개요

전체를 3차원으로 모델링 하였으며, 암반기초는 8절점의 Enhanced strain element 를 사용하였는데, 2.5m 간격으로 수직 분할하였으며 두께 방향으로는 4개의 요소를 사용하였다. 암반 기초에 사용된 5880개의 요소를 포함하여 9528개의 요소가 이 댐을 모델링 하는데 사용되었다.

선형해석으로는 만수위, 저수위 상태를 구분하여 아주 다향한 하중 조건에 대하여 검토하였다. 지진 활동이 활발하지 않은 지역인 관계로 지진 하중에 대한 동적 해석은 필요치 않다고 인정되었으나, 지반가속도를 0.2g 로 한 Pseudo-static 기법으로 지진하중의 영향을 반영하였다. 여기에 사용된 가속도는 댐핑계수를 3% 로 하여 전체 구조에 분포되었다.

단계별 적분 절차를 사용하고 고체에서의 열전달에 대한 Fourier의 법칙을 근간으로 하여, 댐내에서의 온도 경사를 확인하고 인위적인 쿨링의 필요성을 확인하기 위하여 Schmidts Method 에 의한 열해석을 수행하였다. 평년 댐의 월 평균 기온은 섭씨 6도에서 19도 정도이며, 겨울철에는 최저 섭씨 3도가 된다. 또한 댐으로 형성되는 Katse 호수의 수온은 섭씨 약 6도 정도로 추정되었다. 이러한 자료와 함께 최초 타설시의 콘크리트 온도, 외기 온도의 변화, 수온의 변화, 콘크리트 주변의 발열, 복사열, 수화열 등이 해석에 고려되었다.

선형 해석의 결과로부터 일반적인 조건하에서는 여러 가지 다양한 하중 조건을 통틀어 6N/mm2 의 최대 압축 응력이 나타났는데, 이는 콘크리트 압축 강도인 25N/mm2 에 안전계수 3을 적용한 허용 응력 8N/mm2 이내의 값이었다. 몇가지 하중 조건하에서 인장응력도 발생하였는데, 상류측 하단에서 최초 발생되었다.

인장 응력은 어느 특정 절점에서의 발생량 자체보다는 그 확산이 더 큰 문제가 되는데, 이 문제를 다루기 위하여 인장에 의한 균열 위치에서는 인장 저항이 없도록 하여 인장 균열이 진전되도록 허용한 비선형 모델링과 해석을 수행하였다. 이 해석은 가장 위험한 하중 조건, 즉 만수위 상태이며 겨울 온도 상태, 유수 방출로 인해 저수조의 높이가 균열 지점에 영향을 미치는 상황을 가정하였다. 이러한 No tension 해석을 통해 균열이 최대로 진행할 수 있는 한계는 허용 범위 안에 있음을 확인하였다.