This paper presents the design guidance of steel-plate concrete(SC) wall with the tie-bar component in the external and internal construction technology. AISC N690 Appendix N9 in U.S and KEPIC SNG (2010) in Korea are new design guidance for SC structure of nuclear power plant.

In this study, sensitivity analyses on the blast response of the steel-plate concrete(SC) walls subjected to explosive blast loads were carried out. In order to evaluate various cases effectively we set up the blast response evaluation procedure of SC walls, and developed the blast response evaluation program of SC walls using equivalent SDOF method. Finally, the effects of the various design parameters on the blast response of SC walls were investigated using the developed program.

이 연구에서는 SC 전단벽의 전단 연결재인 스터드의 배치와 형상이 SC 전단벽의 거동에 미치는 영향을 살펴보기 위해 전단벽체가 강제진동을 받을 때의 거동을 해석적으로 검토하였다. 이를 위해 서로 다른 배치간격과 형상의 스터드가 배열된 SC 전단벽을 대상으로 유한요 소해석을 수행하였다. 그 결과, 시간이력해석으로부터 구한 감쇠비가 파워반감대역폭법이 전반적으로 높게 그리고 적합지수함수법이 가장 낮은 수준으로 산정했으며 설계강도 절반정도에서의 감쇠비는 3.0~4.2%로, 설계강도에서는 4.1~5.2%로 나타남을 알 수 있었다. 또한, 개선된 스터드를 사용할 때, 감쇠비가 약간 감소하였고 DS1과 DS2 간에는 일관된 결과가 나타나지 않았다. 스터드의 간격이 필요이상 증가할 경우, 고유진동수가 감소하고 감쇠비가 증가함을 확인하였다.

In this study, a study on the structural safety evaluation method of steel-plate concrete(SC) walls subjected to explosive blast loads were carried out. Various approaches to assess the blast response were reviewed, such as static method, equivalent SDOF method, explicit FE method, and computational fluid-dynamic method. Finally, preliminary blast response evaluation of SC walls were performed using equivalent SDOF method.

이 연구에서는 SC 전단벽의 전단 연결재인 스터드의 배치와 형상이 SC 전단벽의 거동에 미치는 영향을 살펴보기 위해 전단벽체가 반복의 전단하중을 받을 때의 거동을 해석적으로 검토하였다. 이를 위해 서로 다른 배치간격과 형상의 스터드가 배열된 SC 전단벽을 대상으로 유한요소해석을 수행하였다. 그 결과, 하중-변위이력곡선으로부터 스켈레톤 곡선을 얻었고 스터드의 간격이 좁을수록 극한강도 및 항복강도가 크게 나타남을 확인했다. 또한, 일반 스터드 보다 경사부재가 있는 경사 스터드의 강도가 더 크게 나타났고 강성비가 줄어들수록 감쇠비가 증가함을 확인했다. 최종적으로 스터드의 간격이 좁을수록 누적손상에너지가 크게 나타나며 내진성능이 우수함을 확인하였다.

This study analytically reviewed the dissipated energy and ductility of Steel Plate Concrete (SC) walls subjected to cyclic shear forces to investigate the effects of shape and arrangement spacing of studs on the design of SC walls. As the decrease of stud spacings, the cumulative dissipate energy was increased and the seismic performance was improved. Under the same cumulative dissipate energy, the ductility was increased as the increase of stud spacings and the influences with stud type was insignificant.

This study analytically reviewed the behavior of Steel Plate Concrete(SC) walls subjected to combined loads of axial force, flexural moment, and shear force to investigate the effects of shape and arrangement spacing of studs on the behavior of SC walls. To perform it, 9 cases of finite element analyses considering the different shape and spacing of studs in SC wall were carried out. The results showed that, for SC walls combined steel plate and concrete according to the Design Code, the compressive strength is higher than the tensile strength. Compared results from the finite element analyses of SC walls subjected to combined loads with Design Code showed that all cases were higher than the design strength. For KEPIC SNG, the moment and shear force were not influenced by the axial force of 0.1 to 0.2 times axial strength, however, from the analyses, it was found that the values were decreased as the axial force is increased.

This study analytically reviewed the behavior of Steel Plate Concrete(SC) walls subjected to cyclic shear forces to investigate the effects of shape and arrangement spacing of studs on the design of SC walls. The shape of the stud did not affect the shear behavior of SC wall but, the spacing influenced to its composite action.

이 연구에서는 SC 전단벽의 전단 연결재인 스터드의 배치와 형상이 SC 전단벽의 거동에 미치는 영향을 살펴보기 위해 전단벽체가 전단력과 축하중을 받을 때의 거동을 해석적으로 검토하였다. 이를 위해 서로 다른 형상과 배열의 스터드가 배열된 SC 전단벽을 대상으로 유한요소해석을 수행하였다. 스터드의 간격이 과하게 떨어져 있을 경우 합성거동이 완벽하게 작용하지 못하며 강판이 설계곡선의 2차 항복 전단력 보다 적은 하중에서 항복함을 확인하였다. 스터드의 형상은 일반형 스터드뿐만 아니라 개선된 경사형 스터드도 전단거동에 큰 차이를 나타내지 않았고, 스터드의 간격이 합성거동에 영향을 미침을 확인하였다. 또한 이 연구를 통하여 경사형 스터드가 일반형 스터드에 비해 좌굴을 제어하는데 효과가 있음을 확인하였다.

This study reviewed analytically the behavior of Steel Plate Concrete(SC) walls subjected to shear forces to investigate the effects of shape and arrangement spacing of studs on the design of SC walls. The results showed that the steel plate was yielded at the lower load than the second yielding shear force of the design skeleton curve when the spacing of stud is excessively far from each other. It is also found that the shape of the stud did not affect the shear behavior of SC wall, however, the spacing influenced to its composite action.

This study reviewed analytically the behavior of Steel Plate Concrete(SC) walls subjected to axial forces to investigate the effects of shape and arrangement spacing of studs on the design of SC walls. In this study, it was proven that the inclined shaped stud resists more effectively to the bucking load than the general shaped stud in SC wall.

본 연구에서는 휨모멘트를 받는 SC 벽체 스터드의 성능을 최적화시키기 위해 비선형 유한요소법을 사용한 해석적 연구를 수행하였다.SC 벽체에 대한 유한요소모형에서는 접촉, 연결, 그리고 재료에 대한 비선형성을 고려하였다. 그리고 해석모형의 검증을 위해 선행된 실내실험을 모사하여 계측결과와 해석결과를 비교하였고, 제안된 해석방법의 타당성을 검증하였다. 문헌조사를 통해 해석 대상물의 크기를 결정하였고, 다양한 스터드의 형식과 배치간격을 고려한 해석을 수행하였다. 또한, KEPIC SNG를 만족하는지에 대한 추가적인 검토를 수행하였다. 최종적으로 수치해석과 기준의 검토를 통하여 개선된 스터드의 최적 형식 및 배치안을 제시하였다.