조물에 대한 광범위한 지진응답해석을 수행하고 그 결과를 분석하였다.

주구조물의 여러층에 지지점을 가지는 부구조물의 웅답스펙트럼 해석방법에 대하여 연구하였다. 본 연구에 서는 지지점 입력간의 상관관계를 고려할 수 있으며， 실무에서 부구조물의 내진설계에 쉽게 적용할 수 있는 다증 응답스펙트럼 해석방법을 제시하였다. 다중 웅답스펙트럼과 지지점 입력간의 상관계수 스펙트럼은 추계 론적 진동이론을 이용하여 설계지반웅답스펙트럼으로부터 직접 유도하였다. 예제해석 결과 본 연구에서 제안 한 방볍은 지지점 업력간의 상관관계를 고려하지 않는 통상의 다중 응답스펙트럼 해석방볍보다 정확한 지진 웅답을 예측함을 알 수 있었다.