ML20132C051: Difference between revisions

From kanterella
Jump to navigation Jump to search
(StriderTol Bot change)
(StriderTol Bot change)
 
Line 17: Line 17:


=Text=
=Text=
{{#Wiki_filter:_ ..                 . . . _ . . . . . . . _            ,    . . .        _ . . . _ . . . .            . . _ . . . . . . . . . . _ . _ . _ .                  _ _ . . _ . .          . . _ .    .
{{#Wiki_filter:_..
,          e               s                                                                                                                                       /
/
Attachment 3 8
e s
1 UCID. 20482 4
8 UCID. 20482 1
4 1
4 4
4 TECHNICAL EVALUATION REPORT FOR DIRECT GENERATION OF FLOOR SPECTRUM FOR LONG TERM SERVICE SEISMIC REEVALUATION: SAN ONOFRE NUCLEAR GENERATING STATION UNIT 1 N. C. Tsai*
1 4
TECHNICAL EVALUATION REPORT FOR DIRECT GENERATION OF FLOOR SPECTRUM FOR LONG TERM SERVICE SEISMIC REEVALUATION: SAN ONOFRE NUCLEAR GENERATING STATION UNIT 1 N. C. Tsai*
L. C. Shieh J
L. C. Shieh J
4
4 June 1985
              -                                                                                        June 1985
~~..
          ~~. .;                                ,
,..:. ' '. y.'
                                ,. .: . ' ' . y .'
.,y(W...
                                                                                                                ..D,*
, * ',.;. ' ", " Ein. q :r, : d,,.
                                                                                                                ~
..D,*
: d,,. y p '-'' .,y(W.                 ..
~
                                                        , * ', .; . ' " , ~'
4,'
                                                                          " Ein
D
                                                                              ? :J. .qQ'         :r,{l1'{g'
~' ? :J. Q' {l1'{g' y p '-''
          +-                   <
,,:' k-:4-t g
                                    , ,:' k-:4-t
l
                                          +         *  +                                                                   . 4 ,'                                                D g l
+-
                                                                                    .    .. .                                              +
+
2r* r? MW'd%                                                                                       ~st .                                         R      \g 4.*jh7%6:%A
+
                                                                                                                                    ?
+
4gcW.;le~g&w db                                        f lN$'lOG,;;'GYGf4kM%}fp*~.f e.g ggt;awahyw:Wie[piWu%emi:rd Ae                                                     m era 9m                 cWe.4P      5M&makse                                  >+%+*$.9t'4M                                  s             ,
2r* r? MW'd%
O                       <
lN$'lOG,;;'GYGf4kM%}fp*~.f cWe.4P 4.*jh7%6: A >+%+*$.9t'4M W.;le~g&w,
                                                                                                                                                                ~
4g
4     p 4
\\g
          ?l$$$$,
~st.
e  _ A%?x.,Mv2Lyykiswm              % % & w[2._mM.L&           5$,b$_1%KM8VU                 M+wwegkm My*w %p-                        94 s ;                                                   a 4w "- m<; +,       -
R e.g ggt;awahyw:Wie[piWu%emi:rd 5M&makse db f
                'IMs is as leformal report latended primarily fee laternal se limited external distri-                                   '
?
3$^                                             gw s <
Ae m era 9m c
betion.The epialons and caeclesions stated are those of the nothee and may se may                                                                                                    i mot be those of the Laboentory.
s O
4 p
?l$$$$, % % & w[2._mM.L& M+wwegkm My*w %p-
~
4 5$,b$_1%KM8VU e _ A%?x.,Mv2Lyykiswm 94 s ;
a 4w "- m<; +,
'IMs is as leformal report latended primarily fee laternal se limited external distri-3$^
gw s <
Yg4
Yg4
* Tf' , 9
* Tf', 9 i
                                                                                                                                                    ,              .                         se n This worL was supported by the Ushed States Neclear Regulatory Commission en-                                                     Yf p* / ' ' ' .rcsy.                   f;[?y 3,
betion.The epialons and caeclesions stated are those of the nothee and may se may This worL was supported by the Ushed States Neclear Regulatory Commission en-Yf p* / ' ' '.rcsy.
                                                                                                                                                                                      . . C' idi, Qi der a Memornadem of Understanding with the United States Departament of Energ).                                                       .,g "g Q[?;"'               grM,
f;[?y 3, mot be those of the Laboentory.
                                                                                                                                                            '*[eg .               'i.sjff" J W]"
se n Qi
.. C' der a Memornadem of Understanding with the United States Departament of Energ).
.,gidi, "g [?;"'
: grM, Q
'*[eg.
'i.sjff" J W]"
lifhghfiP
lifhghfiP
                                                                                      ~
~
l 8509260398 850919
8509260398 850919 l
,                                        PDR         ADOCK 05000206
PDR ADOCK 05000206 l
* P                             PDR l
P PDR


                                                                                            - -          -~.    -.-              .-_ .- ..
-~.
l i
i e
e TECHNICAL EVALUATION REPORT FOR DIRECT ENERATION OF FLOOR SPECTRUM FOR LONG TERM SERVICE SEISMIC R.~. EVALUATION i
TECHNICAL EVALUATION REPORT FOR DIRECT ENERATION OF FLOOR SPECTRUM FOR LONG TERM SERVICE SEISMIC R.~. EVALUATION i
SAN ONOFRE NUCLEAR ENERATING STATION UNIT 1                                                                     .
SAN ONOFRE NUCLEAR ENERATING STATION UNIT 1 By j
By j                                                                                         N. C. Tsai L. C. Shich I
N. C. Tsai L. C. Shich I
i
i Prepared for
\
\\
Prepared for The U.S. Nuclear Regulatory Commission i
The U.S. Nuclear Regulatory Commission i
                                    . - . . - . , ,      _                            _  _-.-__.m   _    . -    ,- ,  _y,_..___.-.   -  .- . . . , . - - -
_-.-__.m
_y,_..___.-.


==1.0 INTRODUCTION==
==1.0 INTRODUCTION==
 
I 1.1 'Backgrocnd In mid 1982, the San C.7ofra Nuclear Generating Station Unit 1 (S'ONGS 1) was shut down for upgrading of safety-related structures, systems and components t
I 1.1 'Backgrocnd                                                                   _
to resist seismic loadings developed for the SONGS 1 seismic reevaluation. In 1984, the plant was allowed to return to service for the refueling cycle,,
In mid 1982, the San C.7ofra Nuclear Generating Station Unit 1 (S'ONGS 1) was shut down for upgrading of safety-related structures, systems and components t
1 j
to resist seismic loadings developed for the SONGS 1 seismic reevaluation. In 1984, the plant was allowed to return to service for the refueling cycle, ,
during which further upgrading was to be planned and prepared for by the '
* 1 j                           during which further upgrading was to be planned and prepared for by the '
licensee. In a meeting with the U.S. Nuclear Regulatory Commission (NRC) staff on February 12, 1985 (Ref. 1), and through a {{letter dated|date=March 12, 1985|text=letter dated March 12, 1985}} (Ref. 2), the licensee (Southern California Edison Ccspany) presented their proposed criteria and analysis methodology for.the Long Ters Service (LTS) f upgrading to ensure adequate seismic design margins for those safety-related structures, systems and components in the plant. A technical evaluation of
licensee. In a meeting with the U.S. Nuclear Regulatory Commission (NRC) staff on February 12, 1985 (Ref. 1), and through a {{letter dated|date=March 12, 1985|text=letter dated March 12, 1985}}
[
        -                      (Ref. 2), the licensee (Southern California Edison Ccspany) presented their proposed criteria and analysis methodology for.the Long Ters Service (LTS) f                           upgrading to ensure adequate seismic design margins for those safety-related structures, systems and components in the plant. A technical evaluation of                     .
the licensee's proposed plans is needed in order for the NRC to reach a l
[                             the licensee's proposed plans is needed in order for the NRC to reach a decision regarding approval of the Full Ters Operating license for the plant.
decision regarding approval of the Full Ters Operating license for the plant.
l l
l I
I Assessments of the technical adequacy of the licensee's proposed LTS criteria
Assessments of the technical adequacy of the licensee's proposed LTS criteria and analysis methodologies are given in the following three _ areas 1.
  .                            and analysis methodologies are given in the following three _ areas 1
Soil-structure interaction analysis.
: 1.        Soil-structure interaction analysis.
1
  ?
?
                            ~
I 2.
I                                   2.       Direct generation of floor response spectra accounting for the interaction effect between the supporting structure and piping                   j systems considered in the spectrum generation, and the application of the generated floor spectra to the response analysis of a secondary system within the supporting structure with the response spectrum method of analysis.
Direct generation of floor response spectra accounting for the
3         Modal and directional response combinations for the response analysis of the secondary system with the response spectrum method of analysis.
~
interaction effect between the supporting structure and piping j
systems considered in the spectrum generation, and the application of the generated floor spectra to the response analysis of a secondary system within the supporting structure with the response spectrum method of analysis.
3 Modal and directional response combinations for the response analysis of the secondary system with the response spectrum method of analysis.
l l
l l


                                                                                            - - - . -.            .  - .-_      _    -  _ ~ , ~ . -
_ ~, ~. -
1.2 Criteria of Review i
1.2 Criteria of Review i
1 SONGS 't is one of the NRC designated Systematic Evaluation Prograp (SEP)                                         l plants which was not designed to current codes, standards and NRC require-               ,
1 SONGS 't is one of the NRC designated Systematic Evaluation Prograp (SEP) plants which was not designed to current codes, standards and NRC require-sents. It is therefore necessary to perform "more realistic" or "bept estimate" assessments of the seismic capacity of the facility and to consider any conservatism associated with the existing design.. For the purpose of the SEP plant seismic review, the NRC developed a set of review criteria and guidelines, as follows:
sents. It is therefore necessary to perform "more realistic" or "bept estimate" assessments of the seismic capacity of the facility and to consider any conservatism associated with the existing design. . For the purpose of the SEP plant seismic review, the NRC developed a set of review criteria and guidelines, as follows:
a.
: a.                     NUREG/CR-0098 " Development of Criteria for Seismic Review of
NUREG/CR-0098 " Development of Criteria for Seismic Review of Selected Nuclear Power Plants," by N. M. Newmark and W. J. Hall, May, 1978.
              -                                                  Selected Nuclear Power Plants," by N. M. Newmark and W. J. Hall, May, 1978.
b.
: b.                     "SEP Ouidelines for Soil-Structure Interaction Review," by SEP Senior Seismic Review Team December 8,1980.
"SEP Ouidelines for Soil-Structure Interaction Review," by SEP Senior Seismic Review Team December 8,1980.
: c.                     Letter from W. Paulson, NRC, to R. Dietch, SCE, " Systematic                       ,
c.
Evaluation Program Position Re: Consideration of Inelastic Response Using NRC NUREG/CR-0098 Ductility Factor Approach," June 23, 1982.
Letter from W. Paulson, NRC, to R. Dietch, SCE, " Systematic Evaluation Program Position Re: Consideration of Inelastic Response Using NRC NUREG/CR-0098 Ductility Factor Approach," June 23, 1982.
: d.                     Letter from W. Paulson, NRC, to R. Dietch, SCE, "SEP Topic III-6.
d.
Letter from W. Paulson, NRC, to R. Dietch, SCE, "SEP Topic III-6.
Seismic Design Considerations Staff Guidelines for Seismic Evaluation Criteria for the SEP Group II Plants," July 26, 1982.
Seismic Design Considerations Staff Guidelines for Seismic Evaluation Criteria for the SEP Group II Plants," July 26, 1982.
: e.                       (Revision of Criteria (d) above, to be issued.) For cases that are not specifically covered by the above criteria, the following SRP sections and Regulatory Guides are used as the basis for our review:
e.
: 1. Standard Review Plan, Sections 2.5, 3.7 and 3 8, 3 9 and 3.10.
(Revision of Criteria (d) above, to be issued.) For cases that are not specifically covered by the above criteria, the following SRP sections and Regulatory Guides are used as the basis for our review:
: 2. Regulatory Guides 1.26, .29, 1.60, 1.92, 1.100, and 1.122.
1.
1 3-                                       l
Standard Review Plan, Sections 2.5, 3.7 and 3 8, 3 9 and 3.10.
  . _ , _ _ . - - , , _ , - , _ .           _ . , _ - _ _ , . - _ , .       __m,     , _ - . . . . , , _ _
2.
Regulatory Guides 1.26,.29, 1.60, 1.92, 1.100, and 1.122.
3-
: __m,
-r e___. _, _ _.. _ _., _, _,.. _, _..,., _ _ -. _ _ _ _ _ _ _ _. _, _. _. _,,,.,. - _ _, -. ~ _
o
.._m,.


a.._.-._               . . ~ _ _ . . _ . .             __ _ __ .  . .._ _ _            . _ _ _ .  . . .      . _ . - . ~
a.._.-._
f In the event that the licensee's proposed methodology and criteria deviate from the aforementioned review criteria and guidelines, we have reviewed, based on our experience and best engineering judgment, the justifications l                 presented by the licensee. We recognize that plant specific deviations on a             ,
.. ~ _ _.. _..
case-by-case basis may be necessary and may be found acceptable so long as they reasonably meet the intents of the SEP review guidelines.
. _. -. ~
l                 This technical evaluation report (TER) presents our conclusions on the technical adequacy of the methodology proposed by the licensee for direct generation of floor response spectra.                     Our assessment is accomplished by
f In the event that the licensee's proposed methodology and criteria deviate from the aforementioned review criteria and guidelines, we have reviewed, based on our experience and best engineering judgment, the justifications l
                ' reviewing thr' pertinent theory, methodologies, computer codes, and the licensee's planned applications to SONGS 1 LTS seismic reevaluation. To help
presented by the licensee. We recognize that plant specific deviations on a case-by-case basis may be necessary and may be found acceptable so long as they reasonably meet the intents of the SEP review guidelines.
;                  substantiate our assessment, we also designed a test problem that compares the solution from the licensee's proposed methodology with the solution from the j                 acceptable methodology.
l This technical evaluation report (TER) presents our conclusions on the technical adequacy of the methodology proposed by the licensee for direct generation of floor response spectra.
i Section 2.0 discusses the licensee's proposed methodology and associated l                 computer codes. Section 3 0 describes the test problem and results of the
Our assessment is accomplished by
!                  comparison between the proposed and the independent methodologies. Section l                 4.0 presents our conclusions. Details of the test problem and analysis results are provided in Appendix A.                     Additional analysis results from Impell
' ' reviewing thr' pertinent theory, methodologies, computer codes, and the licensee's planned applications to SONGS 1 LTS seismic reevaluation. To help substantiate our assessment, we also designed a test problem that compares the solution from the licensee's proposed methodology with the solution from the j
!                  Corporation are included in Appendix B.
acceptable methodology.
i Section 2.0 discusses the licensee's proposed methodology and associated l
computer codes. Section 3 0 describes the test problem and results of the comparison between the proposed and the independent methodologies. Section l
4.0 presents our conclusions. Details of the test problem and analysis results are provided in Appendix A.
Additional analysis results from Impell Corporation are included in Appendix B.
3 i
3 i
* j                 2.0 DISCUSSION OF LICENSEE'S PROPOSED METHODOLOGY e                                                                                      =
j 2.0 DISCUSSION OF LICENSEE'S PROPOSED METHODOLOGY
i -
=
e i
I The licensee has proposed to utilize the direct generation technique, which is implemented in the computer, code FLORA (Ref. 3), to calculate the floor response spectra directly from ground response spectra.
I The licensee has proposed to utilize the direct generation technique, which is implemented in the computer, code FLORA (Ref. 3), to calculate the floor response spectra directly from ground response spectra.
The technique computes the maximum response of a light one-degree-of-freedom subsystem attached to a supporting structure having N degrees of freedom. The subsystem has an effective mass equal to EM. Given the modal properties of the supporting structure, FLORA determines the frequencies of the N+1 degree-of-freedom composite structure with the perturbation theory. It then directly determines the maximum response of the subsystem with a response spectrum
The technique computes the maximum response of a light one-degree-of-freedom subsystem attached to a supporting structure having N degrees of freedom. The subsystem has an effective mass equal to EM.
                                                                          -g-
Given the modal properties of the supporting structure, FLORA determines the frequencies of the N+1 degree-of-freedom composite structure with the perturbation theory. It then directly determines the maximum response of the subsystem with a response spectrum
-g-


a,                   .
a, i
i i
i i
i                      method of analysis of the composite system subject to the given ground
method of analysis of the composite system subject to the given ground response spectrum. The combination of the modal responses for the structure-piping system considers the correlation between modes that are analytically derived assuming the ground motion to be a certain random actiort. For EM-0, 1.e., a massless subsystem, the generated floor response spectrum has the same j
:                      response spectrum. The combination of the modal responses for the structure-piping system considers the correlation between modes that are analytically derived assuming the ground motion to be a certain random actiort. For EM-0, j                      1.e., a massless subsystem, the generated floor response spectrum has the same
significance as the floor response spectrum conventionally generated from a time history analysis of the supporting structure. For a non-zero EM, the I
:                      significance as the floor response spectrum conventionally generated from a                         ;
generated floor response spectrum includes the interaction effect between the
time history analysis of the supporting structure. For a non-zero EM, the I                     generated floor response spectrum includes the interaction effect between the subsystem and structure systems.
~
~
subsystem and structure systems.
1 k
1 k
i The methodology on which FLORA is based was first developed by Dr. Kiureghlan, et al. (Refs. 4 and 5), at the University of California, Berkeley. For application to the analysis of a piping systes, the determination of the i                       subsystem modal mass is discussed in Ref. 6.
i The methodology on which FLORA is based was first developed by Dr. Kiureghlan, et al. (Refs. 4 and 5), at the University of California, Berkeley. For application to the analysis of a piping systes, the determination of the i
J In FLORA, two solution algorithms are available, namely, the wide-band and i                       narrow-band options. The wide-band option can be applied to any design ground spectrum similar to Regulatory Guide 1.60 spectra. If the input spectrum to f                       the system corresponds to a typical in-structure response spectrum having a
subsystem modal mass is discussed in Ref. 6.
!                      sharp peak, the narrow-band option is used. The wide-band solution is based                     -
J In FLORA, two solution algorithms are available, namely, the wide-band and i
y on the assumption that the input motion is a white noise, which is an I                  -    idealized random motion containing all frequencies having equal Fourier l                       amplitude. That is, the power. spectral density (PSD) function of the
narrow-band options. The wide-band option can be applied to any design ground spectrum similar to Regulatory Guide 1.60 spectra. If the input spectrum to f
!                        idealized white noise is a constant for all frequencies. This assumption
the system corresponds to a typical in-structure response spectrum having a sharp peak, the narrow-band option is used. The wide-band solution is based y
;                        greatly staplifies the analytical derivation. The narrow-band solution technique considers the actual PSD function of the input motion, which is f-                      usually a banded function centering about the dominant frequency of the input j
on the assumption that the input motion is a white noise, which is an idealized random motion containing all frequencies having equal Fourier I
!                        notion. It requires more sophisticated analytical derivations and, hence, appears more attractive from the technical point of view. According to the examples given in Ref. 3, the generated spectrum from the wide-band solution is usually more conservative than that from the narrow-band solution around f
l amplitude. That is, the power. spectral density (PSD) function of the idealized white noise is a constant for all frequencies. This assumption greatly staplifies the analytical derivation. The narrow-band solution f-technique considers the actual PSD function of the input motion, which is j
l                        the floor spectrum peaks.                                                             ,
usually a banded function centering about the dominant frequency of the input notion. It requires more sophisticated analytical derivations and, hence, appears more attractive from the technical point of view. According to the examples given in Ref. 3, the generated spectrum from the wide-band solution f
is usually more conservative than that from the narrow-band solution around l
the floor spectrum peaks.
i
i


30 TEST PROBLEM 1
30 TEST PROBLEM 1
i 31     Description                                                                   ,
i 31 Description The test problem is to help assess the acceptability of the floor spectrue generated by the FLORA code for specified values of EH. To do this, we perform a time history analysis of the N+1 degree-of-freedom composite structure, and compare the maximum response of the single-degree-of-freedom secondary system with the FLORA wide-band solution. The time history technique is acceptable to the NRC.
The test problem is to help assess the acceptability of the floor spectrue generated by the FLORA code for specified values of EH. To do this, we perform a time history analysis of the N+1 degree-of-freedom composite structure, and compare the maximum response of the single-degree-of-freedom secondary system with the FLORA wide-band solution. The time history technique is acceptable to the NRC.
The structural model used for direct floor response spectrum generation is an
  ~
~
The structural model used for direct floor response spectrum generation is an eleven-mass structure on a fixed base as shown in Fig.1. A detailed description of the problem is in Appendix A. The licensee is required to calculate the 25 damping response spectra at two elevations (Nodes 11 and 4) directly from the ground response spectra given to the licensee. For each location, spectra are generated for three effective masses, hamely, EM 0, 50
eleven-mass structure on a fixed base as shown in Fig.1. A detailed description of the problem is in Appendix A.
          . kips and 250 kips. NCT Engineering calculates the corresponding spectra using the time history analysis.
The licensee is required to calculate the 25 damping response spectra at two elevations (Nodes 11 and 4) directly from the ground response spectra given to the licensee. For each location, spectra are generated for three effective masses, hamely, EM 0, 50
                                      ~
. kips and 250 kips. NCT Engineering calculates the corresponding spectra using the time history analysis.
32 Results Figures 2 and 3 compare the FLORA generated floor response spectra with the                     .
~
corresponding time history analysis results. For EM 50 and 250 kips, the time history solution was calculated only at three frequencies, namely, 5.00, 5.26
32 Results Figures 2 and 3 compare the FLORA generated floor response spectra with the corresponding time history analysis results. For EM 50 and 250 kips, the time history solution was calculated only at three frequencies, namely, 5.00, 5.26 and 16.2 Hz, because the spectrum is not as sensitive to the value of EM at frequencies other than the dominant structure frequencies as evidenced in Figs. 2 and 3 For the dominant spectrum peak around the first structure mode, the licensee solutions (Ref. 7) do not always occur at the same frequency as the time history solution. The slight discrepancy in peak frequency, however, is immaterial in applications due to the fact that the spectrum peaks must be broadened prior to piping analysis. Therefore..it is sufficient to compare the spectrum peak values between the two solutions. For the dominant spectrum peak, the FLORA solution based on the wide-band technique differs from tne time history solution by 35 -15 and -15 for EM-0, 50 and 250 kips, respectively, at Node 11, and by 05, 55, and 85 at Node 4. -
_            and 16.2 Hz, because the spectrum is not as sensitive to the value of EM at frequencies other than the dominant structure frequencies as evidenced in Figs. 2 and 3               For the dominant spectrum peak around the first structure mode, the licensee solutions (Ref. 7) do not always occur at the same frequency as the time history solution. The slight discrepancy in peak frequency, however, is immaterial in applications due to the fact that the spectrum peaks must be broadened prior to piping analysis. Therefore. .it is sufficient to compare the spectrum peak values between the two solutions. For the dominant spectrum peak, the FLORA solution based on the wide-band technique differs from tne time history solution by 35 -15 and -15 for EM-0, 50 and 250 kips, respectively, at Node 11, and by 05, 55, and 85 at Node 4.


          . --        - . . = - .     -..a     .
-.. = -.
                                                  . . . - - . . .      ~u       . .. . .a a --                         .  ~_ w w..           . .. u ,e l
-..a
l i
~u
I In other words, for EM-0, the FLORA spectrum is in close agreement with the time history solution throughout the entire frequency range.                                           For non-zero EM
.....a a --
!                values, the FLORA solution is, on the average, slightly more ognservative than                                                             i the time history solution.
~_ w w..
... u,e l
l I
i In other words, for EM-0, the FLORA spectrum is in close agreement with the time history solution throughout the entire frequency range.
For non-zero EM values, the FLORA solution is, on the average, slightly more ognservative than i
the time history solution.
l
l


==4.0 CONCLUSION==
==4.0 CONCLUSION==
S i
S i
4 i               Based on our review of the theory and the results from the test problem, we 1
4 i
i               conclude that the FLORA direct spectrum generation, including the effect of l
Based on our review of the theory and the results from the test problem, we 1
i conclude that the FLORA direct spectrum generation, including the effect of l
secondary mass coupling, is sufficient for applications to the SONGS 1 LTS i
secondary mass coupling, is sufficient for applications to the SONGS 1 LTS i
  -            seismic reevaluation provided that the wide-band solution technique in FLORA t                is N ed.
seismic reevaluation provided that the wide-band solution technique in FLORA is N ed.
i 1
t i
I
1 I
;                5.0 ACKNOWLEDGEMENTS The authors wish to thank Dr. M. S. Yang and Mr. W. L. Wong, both of NCT l
5.0 ACKNOWLEDGEMENTS l
i                Engineering, for their contributions to this TER. They participated in i                 generating the NCT portion of the test problem results and in preparing the draft report. In addition, Dr. Yang assisted in reviewing the licensee's proposed , methodology.
The authors wish to thank Dr. M. S. Yang and Mr. W. L. Wong, both of NCT i
f                
Engineering, for their contributions to this TER. They participated in i
generating the NCT portion of the test problem results and in preparing the draft report. In addition, Dr. Yang assisted in reviewing the licensee's proposed, methodology.
f


==6.0 REFERENCES==
==6.0 REFERENCES==
 
1."
1."   Memorandum, E. McKenna to C. I. Grimes, NRC, dated February 12, 1985.
Memorandum, E. McKenna to C. I. Grimes, NRC, dated February 12, 1985.
i l
i l
i               2. Letter from M. Medford, SCE, to J. A. Zwolinski, NRC, dated i                       March 12, 1985.
i 2.
3   Letter from M. Medford, SCE, to J. A. Zwolinski, NRC, dated
Letter from M. Medford, SCE, to J. A. Zwolinski, NRC, dated i
!                      March 29,1985.
March 12, 1985.
3 Letter from M. Medford, SCE, to J. A. Zwolinski, NRC, dated March 29,1985.
7_
7_
: 4.           Der Kiureghian, A., Sackman, J. L., and Nour-Omid, B., " Dynamic Response                                                                 ;
~e-
of Light Equipment in Structures". Report No. UCB/EERC-81/05, Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, t
=-e
California, April 1981.                                                                                              .
,r
5             . Der Kiureghian, A., " Structural Response to Stationary Excitation",
-,m----
Journal of the Engirieering Mechanics Division, ASCE, Vol.106, No. EM6, Proc. Paper 15898, December 1980, pp. 1195-1213
 
: 6.             N. C. Tsai, L. C. Shieh, " Technical Evaluation Report for MLRS Piping Response Analysis Technique for Long Ters Service Seismic Evaluation",
4.
Der Kiureghian, A., Sackman, J.
L.,
and Nour-Omid, B., " Dynamic Response of Light Equipment in Structures". Report No. UCB/EERC-81/05, Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, t
California, April 1981.
5
. Der Kiureghian, A., " Structural Response to Stationary Excitation",
Journal of the Engirieering Mechanics Division, ASCE, Vol.106, No. EM6, Proc. Paper 15898, December 1980, pp. 1195-1213 6.
N. C. Tsai, L. C. Shieh, " Technical Evaluation Report for MLRS Piping Response Analysis Technique for Long Ters Service Seismic Evaluation",
Lawrence Livermore National Laboratory Liversore, California, UCID-t June, 1985.
Lawrence Livermore National Laboratory Liversore, California, UCID-t June, 1985.
: 7.            Letter from M. Medford, SCE, to J. A. Zwolinski, NRC, " Docket No. 50-206,                                                             ,
Letter from M. Medford, SCE, to J. A. Zwolinski, NRC, " Docket No. 50-206, 7.
SEP Topic III-6 Seismic Design Considerations, Long-Ters Seismic Criteria and Methodology, SONGS 1", dated June 4,1985.
SEP Topic III-6 Seismic Design Considerations, Long-Ters Seismic Criteria and Methodology, SONGS 1", dated June 4,1985.
6 e
6 e
e 0
e 0
8-
8-m
___.___.____m          _ _ _ -                              - - - - - - .
,_w
                                                                                - - - . - - ,_w       . . . - , . .        ._-                  _        _    _ , - -


4 I
4 I
w d
w d
i 1
i 1
                                                                                                              -                                                        a q, u           EL. **7
a q, u EL. **7 EL. fit.5, qi p qi 3 f t. (IV.t&
                                                                  @ qi        p EL. fit.5,
( pg EL. 185 3 l
                                                                  @ qi       3         f t. (IV.t&
EL. IW3 I.
!                                                                        ( pg           EL. 185 3                   -
g l7 i
l                                                                  @                      EL. IW3 I.
m 9
g l7 i                                                                   m 9
i q,g EL. 12 3.3 j
i
q, g EL. s e3.3'
;.                                                                        q ,g   .      EL. 12 3.3                 ;                                          .
=
                                                                    @        ,g         EL. s e3.3' j                                                        .
c<.,,.
q
.3 I
                                                        =
t >s t L.
!                                                                    @ , ,,              c<.,,.   .3 I                                                                           t >s         t L. 43.5 i
43.5 i
J                                                                   $." (p t            EL. 47.9, a
a J
3
EL. 47.9, (p t 3
                                                                      @ (p                                         !
.l (p
E L. 23 s'
E L.
.l                                                                                                                                        '
23 s' I
I h
h EL.
                                                                    < < < i < in u EL. o e
o
FIGURE 1.         The Supporting Structure i
< < < i < in u e
FIGURE 1.
The Supporting Structure i
i l
i l
9
9
                                                                /                                                                     .      _    _ _          _ _
/


                  .          -          - , . . ..                                  . . . . . . ..                              ~                                 - .~.-.                                                                _ . .                                                    . . - . . . .
~
e               e                 .                                                                                                                                                                                                                          .                      .
-.~.-.
                        ,=                                                                                                                                                                          ....,,.4-.-w..-~*--                                                  +-
e e
....,,.4-.-w..-~*--
JLi M::
JLi M::
                                                                                                                                                                                        .-                     .. _ - , . _7...
+-
                                                                                                                                                                                                                                                                                      -.A.+
,=
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                -    g-,-              ,
. g-,-
4 --                                                                                                                                                                                                     ..
.. _ -,. _7...
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          =.             A.,a-+...                                                 s..-               ....
-.A.+
3       .                                    .-                                                                                                                                                      . ..                                                                                                                                                            . .      _ . .
4 --
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        -            . -... ..a.
=.
A.,a-+...
s..-
3
. -..a.
p.
p.
5                                 ,
J 5
J                        ,
i I
E.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      I                                            m                       -    3 N
m 3
i                                                                      .                                                                           i 1                                   6   i       i                                         !                  I           i l                                     i                         i                           i                         I                   I I .                                                 T                     X I            .                                                            I                                                                                                      ' Y                 I                                     'I                             -                        I     JT* '
E.
                            ,                                        i            I                                               .            .          1 i                e                   t                                                       **                        .                                                        I               I . W                                           ,
i 1
4                                             i
6 i
                                                                                            ,              ,                t 6               I           i i                 I                   e                                                 i I 6               ,    ie                         i         1                         .                i   MI              4 i       n                                                      l          $ I                e                                                      I                    '              i                         9                           4 I                             t     .I                           l                           5
i I
* 3         e                 .          . .                    I               l             t         e                                           ! ii                                 f r                       t I                         !          i                    i l                                 4?                         3d             !              ..
i l i
4            , . ,          i ; a >               ;              ;                      i                                           .t;,                                 i s .                      .
i i
                                                                                                                                                                                                                                                                            '.,                            -          ;                        #t
I I I.
* w.                                    N
T X
: 4.        , es.                                       e I             i! l                               .I               '
N
Ii               i         I6t                             '          !                    t81                   II                 M*
' Y I
Ie i i                                1 i n          .      >;      .              I6'e                                   '
'I I
e*                             *e*                                 !*                        ' al'                           s*                         - '        '                ei                       8'                 M                             o 9
JT* '
                        . m_ --s .1 h_.r.F. . . . . 5i. .; _,; _.H_. _i . m_ _.:._L . :f=L .. _. .'
I I
                                                                                        ._                                  .                                            * - =.                     . ., :.'.ia. L : .        .
e t
                                                                                                                                                                                                                                              ._,7 - '. 1' ' 2. ' = i. l '. F. -W -ic a . 6-2 z. 3i' t.
I I. W i
L
I 1 i MI 4
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      .r-:
t 6 I
4 . .: .. .: :. . -                .
i i I
                                                                    =_..z.=..:. .:.-r c. :-s                                                         u. ,.:. ...                                . r. ; c :: -                                   .2...>.-.:....         . ,, .                            : =.. . v=
e i I 6 ie i
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                .:- - : . r. 3, .m
1 i
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                ~v3
4 i
                                                                                                                                                                                                                .. . . . _ - ... .,L. "- _ . ' .".-                                                              . . " " - ' . ' *..*--......
i 9
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            %. 3 . 4.
4 I t
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            ,_ ."h l%
.I l
T                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        _                                e.
5 i
                                                                                                                                                                                        .. ~_ . _ . .....4
l
                                                .. . ~
$ I I
                    ."-.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               O Z..                                                                                                                  4.... ....... . . - . .
n e
                                        .                                                                                                                                .                                                                                            1
3 e
                                                                                                                                                                                                                                          ,y..                                                         ._
I l
                                                                                                                                        .                                                                                    .                    p.,                           _ .. _ _ . . .                                        . .                                                   ..
t e
                                                                                                                                                                                                    . . . , .-                              ... ,. -. ' . .. . - - - - . .... ..                                                                                _ . . .. . . . . .. .                                O
! ii f r t I i l 4 ?
                                                                                                                                                                                                                                                                                      -.                                                                                            .L f.-                                                                      ..7
3d i
_ . - .-.   . . . . .. E
#t
                        . ..~. . .. .-..T.                  . . . . _ ._.                                                            a_--...                                                                                                          .-.V.                                                -.                                                                                      ..
* w.
                                                                                                                                                                          . .__. .- .. _.. ... .".'3                                   .
N i ; a >
                                                                                                                                                                                                                                                ..-. .....,..                          .n.
i
                                                                                                              .. - ---1.- -                                                                                                                                                                                                                                                  . . . . . . . . -.
.t;,
                                                                                                                                                                          ~ . _ . _ ,                                                                               .4 .
i s.
                                                                                                                                                                                .....p.._.....
4 4.
_..4...                         .
, es.
                                                                                                                                                                          ,._....f,.
Ie i i e
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            ..p-.                             ...
1 I
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              .T..
i! l
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        =
. I Ii i
I6t t81 II M*
I6'e e*
*e*
' al' s*
ei 8'
M o
i n 9
7
-W -ic a. 6-2 z. 3i'
* - =. :.'.ia. L :.
._, - '. 1' ' 2. ' = i. l '. F.
_.H_. _i. m_ _.:._L. :f=L L
.r-:
t.
. m_ - s.1 h_.r.F..... 5i..; _,;
=_..z.=..:..:.-r c. :-s u.,.:
.... r. ; c :: -
.2...>.-.:....
: =... v=
. r. 3,.m 4..:...
~v3
."h
%. 3. 4.
T.-. -.....
L l%
e.
... ~_. _.
... ~
.....4 O
Z..
1
...,y..
4....
p.,
O f.-
.L
..7
..-.V.
a_--...
.. _.. _...".'3
...~......
E
.n
. -.T.
~. _. _,
.....p.._.....
.4.
--1. -.
.4.
=
,._....f,.
..p-.
I, t
I, t
                                                                  ._..__'. ~.                                                                               .    .                      ..     .. . - .
.T....
: r. *T . . ._.                                                 .                                         .-                                  .               .                          ..
.. r. *T..._.
                                                                                                                                                                                                          .T . .._.. ._-..,.1.....
._..__'. ~.
                                                                                                                                                                                                                                            . . . - . g. .. .. .. .. .._-, _                                                            - --_-.
_-..,.1.....
                          .                  _    .,      .                        %- -                                          .+                             ..
.T...
                                                                                                          ..                        4
.+
                                                                                                                                                                                                                                    . ..              . .-.    . W .-                     ..
g.
N.t0
N.
                                                                            .y
t0 4
                                                                                                              .-                      .--                                . . p..                        .
.. W.-
p               .                                      . .
.. p..
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              ..            p; u
p p;
p                                                                                                                                                                                                                                                                           .          .                                                          ,-            -                            --
.y p
                                                                                                                      ,                  l                                                                                                                                                                                                                                       .t                                       g
u l
                                                                                                                                                                                                                  . .                                                        . m-                   ..-                                                .
.t
E                      C
. m-g
                                                                                                                                                                                              ='-1 f
='-1 E
t                 I                                                                                                                       u 6
C t
      .-                                                          O             R                                                                                                             -
I f
u 6
.^
{.
O R
i -
i -
s_
s s_
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          **                .^
.g w
                                        .g                       w a
w.
: w.                                                                                                                                        ..-..
'o a
s
e e
{.
.O O
                                            'o                                   e                                                                                                                                                                                                                                                                                                     e O
e
O                    e           >.                                                                                             - ~ ~ " " * " ' * ' * ~
.~.g
                                                                                                                                                                                                                                                                .~.g W
- ~ ~ " " * " ' * ' * ~
                ..                          2                      L           w
W 2
                                                                  &            8                                 li.'.!t                                   -+                 : - s f 0 t ' .- . - H - ha-i .e . W i .:1 2-4 u .a.1                     - li-                         [
L w
8 li.'.!t
- +
: - s f 0 t '.-.
- H - ha-i.e.
W i.:1 2-4 u.a.1
- li-
[
g
* I-~455 ' i E.':3 d I4 8
*i i d.P.4
*! :-! d." ~ 'i - - N..''*!'.:.-
~
8 8
4 e.
o
...o.....
......6.
5.:
.. m...
a L
o 0
a e
a
............Q
,a s
o L
y
._{......
p
...-..a'._.
.. _................ l.._.-
gx o
g
g
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  - N..''*!'.:.-
~~
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    ~
9 to c
e.
y
8                    8 o
......I"""**.
O
***~.~p*..*.*..*
^ * * * ~ *
* C C
8.e
...y-..'
C t.e
**"..._4.
.O.4 W
-.. e e
a y
;.._.. ~. -t... :..
.t z. :.
:. t...c.: : a :a.,.
: e. e.
_ ~....
....::......... e..;.;. :....*....
U
.. - ' ~ ~ - ~ ~.._.. - - - -.... -
. _ -.. _.... f ~..
N s
w
. _.-...3...
, _ =. _._._
3
,c J
.g
.. 7 G
D s.
6....a.-
50 O
I t
4 g
~. - _
w U
gg, ag; l
1 4_.
~
to N
..o l
a C
ch
- l O
w o
3 e
l
.-.p--..
Q g
...l
. 4 -..
. 4-6.
-e M
4
4
* I-~455 ' i E.':3 d I4 8 *i i d.P.4 *! :-! d." ~ 'i -
._.._.p.....
                                                                                                                                                                                                                                                        ...o..                                                          ...6.
..o...
                    .,                        5.:                  a                                              ..      . ...  ..      . .      . . ...  ..    .
                                                                                                                                                                                                                                                        . ..        .            .. ..                      ...          .. m. . .
L                    o 0                                      -- . . , - . .                                        - - - . -
a                    e            a                              ..,,,
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    .. . . . . . .... .Q s                        o                    L          ,a y                        ,
                                                                                                                                                                                                      .-..a'._.
gx                  o            g                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      p
                                                                                                                              ._{... . . .    .
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      ... . . .. . l . ._.-                                                            . .
    ~~
9                        to                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          .
c            y                                    . . . . . .                                  .              . ..... -- ...                                              .. . . . . . . .                                                                                                                                                        O C                                                                                                                                                                  ^ * * * ~ * *                                          * **                                  ......I"""**.
C                                                  ***~.~p*..*.*..* **"..._4.
W            8.e
                                                                                                                        --.                                                                                                      ..              .-*...                      . . . .                                  ...y-..'                                                                    ..          .
                                                                                                                .--                                            -                          - .. e                                        .        .              ..,...                                      ..            -'                                    . . . .                         ..
e                      .O.4                  C            t.e a                      y                                          ;.._. . ~ . *-t..... : ..                                    .
                                                                                                                                                                              .              .t z. :.                :. t .. .c .: : a :a., .
                                                                                                                                                                                                                      . . .                                        .              . e. e.                . . ..::......... e..; .;. :....* .: .:.. :.
                                                                                                                .. - ' ~ ~ - ~ ~ . ._ . . - - -
U                                                                                                                                                                          _. ~
N          s                    w
                                                                                                                                                                                                                  , _ =. . _ ._._
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                ..-...3...
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      . ._ -. _ .      _.... f ~..        .. .
3                        ,c                      J          .g                                  -
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        . . 7 -..,
G                                                                                          s.                                      ..                                            --                                .                            .                .                    . . , . . .            . . . . . ,            6
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              ....a.-
* D                                                                                                  _ _ _
50        O                                    I                            .
t                                .                                                      . . .              .
                                                                                                                                                                                                                                                              -.                                                                  4 w          U                                    g                                      ~ . - _                              -.._..                                          ;.-                                                    ..              -.
gg,      ag;                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  . .          . - -
1                                                            ,
                                                                                                                                                                                                                                                                                    ~                                                                                                  -
to l
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    .. . . . . .4_.
N
                                                                                                                                                                                                          . . -                  . . .                            .      . _ . .                        ..          ..o                 . . , , . .                                                    . .
l                  a                        C                                                                                                                                                                  '
w ch
                                                                                                                                    -l      _
o              --
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              .        O 3                                                                                . . . . - . -                                      . . . .                                                      . ..                      . _ . _ .                                        .                      . . .                                          -.
e                                    l                                . . _ . ...                                            .                              , .                      - . .            ..-...                    . . . . .                                                              .      .-.p--..
Q                                      g                          ..                                        - - .                    . . .                                              ..                    .                                                      . _-                                                              :..-.
                                                                                                                ..                                . 4-                              6 .                                    -e                  .. ..                                              --                    . . .l                                                    . 4 - ..
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        ._.._.p.....
M                                    4                              -
1
1
                                                                                                                                      *.le ..O.
*.le..O.
                                                                                                                                                                                  ..p.
..p.
                                                                                                                                                                                                                                            ._..p                 .      4
._..p 4
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        .M.-                                                     ..g
.M.-
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            ..o...
: d. w w
: d. w .w                               " . . . . . .
..g
                                                                                                                -                                                                                                                                                                                                                                                                ..:~..
..:~..
                                                                                                                                                                                                                                                            ~. . )-
~.. )-
o P"-                                       @                                            m                                                       2                                                                   fn                                                       N                                                       -                                                      O l
o P"-
(2) N0 HVH31333Y l
m 2
fn N
O (2) N0 HVH31333Y l
l


                                                                                    -                -                                                  -                                -                  . - ~ . . . .                                                               . - - . - . . . . . . . - -                                        -                                      -. - ~ .
. - ~....
e             e n
-. - ~.
I      .
e e
                                                                                                                                                                                  ,_.Jq.*-.*''                                                             - * -                                                                        m %.                                  - *-
n I
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                - _." _ M_
m %.
4                                                                                                                                                                                                                                                                                      :
,_.Jq.*-.*''
__.                                                                                                                                                                                                                                                .4_
4
: v.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  ,.
- _." _ M_
_ _ *_.            =                                                                                                                                   =
.4_
t            3    .4                                                                                                                                         ._.                                                                                                                                      -.                                  =#_.                 s. m                                           j
v.
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      ~                               .
=
u._       .
=
.4
=#_.
: s. m j
t 3
~
u._
i
i
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        ... .e...W t
....e W
m.
.e.m m.
I e              .e.m .
t I
1                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     I 4                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       a                       _
e 1
4                                                                                                                                                 .                    i .                                                                                         ]                                                 J                                               E                     '  M j                                                                                                                             .        I                                                           _                                                        i                                                           .                        i       a
I 4
                    ,                                                    ,t                                               I I                     }                                                 !                                                !                                            3                 I I                                 L''                            '
a M
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                - .Jr> > > - -
4 i.
i                                             i i                 i . i           i         ,                    i,,                         i                             i ii                           i +                 1         i                       .                    i f                   , i i                                                .
]
h     e4                     , i                                             4
J E
                                                                                                                                                                                    ' '              t
j I
* 4I                      t.        3                     I               .        %he i ,..                        .            . ...                    i            i                 i i ,                                            *          ,                , ,                            ii                              ,                  1                                 6e              i ; 1W '
i i
i     4        ,         l  ,        !ia!                    ,            i                    ei                                                      _.               e6                '
a
                                                                                                                                                                                                                                    . i_                      '
,t I I
e                              ,                       i1            * . 8 1 V8                           - "N l     i       vil          a le i t                  e           i                     t             .
}
6            4           ft               i l                           Lli'                       l4,                     l i!                         !!!                  l!                       F*                 -
3 I I
,                        e             ' a          .           4                        i       .                     1 6.i                             e         l*                 Ii                             '. .; .i .
-.Jr> > > - -
se                  e
L''
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              . . ' . . . l'.                               q                                  o e                                                                                                                                                                                                                                                . . . .                             .                                           .
i i
                                                                                                                                                                                                                                                                                  . _ .. - . .. :.:.== m..,
i i. i i
                                                                                                                                                                                                                                    .. _ .-_ . . = . -
i,,
C. i. . _i.-:
i i ii i +
            .  .:.__.__.n.. . . .u. m _.= _2.:... -..__.5.==_--
1 i
                                                                                                                                                                -- --.. ..              =,.            .s._      :4                                            ..                  . . .                              .          4. .::2_..                              .
i f
g i. y: . --                                 = . =. r g : . <                         : 27. .: 2 -4.y e-: - .- = 7 r. } .: r: . :                                                                             : 3                   n. pr. .        .
h e4
q=;g... - =: :   .                              .-{ r. . i y .                            g-e
, i t
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        ..r._.~ g no
3 I
                                                                                                                                                                                                      ._.                          _        _      .    - . . _ . ._                                                        , m
%he 4
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  ._                              o
4 I t.
_ _ .n.                                                               _
, i i 1
                                                                                                                                                                                                                                                              .x. . .                                                                                                 ._.._.. -
6 e i ; 1W '
                                                                  - . = . ...
i,..
                                                                                                                                                                                        . mas: c-                                       ,q.=._._                                       .             m __ .
i i
_ .p _..                                                         - -
i i,
                                                                                                                                                                                                                                                                                          ,,3
ii i 1
                                                                                                                                                                                                                                                      . . ._.. _ . = -
*. 8 1 V8 - " N i
l                            .                        - __.                                .            . , ;x_ m x                                            .y . ..
4 l
                                                                                                                                                                                                              . .: ' _._...                     _. .,r:    . _:::.
!ia!
_u:: _.               .:: .r r.:                                                                                     .:
i ei e 6
                                                                                                          .:--.._...-                                                                                                                                                                        ._.          : ::- .:_..                              _.._.:.-.. . - ur
. i_
                                    . _ . _4 r. . .._
e i
_ . ==_                      . :. _._:
t 6
                                                                                =-       :-. ______                                                           ... . .
4 ft i l Lli' l4, l i!
                                                                                                                                                                                                                                        .     . .   .   ~     _     _
l!
                                                                                                              .-.._n._...
F*
_ _ . _                                ...            ..1 -.4..__           .             . . .                            _ .n .
l i
                    - . _ . _ . _ . -. .. _. -. _ . . . . . . . . . _ . . . _. . .. . .._.                    ___ __..              _ _.                      ..g..,.. _ --.
vil le i t e
                                                                                                                                                                                                                                                                                    .. . _ ..L.
a
_..,.m 6                     .
'..;.i.
                                  +..                                            ' - -                                                                                                  + ;. . .._.-                                   .. - ..n. ....                                  . . . _ -
l'.
                                                  ...                                                                          p _. .
q o
n.. . . . _ - -._- _ .
6.i e
l*
Ii se e
1
' a 4
i e
e
...u. m _.= _2.:. -..__.5.==_--
-- -- =,
.s._ :4
.. _.-_.. =. -. _.. -... :.:.== m.., 4..::2_..
C. i.. _i.-:
-.:.__.__.n..
.-{ r.
. i y.
g-e g i. y:. --
=. =. r g :. < : 27..: 2 -4.y e-: -
.- = 7 r. }.: r:. :
: 3 n. pr..
q=;g...
- =: :
..r._.~
no g
, m o
_ _.n.
.x...
-. =....
. mas: c-
,q.=._._
. m __
_.p _..
,,,3 l
.... _. = -
., x_ m
.y x
_.._.:.-... - ur
_u:: _..:: r r.: :
' _._... r: _:::.
:-_....:.==_ _4
. :._: =- :-. ______
.... ~ _ _
: r..
.-.._n._...
-.4..__
..1
_.n.
..g..,.. _ - -..
... _..L.
m 6
+...._.-
.. -..n....
+..
p _..
+
+
                                                    .         ..                - - . .                                        4                               . .o..                       ;                  c.                        . . . _ .                        .                                            ...            . . . . .                            ..'-                    so a.
n..
                                                                                                                                                                                                                                                              .. a ... _ _ . ,
so 4
c
..o..
                                  ,                    g . .. j
c.
                                                                                                                                                                .. ,                        M_                                                          ., .-                                          .,
a.
_..                  w u
c M_
w-                                                                                                                                                                                                           .4
g... j
                                    ,                      g                                                     i                                                      4_d                                                                    .
.. a... _ _.,
9 .. .
u w
: 6.       _
w-i 4_d 9...
                                                                                                                                                                                                                                                                                . . . . .                                                                                                             g3
.4 e
: e.                                      e                                  i                                                                                                 .
i g
_ . . . . .                       .             :g
6.
                                                          .O.e w                                                                                                                                                    n                                                .n
g3
,.           .               .       .                   a. .                                                                                                                                     .---
.O.e e.
                                                                                                                                                                                                                                                      .y---                                                :                                     -                 ..                _                g "O
:g a.
o W
.n w
: 6.              M h                                                                                  ,_                          a .
n g
"O W
h a.
.y---
6.
M s
y
.i o
_Lt=? _ -t e --t s t ' i +
n."
: h.. H a..
+ s =? '1 H. L 2:.=?
. s..
M ar.
9 C
C
'.1 2 g
m M
8 4
g
. :_- n ::. :.u_. :: -
2.
s
s
                                                                                                                                                                                                                                                              .           .                                                                                       !..                                 y
.............. s.. __. :...
.i          .                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           M
x
,                                    ar.                                                                                                                                           . .
........ e.4.. t.
g s..
-.a
9                                              C                C                            ' .1 2          _Lt=? _ -t                                e --t s t ' i +                                          n ."                    h. . H a . .               + s =? '1 H . L                                      2: .=?                        .
.4
m 4                                    M g
~
8                "                              . :_-. n. ::.. :.u_.                     :: -                      .       .
_.: a t. -.:. :
                                                                                                                                                                                                  . e .4. . t.                      .
. L., a..A -. -
                                                                                                                                                                                                                                                .a             _:                    .. :                                            _::_.:                      s
5 M
                                                                                                                                      .. ...                          2..  ......              .
8.
                                                                                                                                                                                                                                                            . . . . . . .. . . . . .. s . . __.. .: . .. ..                    .                                                          .
^
x 5                    M                  8.                              .-: :- ..:.. :. :. ::.                      :                  .: ;:. . ."-        .4  : --*                                  ~
* 7 0
                                                                                                                                                                                                                                    . L. , a. .A - . -                                 _.:          a t. - .:.-..: _...:
0
                                                                                                            .....~--~                                                                                                                       - _ ...
..... ~ - - ~
                                                                                                              ^
6 U
* 7                                            0                0                                                                                                                                                                                                                                                              . ' . .. .. .. _. ._ .
.4
G               9                                                                                                                                                                                                             . . _. _ _ . ,                                                              _
.4
p                     g,,               g                             ..._.S_..                                                            .
..._.S_..
6                        U                    .4                .4 e                    o                m                                -
G 9
                                                                                                                                                    ..            ~_-__
p g,,
g                                                                      - ._,
g
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  ..                              m 9                       in                     v                 o                                                                                                                                                                                                                                                                                                               '
~_-__
. -                                                        W                                                        -                        ***                      *
m e
                                                                                                                                                                              ._" - ...-                                                    . _- .*. .-- -                                                                                                                                        O C                    .                .E g4
o m
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  . . . .'..*:p e                                             c                                                              -. .                                                                                                      .                                                  ..
g 9
,                        fM         .O4                    e                                                         . .. _ . . .                                . _._ . . ....                                                                      ._ . _.            ... . .. _.. ..
in v
c                                                                    _. _ ~ _,.._._.._.-
o
                                                                                                                                                                                                                                        ~._ .                .
' O
.E
.'..*:p W
C g4 e
fM
.O c
4 e
.U
_. _ ~ _. _....
~. _
m.
m.
                                                          .Ue              U                                                                                         _                                                                                                                                                        .
e U
                                                                                                                                                                    ~ .                                       _-
c
2 :. . . . ._._
~.
g                                                                                                                        . _ . - .                          __.                                                        .                                        .                                        - . . .                . . . . .                                    .
2 :....._._ _...,-.
A            e                                                                                                                            _.                                      . _ .                --.                                        .                                        . . .
_.              . l . ...
U U                                                                    _ _. -o-.~--
                                                                                                            ~
n g                                                                                                    1                                                  ,
3 tic                                                                                                                                                - :                      ..                                  .                    _. ..
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        . . -        - . .                        N e
                                    .c4                                                                    . _. . --                                                ..                                                                                    j.                                                                  .                            ..                        .        O a
g                                                                          s        . .. -.
g                                                                          -.-.-                                            ..                                                ...        _ . . . .                        . . . . .          . , _                                      .      _..p...
o                                          1                                            --                                          .                                            ..        _ _ .                                                            _-                                                                  . ._.
g                                                                                          --. .-
_ . .. .. t. _.           . . .
O                                                            I l
g
g
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              .                             .4-..                               ,
. l....
O Jr
A e
              ==                                      N.
U n
O co                                                             so                                                   7                                                   N                                                     o (2) NOI1YH37333V
U
~
-o-.~--
g 1
tic N
.c 3
e a
j.
O 4
g s
g
_..p...
o 1
g
_... t _.._....
I O
l
.4-..
g O
Jr N.
O co so 7
N o
 
==
(2) NOI1YH37333V


    - . . - . . . . . . . . . . _ . . . . . . - . . . . . . . . . . . . . . . . . . - . . . ~ . . . - . . . . . . . - . - . . . - .                         . - .- .. - .. . . - . . . . . -
-.. -.......... _...... -.................. -... ~... -....... -. -... -.
APPENDIX A 1
APPENDIX A 1
l DETAILS OF TEST PROBLEM ANALYSIS The test problem is to assess the FLORA methodology of direct floor response spectrum generation.
DETAILS OF TEST PROBLEM ANALYSIS The test problem is to assess the FLORA methodology of direct floor response spectrum generation.
A.1 Problem Description The primary structure is an eleven-mass stick model consisting of eleven massless beams as shown in Figure 1 in the text. ,
A.1 Problem Description The primary structure is an eleven-mass stick model consisting of eleven massless beams as shown in Figure 1 in the text.
The properties of the structure are given in Tables A.1 and A.2. The structure damping is 51 per mode. The seismic input is a 15-second horizontal motion as shown in Figure A.1, with the corresponding 0.005, 0.02, 0.03, and 0.05 damping response spectra as shown in Figure A.2. The peak ground acceleration is 0.16 g.
The properties of the structure are given in Tables A.1 and A.2.
A.2 Licensee Analysis Given the structure and the ground response spectra, the licensee is required                         ,
The structure damping is 51 per mode. The seismic input is a 15-second horizontal motion as shown in Figure A.1, with the corresponding 0.005, 0.02, 0.03, and 0.05 damping response spectra as shown in Figure A.2.
to generate, directly from ground spectra, the floor response spectra
The peak ground acceleration is 0.16 g.
              -              corresponding to the following parameters:
A.2 Licensee Analysis Given the structure and the ground response spectra, the licensee is required to generate, directly from ground spectra, the floor response spectra corresponding to the following parameters:
Damping Ratio:                                   0.02-Location (Node f):                             4, 11
Damping Ratio:
,-                                        EM:                                             0, 50, 250 kips FRAQ:                                           0 Thus, there are six response spectra to be generated. EM is the mass of the one-degree-of-freedom oscillator to account for the interaction between the prinary and the oscillator. FRAQ is the probability of exceedance of the 9enerated floor spectra. FRAQ = 0 indicates that the mean response spectra are to be calculated. The licensee applied the wide-band solution algorithm                                                                                   <
0.02-Location (Node f):
I to the test problem.
4, 11 EM:
l t
0, 50, 250 kips FRAQ:
                                                                                            =
0 Thus, there are six response spectra to be generated. EM is the mass of the one-degree-of-freedom oscillator to account for the interaction between the prinary and the oscillator. FRAQ is the probability of exceedance of the 9enerated floor spectra. FRAQ = 0 indicates that the mean response spectra are to be calculated. The licensee applied the wide-band solution algorithm to the test problem.
I---             -      --                                                      __                                                    . . _ _ _ _ . - _ _
I l
t
= I - - -


x..=.;=.:...                     u . u. _ : . . .-. .-- a -       . . . - .                                - . : a . --.
x..=.;=.:...
A.3 NCT Analysis                                                                                                                             I Using the time history method of analysis, NCT Engineering calculates the floor response spectra for the case of EM=0. For EM 50, 250 kips, the spectral values are calculated at only three frequencies, i.e.. 5.00, 5.26 and 16.2 Hz (5.26 and 16.2 Hz are the first two structure f requencies)'. The response spectral values for non-zero EM values are calculated by analyzing the cog osite structure. The cogosite structure is obtained by attaching the one-degree-of-freedom oscillator having the required mass EM and frequency to the primary structure at Node 4 or 11. Because the oscillator frequency is close or perfectly tuned to one of the frequencies of the primary structure, a                                                               :
u. u. _ :...-.
pair of closely spaced modes is created for the conosite structure. The geometric mean of the primary structure modal daging and the oscillator damping is assigned as the composite modal damping to this pair of modes of the cogosits structure when their frequencies differ by less than 10% from each other. In this test problem, the structure damping is 5% per mode, and the oscillator damping ratio is 2%. Thus, the geometric mean is 3.16%. When the pair of modes differ in frequency by more than 10%, the lower mode is assigned the 2% damping and the higher mode 55. To modes other than the two modes in the pair, the 5% structure damping is assigned. Results of NCT analysis are shown in Figures 2 and 3 in the text, to compare with the licensee's FLORA results.
.-- a -
* e M                           9 l
: a. --.
                                                    ~
A.3 NCT Analysis Using the time history method of analysis, NCT Engineering calculates the floor response spectra for the case of EM=0. For EM 50, 250 kips, the spectral values are calculated at only three frequencies, i.e.. 5.00, 5.26 and 16.2 Hz (5.26 and 16.2 Hz are the first two structure f requencies)'. The response spectral values for non-zero EM values are calculated by analyzing the cog osite structure. The cogosite structure is obtained by attaching the one-degree-of-freedom oscillator having the required mass EM and frequency to the primary structure at Node 4 or 11. Because the oscillator frequency is close or perfectly tuned to one of the frequencies of the primary structure, a pair of closely spaced modes is created for the conosite structure. The geometric mean of the primary structure modal daging and the oscillator damping is assigned as the composite modal damping to this pair of modes of the cogosits structure when their frequencies differ by less than 10% from each other. In this test problem, the structure damping is 5% per mode, and the oscillator damping ratio is 2%. Thus, the geometric mean is 3.16%. When the pair of modes differ in frequency by more than 10%, the lower mode is assigned the 2% damping and the higher mode 55. To modes other than the two modes in the pair, the 5% structure damping is assigned. Results of NCT analysis are shown in Figures 2 and 3 in the text, to compare with the licensee's FLORA results.
i
e M
9
~ i


l   .:
l I
I i
i i
i                                      TABLE A-1 BEAM ELEMENT PROPERTIES OF THE STRUCTURE i                                                                     Moment of i
TABLE A-1 BEAM ELEMENT PROPERTIES OF THE STRUCTURE i
Element   Section Area             Shear Area             Inertia 2
Moment of Element Section Area Shear Area Inertia i
No.           2 (ft )                   (ft )                 (ft 2) 1  - 7     1400                     700               2.8 x 106
2 2
  .                8         990                     500               1.9 x 10 6 I               9         990                     500               1.5 x 106 i       ,      10         990                     500               0.8 x 10 6 f       .:    11         '990                     500               0.2 x 106 l
2 No.
i TABLE A.2 NODAL MASSES OF THE STRUCTURE f
(ft )
Node No.                 Nodal Mass (Kips)
(ft )
  !,                              1                         4,600 i
(ft )
2                         4,200 3                         4,200
7 1400 700 2.8 x 106 1
  '      -                      4                        4,200 5                         4,200 6                         4,200 7                         4,610
6 8
    -                            8                        3,020 9                         7,470 10                         2,120 11                           190 Base                       20,000 Ibase = 4.5 x 10 6 kip-ft2                  ,
990 500 1.9 x 10 I
l
9 990 500 1.5 x 106 6
i 10 990 500 0.8 x 10 f
11
'990 500 0.2 x 106 l
i TABLE A.2 f
NODAL MASSES OF THE STRUCTURE Node No.
Nodal Mass (Kips) 1 4,600 i
2 4,200 3
4,200 4
4,200 5
4,200 6
4,200 7
4,610 8
3,020 9
7,470 10 2,120 11 190 Base 20,000 6
2 Ibase = 4.5 x 10 kip-ft
- l


l I
l I
i l                                                                                                         ,
i l
7 I
~
1 i'l f j tI kj fi I
l /
l s
m y -1 i
i 1510RY7. PGA=1.0G
~
-2 o
N e
so o
w TIME (SECONDS)
FIGURE A.1.
Horizontal Free Field Time History em t
i l
i y
W 1.2
}[
1.0 T
7
7
                                                                                                                    ~
~
I 1                                                                ,
.8 e.oos
fi    I l
.6
                                                        /                  f                              kj
.4 2.
                                                                  'l j l
~
s i                      tI m                                                                .
y -1      -
i
,                  i    1510RY7. PGA=1.0G                                                                            ~
                -2 o            N
* e          so      o        w                ,
l TIME (SECONDS)
FIGURE A.1.      Horizontal Free Field Time History em t
i l                                                                                                          -,
i y                        W 1.2  -                                                                                                    -
1.0  -                                                                                                    -
                            }[
T 7
                                                                                                                                        ~
.                    .8 -                                                                                                    -
e.oos
                    .6 -                                                                                                    -
                    .4 -
                                ~
                                                          .. 2.                                                          -
si
si
                    .2 -
.2
                                                                                                        ~                   ,-
~
l
l
                    .0                 '    '                '            '      '                '              '
.0 o
_                    o             o     o                e           o       e               o           e           o
o o
                                            -                -            m       m               m           n
e o
* l l                                                                                                                                               l t                                                                                                                                               l l
e o
l FIGURE A.2. Horizontal Ground Spectra (NCT: History 2)
e o
                                                  ~
m m
                                                                                    --                 ._                    _        _.          -.      . _ _ _ - -                .    . ..                .-}}
m n
l l
t FIGURE A.2.
Horizontal Ground Spectra (NCT: History 2)
~ --
.-}}

Latest revision as of 10:17, 12 December 2024

Technical Evaluation Rept for Direct Generation of Floor Spectrum for Long-Term Svc Seismic Reevaluation,San Onofre Nuclear Generating Station Unit 1, Informal Rept
ML20132C051
Person / Time
Site: San Onofre Southern California Edison icon.png
Issue date: 06/30/1985
From: Shieh L, Tsai N
LAWRENCE LIVERMORE NATIONAL LABORATORY
To:
NRC
Shared Package
ML13323A450 List:
References
UCID-20482, NUDOCS 8509260398
Download: ML20132C051 (16)


Text

{{#Wiki_filter:_.. / e s 8 UCID. 20482 1 4 4 1 4 TECHNICAL EVALUATION REPORT FOR DIRECT GENERATION OF FLOOR SPECTRUM FOR LONG TERM SERVICE SEISMIC REEVALUATION: SAN ONOFRE NUCLEAR GENERATING STATION UNIT 1 N. C. Tsai* L. C. Shieh J 4 June 1985 ~~.. ,..:. ' '. y.' .,y(W... , * ',.;. ' ", " Ein. q :r, : d,,. ..D,* ~ 4,' D ~' ? :J. Q' {l1'{g' y p '- ,,:' k-:4-t g l +- + + + 2r* r? MW'd% lN$'lOG,;;'GYGf4kM%}fp*~.f cWe.4P 4.*jh7%6: A >+%+*$.9t'4M W.;le~g&w, 4g \\g ~st. R e.g ggt;awahyw:Wie[piWu%emi:rd 5M&makse db f ? Ae m era 9m c s O 4 p ?l$$$$, % % & w[2._mM.L& M+wwegkm My*w %p- ~ 4 5$,b$_1%KM8VU e _ A%?x.,Mv2Lyykiswm 94 s ; a 4w "- m<; +, 'IMs is as leformal report latended primarily fee laternal se limited external distri-3$^ gw s < Yg4

  • Tf', 9 i

betion.The epialons and caeclesions stated are those of the nothee and may se may This worL was supported by the Ushed States Neclear Regulatory Commission en-Yf p* / ' ' '.rcsy. f;[?y 3, mot be those of the Laboentory. se n Qi .. C' der a Memornadem of Understanding with the United States Departament of Energ). .,gidi, "g [?;"'

grM, Q

'*[eg. 'i.sjff" J W]" lifhghfiP ~ 8509260398 850919 l PDR ADOCK 05000206 l P PDR

-~. i e TECHNICAL EVALUATION REPORT FOR DIRECT ENERATION OF FLOOR SPECTRUM FOR LONG TERM SERVICE SEISMIC R.~. EVALUATION i SAN ONOFRE NUCLEAR ENERATING STATION UNIT 1 By j N. C. Tsai L. C. Shich I i Prepared for \\ The U.S. Nuclear Regulatory Commission i _-.-__.m _y,_..___.-.

1.0 INTRODUCTION

I 1.1 'Backgrocnd In mid 1982, the San C.7ofra Nuclear Generating Station Unit 1 (S'ONGS 1) was shut down for upgrading of safety-related structures, systems and components t to resist seismic loadings developed for the SONGS 1 seismic reevaluation. In 1984, the plant was allowed to return to service for the refueling cycle,, 1 j during which further upgrading was to be planned and prepared for by the ' licensee. In a meeting with the U.S. Nuclear Regulatory Commission (NRC) staff on February 12, 1985 (Ref. 1), and through a letter dated March 12, 1985 (Ref. 2), the licensee (Southern California Edison Ccspany) presented their proposed criteria and analysis methodology for.the Long Ters Service (LTS) f upgrading to ensure adequate seismic design margins for those safety-related structures, systems and components in the plant. A technical evaluation of [ the licensee's proposed plans is needed in order for the NRC to reach a l decision regarding approval of the Full Ters Operating license for the plant. l I Assessments of the technical adequacy of the licensee's proposed LTS criteria and analysis methodologies are given in the following three _ areas 1. Soil-structure interaction analysis. 1 ? I 2. Direct generation of floor response spectra accounting for the ~ interaction effect between the supporting structure and piping j systems considered in the spectrum generation, and the application of the generated floor spectra to the response analysis of a secondary system within the supporting structure with the response spectrum method of analysis. 3 Modal and directional response combinations for the response analysis of the secondary system with the response spectrum method of analysis. l l

_ ~, ~. - 1.2 Criteria of Review i 1 SONGS 't is one of the NRC designated Systematic Evaluation Prograp (SEP) plants which was not designed to current codes, standards and NRC require-sents. It is therefore necessary to perform "more realistic" or "bept estimate" assessments of the seismic capacity of the facility and to consider any conservatism associated with the existing design.. For the purpose of the SEP plant seismic review, the NRC developed a set of review criteria and guidelines, as follows: a. NUREG/CR-0098 " Development of Criteria for Seismic Review of Selected Nuclear Power Plants," by N. M. Newmark and W. J. Hall, May, 1978. b. "SEP Ouidelines for Soil-Structure Interaction Review," by SEP Senior Seismic Review Team December 8,1980. c. Letter from W. Paulson, NRC, to R. Dietch, SCE, " Systematic Evaluation Program Position Re: Consideration of Inelastic Response Using NRC NUREG/CR-0098 Ductility Factor Approach," June 23, 1982. d. Letter from W. Paulson, NRC, to R. Dietch, SCE, "SEP Topic III-6. Seismic Design Considerations Staff Guidelines for Seismic Evaluation Criteria for the SEP Group II Plants," July 26, 1982. e. (Revision of Criteria (d) above, to be issued.) For cases that are not specifically covered by the above criteria, the following SRP sections and Regulatory Guides are used as the basis for our review: 1. Standard Review Plan, Sections 2.5, 3.7 and 3 8, 3 9 and 3.10. 2. Regulatory Guides 1.26,.29, 1.60, 1.92, 1.100, and 1.122. 3-

__m,

-r e___. _, _ _.. _ _., _, _,.. _, _..,., _ _ -. _ _ _ _ _ _ _ _. _, _. _. _,,,.,. - _ _, -. ~ _ o .._m,.

a.._.-._ .. ~ _ _.. _.. . _. -. ~ f In the event that the licensee's proposed methodology and criteria deviate from the aforementioned review criteria and guidelines, we have reviewed, based on our experience and best engineering judgment, the justifications l presented by the licensee. We recognize that plant specific deviations on a case-by-case basis may be necessary and may be found acceptable so long as they reasonably meet the intents of the SEP review guidelines. l This technical evaluation report (TER) presents our conclusions on the technical adequacy of the methodology proposed by the licensee for direct generation of floor response spectra. Our assessment is accomplished by ' ' reviewing thr' pertinent theory, methodologies, computer codes, and the licensee's planned applications to SONGS 1 LTS seismic reevaluation. To help substantiate our assessment, we also designed a test problem that compares the solution from the licensee's proposed methodology with the solution from the j acceptable methodology. i Section 2.0 discusses the licensee's proposed methodology and associated l computer codes. Section 3 0 describes the test problem and results of the comparison between the proposed and the independent methodologies. Section l 4.0 presents our conclusions. Details of the test problem and analysis results are provided in Appendix A. Additional analysis results from Impell Corporation are included in Appendix B. 3 i j 2.0 DISCUSSION OF LICENSEE'S PROPOSED METHODOLOGY = e i I The licensee has proposed to utilize the direct generation technique, which is implemented in the computer, code FLORA (Ref. 3), to calculate the floor response spectra directly from ground response spectra. The technique computes the maximum response of a light one-degree-of-freedom subsystem attached to a supporting structure having N degrees of freedom. The subsystem has an effective mass equal to EM. Given the modal properties of the supporting structure, FLORA determines the frequencies of the N+1 degree-of-freedom composite structure with the perturbation theory. It then directly determines the maximum response of the subsystem with a response spectrum -g-

a, i i i method of analysis of the composite system subject to the given ground response spectrum. The combination of the modal responses for the structure-piping system considers the correlation between modes that are analytically derived assuming the ground motion to be a certain random actiort. For EM-0, 1.e., a massless subsystem, the generated floor response spectrum has the same j significance as the floor response spectrum conventionally generated from a time history analysis of the supporting structure. For a non-zero EM, the I generated floor response spectrum includes the interaction effect between the ~ subsystem and structure systems. 1 k i The methodology on which FLORA is based was first developed by Dr. Kiureghlan, et al. (Refs. 4 and 5), at the University of California, Berkeley. For application to the analysis of a piping systes, the determination of the i subsystem modal mass is discussed in Ref. 6. J In FLORA, two solution algorithms are available, namely, the wide-band and i narrow-band options. The wide-band option can be applied to any design ground spectrum similar to Regulatory Guide 1.60 spectra. If the input spectrum to f the system corresponds to a typical in-structure response spectrum having a sharp peak, the narrow-band option is used. The wide-band solution is based y on the assumption that the input motion is a white noise, which is an idealized random motion containing all frequencies having equal Fourier I l amplitude. That is, the power. spectral density (PSD) function of the idealized white noise is a constant for all frequencies. This assumption greatly staplifies the analytical derivation. The narrow-band solution f-technique considers the actual PSD function of the input motion, which is j usually a banded function centering about the dominant frequency of the input notion. It requires more sophisticated analytical derivations and, hence, appears more attractive from the technical point of view. According to the examples given in Ref. 3, the generated spectrum from the wide-band solution f is usually more conservative than that from the narrow-band solution around l the floor spectrum peaks. i

30 TEST PROBLEM 1 i 31 Description The test problem is to help assess the acceptability of the floor spectrue generated by the FLORA code for specified values of EH. To do this, we perform a time history analysis of the N+1 degree-of-freedom composite structure, and compare the maximum response of the single-degree-of-freedom secondary system with the FLORA wide-band solution. The time history technique is acceptable to the NRC. The structural model used for direct floor response spectrum generation is an ~ eleven-mass structure on a fixed base as shown in Fig.1. A detailed description of the problem is in Appendix A. The licensee is required to calculate the 25 damping response spectra at two elevations (Nodes 11 and 4) directly from the ground response spectra given to the licensee. For each location, spectra are generated for three effective masses, hamely, EM 0, 50 . kips and 250 kips. NCT Engineering calculates the corresponding spectra using the time history analysis. ~ 32 Results Figures 2 and 3 compare the FLORA generated floor response spectra with the corresponding time history analysis results. For EM 50 and 250 kips, the time history solution was calculated only at three frequencies, namely, 5.00, 5.26 and 16.2 Hz, because the spectrum is not as sensitive to the value of EM at frequencies other than the dominant structure frequencies as evidenced in Figs. 2 and 3 For the dominant spectrum peak around the first structure mode, the licensee solutions (Ref. 7) do not always occur at the same frequency as the time history solution. The slight discrepancy in peak frequency, however, is immaterial in applications due to the fact that the spectrum peaks must be broadened prior to piping analysis. Therefore..it is sufficient to compare the spectrum peak values between the two solutions. For the dominant spectrum peak, the FLORA solution based on the wide-band technique differs from tne time history solution by 35 -15 and -15 for EM-0, 50 and 250 kips, respectively, at Node 11, and by 05, 55, and 85 at Node 4. -

-.. = -. -..a ~u .....a a -- ~_ w w.. ... u,e l l I i In other words, for EM-0, the FLORA spectrum is in close agreement with the time history solution throughout the entire frequency range. For non-zero EM values, the FLORA solution is, on the average, slightly more ognservative than i the time history solution. l

4.0 CONCLUSION

S i 4 i Based on our review of the theory and the results from the test problem, we 1 i conclude that the FLORA direct spectrum generation, including the effect of l secondary mass coupling, is sufficient for applications to the SONGS 1 LTS i seismic reevaluation provided that the wide-band solution technique in FLORA is N ed. t i 1 I 5.0 ACKNOWLEDGEMENTS l The authors wish to thank Dr. M. S. Yang and Mr. W. L. Wong, both of NCT i Engineering, for their contributions to this TER. They participated in i generating the NCT portion of the test problem results and in preparing the draft report. In addition, Dr. Yang assisted in reviewing the licensee's proposed, methodology. f

6.0 REFERENCES

1." Memorandum, E. McKenna to C. I. Grimes, NRC, dated February 12, 1985. i l i 2. Letter from M. Medford, SCE, to J. A. Zwolinski, NRC, dated i March 12, 1985. 3 Letter from M. Medford, SCE, to J. A. Zwolinski, NRC, dated March 29,1985. 7_ ~e- =-e ,r -,m----

4. Der Kiureghian, A., Sackman, J. L., and Nour-Omid, B., " Dynamic Response of Light Equipment in Structures". Report No. UCB/EERC-81/05, Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, t California, April 1981. 5 . Der Kiureghian, A., " Structural Response to Stationary Excitation", Journal of the Engirieering Mechanics Division, ASCE, Vol.106, No. EM6, Proc. Paper 15898, December 1980, pp. 1195-1213 6. N. C. Tsai, L. C. Shieh, " Technical Evaluation Report for MLRS Piping Response Analysis Technique for Long Ters Service Seismic Evaluation", Lawrence Livermore National Laboratory Liversore, California, UCID-t June, 1985. Letter from M. Medford, SCE, to J. A. Zwolinski, NRC, " Docket No. 50-206, 7. SEP Topic III-6 Seismic Design Considerations, Long-Ters Seismic Criteria and Methodology, SONGS 1", dated June 4,1985. 6 e e 0 8-m ,_w

4 I w d i 1 a q, u EL. **7 EL. fit.5, qi p qi 3 f t. (IV.t& ( pg EL. 185 3 l EL. IW3 I. g l7 i m 9 i q,g EL. 12 3.3 j q, g EL. s e3.3' = c<.,,. .3 I t >s t L. 43.5 i a J EL. 47.9, (p t 3 .l (p E L. 23 s' I h EL. o < < < i < in u e FIGURE 1. The Supporting Structure i i l 9 /

~ -.~.-. e e ....,,.4-.-w..-~*-- JLi M:: +- ,= . g-,- .. _ -,. _7... -.A.+ 4 -- =. A.,a-+... s..- 3 . -..a. p. J 5 i I m 3 E. i 1 6 i i I i l i i i I I I. T X N ' Y I 'I I JT* ' I I e t I I. W i I 1 i MI 4 t 6 I i i I e i I 6 ie i 1 i 4 i i 9 4 I t .I l 5 i l $ I I n e 3 e I l t e ! ii f r t I i l 4 ? 3d i

  1. t
  • w.

N i ; a > i .t;, i s. 4 4. , es. Ie i i e 1 I i! l . I Ii i I6t t81 II M* I6'e e*

  • e*

' al' s* ei 8' M o i n 9 7 -W -ic a. 6-2 z. 3i'

  • - =. :.'.ia. L :.

._, - '. 1' ' 2. ' = i. l '. F. _.H_. _i. m_ _.:._L. :f=L L .r-: t. . m_ - s.1 h_.r.F..... 5i..; _,; =_..z.=..:..:.-r c. :-s u.,.: .... r. ; c :: - .2...>.-.:....

=... v=

. r. 3,.m 4..:... ~v3 ."h %. 3. 4. T.-. -..... L l% e. ... ~_. _. ... ~ .....4 O Z.. 1 ...,y.. 4.... p., O f.- .L ..7 ..-.V. a_--... .. _.. _...".'3 ...~...... E .n . -.T. ~. _. _, .....p.._..... .4. --1. -. .4. = ,._....f,. ..p-. I, t .T.... .. r. *T..._. ._..__'. ~. _-..,.1..... .T... .+ g. N. t0 4 .. W.- .. p.. p p; .y p u l .t . m-g ='-1 E C t I f u 6 .^ {. O R i - s s_ .g w w. 'o a e e .O O e .~.g - ~ ~ " " * " ' * ' * ~ W 2 L w 8 li.'.!t - +

- s f 0 t '.-.

- H - ha-i.e. W i.:1 2-4 u.a.1 - li- [ g

  • I-~455 ' i E.':3 d I4 8
  • i i d.P.4
  • ! :-! d." ~ 'i - - N..*!'.:.-

~ 8 8 4 e. o ...o..... ......6. 5.: .. m... a L o 0 a e a ............Q ,a s o L y ._{...... p ...-..a'._. .. _................ l.._.- gx o g ~~ 9 to c y ......I"""**. O

      • ~.~p*..*.*..*

^ * * * ~ *

  • C C

8.e ...y-..' C t.e

    • "..._4.

.O.4 W -.. e e a y

.._.. ~. -t...
..

.t z. :.

. t...c.: : a :a.,.
e. e.

_ ~.... ....::......... e..;.;. :....*.... U .. - ' ~ ~ - ~ ~.._.. - - - -.... - . _ -.. _.... f ~.. N s w . _.-...3... , _ =. _._._ 3 ,c J .g .. 7 G D s. 6....a.- 50 O I t 4 g ~. - _ w U gg, ag; l 1 4_. ~ to N ..o l a C ch - l O w o 3 e l .-.p--.. Q g ...l . 4 -.. . 4-6. -e M 4 ._.._.p..... ..o... 1

  • .le..O.

..p. ._..p 4 .M.-

d. w w

..g ..:~.. ~.. )- o P"- m 2 fn N O (2) N0 HVH31333Y l l

. - ~.... -. - ~. e e n I m %. ,_.Jq.*-.* 4 - _." _ M_ .4_ v. = = .4 =#_.

s. m j

t 3 ~ u._ i ....e W .e.m m. t I e 1 I 4 a M 4 i. ] J E j I i i a ,t I I } 3 I I -.Jr> > > - - L i i i i. i i i,, i i ii i + 1 i i f h e4 , i t 3 I %he 4 4 I t. , i i 1 6 e i ; 1W ' i,.. i i i i, ii i 1

  • . 8 1 V8 - " N i

4 l !ia! i ei e 6 . i_ e i t 6 4 ft i l Lli' l4, l i! l! F* l i vil le i t e a '..;.i. l'. q o 6.i e l* Ii se e 1 ' a 4 i e e ...u. m _.= _2.:. -..__.5.==_-- -- -- =, .s._ :4 .. _.-_.. =. -. _.. -... :.:.== m.., 4..::2_.. C. i.. _i.-: -.:.__.__.n.. .-{ r. . i y. g-e g i. y:. -- =. =. r g :. < : 27..: 2 -4.y e-: - .- = 7 r. }.: r:. :

3 n. pr..

q=;g... - =: : ..r._.~ no g , m o _ _.n. .x... -. =.... . mas: c- ,q.=._._ . m __ _.p _.. ,,,3 l .... _. = - ., x_ m .y x _.._.:.-... - ur _u:: _..:: r r.: : ' _._... r: _:::.

-_....:.==_ _4

. :._: =- :-. ______ .... ~ _ _

r..

.-.._n._... -.4..__ ..1 _.n. ..g..,.. _ - -.. ... _..L. m 6 +...._.- .. -..n.... +.. p _.. + n.. so 4 ..o.. c. a. c M_ g... j .. a... _ _., u w w-i 4_d 9... .4 e i g 6. g3 .O.e e.

g a.

.n w n g "O W h a. .y--- 6. M s y .i o _Lt=? _ -t e --t s t ' i + n."

h.. H a..

+ s =? '1 H. L 2:.=? . s.. M ar. 9 C C '.1 2 g m M 8 4 g . :_- n ::. :.u_. :: - 2. s .............. s.. __. :... x ........ e.4.. t. -.a .4 ~ _.: a t. -.:. : . L., a..A -. - 5 M 8. ^

  • 7 0

0 ..... ~ - - ~ 6 U .4 .4 ..._.S_.. G 9 p g,, g ~_-__ m e o m g 9 in v o ' O .E .'..*:p W C g4 e fM .O c 4 e .U _. _ ~ _. _.... ~. _ m. e U c ~. 2 :....._._ _...,-. g . l.... A e U n U ~ -o-.~-- g 1 tic N .c 3 e a j. O 4 g s g _..p... o 1 g _... t _.._.... I O l .4-.. g O Jr N. O co so 7 N o

== (2) NOI1YH37333V

-.. -.......... _...... -.................. -... ~... -....... -. -... -. APPENDIX A 1 DETAILS OF TEST PROBLEM ANALYSIS The test problem is to assess the FLORA methodology of direct floor response spectrum generation. A.1 Problem Description The primary structure is an eleven-mass stick model consisting of eleven massless beams as shown in Figure 1 in the text. The properties of the structure are given in Tables A.1 and A.2. The structure damping is 51 per mode. The seismic input is a 15-second horizontal motion as shown in Figure A.1, with the corresponding 0.005, 0.02, 0.03, and 0.05 damping response spectra as shown in Figure A.2. The peak ground acceleration is 0.16 g. A.2 Licensee Analysis Given the structure and the ground response spectra, the licensee is required to generate, directly from ground spectra, the floor response spectra corresponding to the following parameters: Damping Ratio: 0.02-Location (Node f): 4, 11 EM: 0, 50, 250 kips FRAQ: 0 Thus, there are six response spectra to be generated. EM is the mass of the one-degree-of-freedom oscillator to account for the interaction between the prinary and the oscillator. FRAQ is the probability of exceedance of the 9enerated floor spectra. FRAQ = 0 indicates that the mean response spectra are to be calculated. The licensee applied the wide-band solution algorithm to the test problem. I l t = I - - -

x..=.;=.:... u. u. _ :...-. .-- a -

a. --.

A.3 NCT Analysis Using the time history method of analysis, NCT Engineering calculates the floor response spectra for the case of EM=0. For EM 50, 250 kips, the spectral values are calculated at only three frequencies, i.e.. 5.00, 5.26 and 16.2 Hz (5.26 and 16.2 Hz are the first two structure f requencies)'. The response spectral values for non-zero EM values are calculated by analyzing the cog osite structure. The cogosite structure is obtained by attaching the one-degree-of-freedom oscillator having the required mass EM and frequency to the primary structure at Node 4 or 11. Because the oscillator frequency is close or perfectly tuned to one of the frequencies of the primary structure, a pair of closely spaced modes is created for the conosite structure. The geometric mean of the primary structure modal daging and the oscillator damping is assigned as the composite modal damping to this pair of modes of the cogosits structure when their frequencies differ by less than 10% from each other. In this test problem, the structure damping is 5% per mode, and the oscillator damping ratio is 2%. Thus, the geometric mean is 3.16%. When the pair of modes differ in frequency by more than 10%, the lower mode is assigned the 2% damping and the higher mode 55. To modes other than the two modes in the pair, the 5% structure damping is assigned. Results of NCT analysis are shown in Figures 2 and 3 in the text, to compare with the licensee's FLORA results. e M 9 ~ i

l I i i TABLE A-1 BEAM ELEMENT PROPERTIES OF THE STRUCTURE i Moment of Element Section Area Shear Area Inertia i 2 2 2 No. (ft ) (ft ) (ft ) 7 1400 700 2.8 x 106 1 6 8 990 500 1.9 x 10 I 9 990 500 1.5 x 106 6 i 10 990 500 0.8 x 10 f 11 '990 500 0.2 x 106 l i TABLE A.2 f NODAL MASSES OF THE STRUCTURE Node No. Nodal Mass (Kips) 1 4,600 i 2 4,200 3 4,200 4 4,200 5 4,200 6 4,200 7 4,610 8 3,020 9 7,470 10 2,120 11 190 Base 20,000 6 2 Ibase = 4.5 x 10 kip-ft - l

l I i l 7 I ~ 1 i'l f j tI kj fi I l / l s m y -1 i i 1510RY7. PGA=1.0G ~ -2 o N e so o w TIME (SECONDS) FIGURE A.1. Horizontal Free Field Time History em t i l i y W 1.2 }[ 1.0 T 7 ~ .8 e.oos .6 .4 2. ~ si .2 ~ l .0 o o o e o e o e o m m m n l l t FIGURE A.2. Horizontal Ground Spectra (NCT: History 2) ~ -- .-}}