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東海第二発電所 工事計画審査資料
資料番号

工認-167 改 3

提出年月日

平成 30 年 6 月 15 日

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-7 R3

Ｖ-2-10-2-7 貫通部止水処置の耐震性についての計算書目次
1.

概要 .............................................................................. 1

2.

基本方針 .......................................................................... 1
2.1 位置 ........................................................................... 1
2.2 構造概要 ....................................................................... 1
2.3 評価方針 ....................................................................... 7
2.4 適用規格 ....................................................................... 83.

地震応答解析 ...................................................................... 94.

耐震評価 .......................................................................... 94.1 基本方針 ....................................................................... 94.2 評価対象部位 ................................................................... 94.3 荷重及び荷重の組合せ ........................................................... 94.4 許容限界 ...................................................................... 11NT2 補② Ⅴ-2-10-2-7 R3

4.5 評価方法 ...................................................................... 125.

評価条件 ......................................................................... 136.

評価結果 ......................................................................... 161.

概要
本資料は，Ｖ-2-1-9「機能維持の基本方針」にて設定している構造強度及び機能維持の設計方針に基づき，貫通部止水処置が基準地震動Ｓｓによる地震力に対して溢水伝播を防止する機能を維持するために，十分な構造強度を有することを説明するものである。

2.

基本方針

2.1 位置貫通部止水処置は「2.2 構造概要」に示す構造計画のとおりである。
「2.2 構造概要」に示
すうち，溢水防護に係る貫通部止水処置はＶ-2-別添 2-1「溢水防護に係る施設の耐震性についての計算書の方針」に示す構造計画のとおりであり，それ以外が津波防護施設に係る貫通部止水処置である。貫通部止水処置は，原子炉建屋及び海水ポンプエリア，タービン建屋，廃棄物処理建屋の貫通口と貫通物とのすき間に施工する。
2.2 構造概要

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-7 R2

貫通部止水処置の構造計画を第 2－1 表に，貫通部止水処置の概要図を第 2－1 図に示す。
貫通部の止水処置は，貫通部の位置や条件に応じて，シール材，モルタル，ブーツ及び堰を使用し，各シール材，モルタル及び堰の適用条件を考慮し施工する。シール材，モルタル及びブーツは壁の貫通口と貫通物のすき間に施工し，壁と貫通部を接合する構造とする。堰は貫通部の周りに設置し，貫通部への溢水の伝播を防止する構造とする。

1

第 2－1 表 貫通部止水処置の構造計画（1/5）

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-7 R2

設備名称

配置図

貫通部止水処置2

第 2－1 表 貫通部止水処置の構造計画（2/5）

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-7 R2

設備名称

配置図

貫通部止水処置3

第 2－1 表 貫通部止水処置の構造計画（3/5）

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-7 R2

設備名称

配置図

貫通部止水処置4

第 2－1 表 貫通部止水処置の構造計画（4/5）

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-7 R2

設備名称

配置図

貫通部止水処置5

第 2－1 表 貫通部止水処置の構造計画（5/5）

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-7 R2

設備名称計画の概要
主体構造

対策説明図

支持構造

貫通部止水処置6

壁貫通物支持点

支持点
止水処置

第 2－1 図 貫通部止水処置の概要図
2.3 評価方針
貫通部止水処置の耐震評価は，Ｖ-2-1-9「機能維持の設計方針」の「3.1 構造強度上の制限」

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-7 R2

及び「4.4 止水性の維持」にて設定している。荷重及び荷重の組み合わせ並びに許容限界を踏まえて，貫通部止水処置の評価対象部位に作用する荷重が許容限界内にあることを，「3. 地震応答解析」及び「4. 耐震評価」に示す方法により，「5. 評価条件」に示す評価条件を用いて計算し，「6. 評価結果」にて確認する。
貫通部止水処置の耐震重要度分類はＶ-2-1-4「重要度分類及び重大事故等対処施設の施設区分の基本方針」により，耐震Ｓクラス及び耐震Ｃクラスである。
貫通部止水処置の耐震評価フローを第 2-2 図に示す。
貫通部止水処置の耐震評価においては，その構造を踏まえ，主荷重の作用方向及び伝達過程を考慮し，評価対象部位を選定する。貫通部止水処置に作用する荷重は基準地震動Ｓｓによる地震力を用いる。貫通部止水処置の許容限界は，評価対象部位の損傷モードごとに貫通部止水処置の寸法より計算にて算出される許容付着荷重及び設計値としての許容圧縮荷重について，妥当な安全余裕を確保した許容荷重とする。

7

評価対象部位の選定

基準地震動Ｓｓ

設計用地震力地震応答解析

荷重及び荷重の組み合わせの設定

許容限界の設定

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-7 R2

評価方法の設定

評価条件の設定

耐震評価

耐震評価結果の確認

第 2-2 図 貫通部止水処置の耐震評価フロー
2.4 適用規格
適用する規格及び指針を以下に示す。
・「発電用原子力設備規格 設計・建設規格(2005 年版(2007 年追補版を含む))<第Ⅰ編
軽水炉規格>

JSME S NC1-2005/2007」 (日本機械学会)・「原子力発電所耐震設計技術指針 JEAG4601-1987」（社）日本電気協会
・「原子力発電所耐震設計技術指針 重要度分類・許容応力編 JEAG4601・補-1984」（社）日本電気協会
・「原子力発電所耐震設計技術指針 JEAG4601-1991 追補版」
（社）日本電気協会
・「コンクリート標準示方書 [構造性能照査編]」（（社）土木学会，2002 年）

83.

地震応答解析
地震時に貫通部止水処置に作用する反力を算出するためにⅤ-2-1-6「地震応答解析の基本方針」に基づき，配管の地震応答解析を行う。

4.

耐震評価

4.1 基本方針
貫通部止水処置の耐震評価は，「4.2 評価対象部位」に示す評価対象部位に対し，「4.3 荷重及び荷重の組合せ」及び「4.4 許容限界」に示す荷重及び荷重の組み合わせ並びに許容限界を踏まえ，「4.5 評価方法」に示す方法を用いて評価を行う。
4.2 評価対象部位
貫通部止水処置の評価対象部位は，「2.2 構造概要」にて設定している構造に従って，地震荷重の作用方向及び伝達過程を考慮し選定する。
シール材については，貫通部に適用するシール材の耐震性を満足させるための当該壁の貫通NT2 補② Ⅴ-2-10-2-7 R2

部直近に支持構造物を設置することとしており，地震時は建屋と貫通物が一体で動くことから，建屋と貫通物の建屋間相対変位の影響も軽微である。また，電線管，ケーブルトレイ内に適用するシール材は，柔軟性及び余長を有するケーブルのすき間に充填することとしており，地震時にケーブルに発生する荷重は，シール材接着部の許容荷重に対して十分に小さく地震による影響は軽微である。このため，地震によるシール材への影響は軽微であり，健全性が損なわれることはない。
ブーツについては，伸縮性ゴムを使用しており，配管の地震変異に対しても十分な伸縮性を有しているため地震による影響は軽微であり，健全性が損なわれることはない。
堰については，資料Ⅴ-2-別添 2-5「浸水防止堰の耐震性についての計算書」にて耐震性を確認した堰と同様の構造とすることとし，健全性が損なわれることはない。
モルタルについては，地震時に貫通物の反力が直接作用することが考えられる。
以上より，貫通部止水処理のうちモルタルを用いた貫通部を評価対象部位として，最大荷重がモルタルに作用する貫通部止水処理を代表として評価する。
モルタルを用いた貫通部のうち，貫通物がないため埋め戻しを行っている貫通部は貫通物の追従により生じる荷重がないため，貫通物が通っている場合の評価に包絡される。
4.3 荷重及び荷重の組合せ
耐震評価に用いる荷重及び荷重の組み合わせは，Ｖ-2-1-9「機能維持の基本方針」に示す荷重及び荷重の組合せを用いる。
(1) 荷重の種類
耐震評価に用いる荷重は，以下の荷重を用いる。
ａ．死荷重(Ｄ)
配管質量による死荷重とする。
9ｂ．地震荷重(Ｓｓ)地震荷重として，基準地震動Ｓｓによる地震力を考慮する。
(a) モルタルに作用する地震荷重
モルタルに作用する荷重については，せん断荷重及び圧縮荷重を考慮する。発生するせん断荷重及び圧縮荷重については，貫通物による地震荷重及び貫通軸上貫通物による地震荷重から算出する。モルタルに付加される荷重の考え方を示した模式図を第 4-1 図に示す。
イ．貫通物による地震荷重
モルタルに作用する地震荷重の計算に用いる配管反力は３次元はりモデルにより算出する。
ケーブルトレイ及び電線管については，壁と一体に動く構造となっており，地震時のケーブルトレイ及び電線管の揺れによる貫通部への影響は小さいが，保守的に配管と同様の評価を行う。

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-7 R2

ロ．貫通軸上配管による地震荷重
貫通軸上配管による地震荷重については，貫通物の周りをモルタルで固定しており，壁と一体に動く構造となっていることから，評価用加速度にはその配管の設置床面の最大応答加速度の 1.2 倍の加速度を用いて計算する。
ハ．モルタルに作用するせん断荷重及び圧縮荷重
モルタルに作用するせん断荷重ＦＳ及び圧縮荷重ＦＣについては，３次元はりモデルにより算出した配管反力及び貫通軸上配管による地震荷重から算出する。式の記号の定義は，「4.5 評価方法」にまとめて示す。
せん断荷重は水平反力と貫通軸上の配管の質量から次のとおり算出する。

圧縮荷重は配管の水平反力と鉛直反力から次のとおり算出する。

10

第 4-1 図 地震荷重模式図(1) 荷重の種類

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-7 R2

耐震評価に用いる荷重の組合せは，貫通部止水処置の評価対象部位ごとに設定する。荷重の組合せを第 4-1 表に示す。
第 4-1 表 荷重の組合せ
許容応力状態

荷重の組合せ評価対象部位

Ｄ＋Ｓｓ

モルタル短期許容応力度を基本とする。
4.4 許容限界

モルタルの許容限界は，Ｖ-2-1-9「機能維持の基本方針」の「3.1 構造強度上の制限」に示す許容限界を踏まえ，「4.2 評価対象部位」に設定している評価対象部位ごとに，機能損傷モードを考慮し，計算により算出する許容付着荷重及び許容圧縮荷重を用いる。
評価対象部位の許容限界を第 4-2 表に示す。
第 4-2 表に示す許容付着荷重ｆＳ，付着強度ｆ’bok 及び許容圧縮荷重ｆＣは，Ｖ-2-1-9「機能維持の基本方針」の「3.1 構造強度上の制限」のとおり，モルタルの許容限界は，「コンクリート標準示方書 [構造性能照査編]」（（社）土木学会，2002 年）に定める計算式を用いて算出する。圧縮強度ｆ’ck は設計値を用いる。
式中の軌道の定義は「4.5 評価方法」にまとめて示す。
ｆＳ＝ｆ’bok × Ｓ × Ｌ／γＣ
ｆＣ＝ｆ’ck × Ａ／γＣｆ’bok＝0.28 × ｆ’ck2/3 × 0.4＝
ｆ’ck ＝γＣ ＝
11N/mm2

第 4-2 表 モルタルの許容限界
耐震クラス

モルタル

荷重の組合せＳ

許容応力状態

付着荷重

圧縮荷重

ｆＳ

ｆＣ

短期許容応力度を

Ｄ＋Ｓｓ

Ｃ（Ｓｓ）

許容荷重（注１）基本とする。

（注１）当該の荷重が生じない場合，規格基準で省略可能とされている場合及び他の荷重で代表可能である場合は評価を省略する。
4.5 評価方法
モルタルの耐震評価は，「4.3 荷重及び荷重の組合せ」にて示す荷重の組合せに対して，「3.
地震応答解析」で示した地震応答解析により発生応力を算出し，「4.4 許容限界」にて設定している許容限界に収まることを確認する。モルタルの合計せん断荷重及び合計圧縮荷重の算出
方法については「4.5 (2) モルタルの耐震評価」に示す。
(1) 記号の定義
NT2 補② Ⅴ-2-10-2-7 R2モルタルの耐震評価に用いる記号を第 4-3 表に示す。
第 4-3 表 モルタルの耐震評価に用いる記号記号

単位定義

ＦＳ

ｋＮ

配管反力によりモルタルに生じるせん断荷重

ＦＳ＿totalｋＮ

モルタル部に生じる合計せん断荷重

ＦＣｋＮ

配管反力によりモルタルに生じる圧縮荷重

ＦＣ＿totalｋＮ

モルタル部に生じる合計圧縮荷重

ＦＶ

Ｎ

基準地震動Ｓｓにより生じる鉛直反力

ＦＨ

Ｎ

基準地震動Ｓｓにより生じる水平反力

ＦＨ１

Ｎ

壁貫通配管の軸方向荷重として作用するＦＨ

ＦＨ２

Ｎ

壁貫通配管の軸直方向荷重として作用するＦＨ

ｆＳ

ｋＮ

モルタルの許容付着荷重

ｆＣ

ｋＮ

モルタルの許容圧縮荷重

ｆ’ck

Ｎ／ｍｍ

２

モルタル圧縮強度

ｆ’bok

Ｎ／ｍｍ２

モルタル付着強度Ｓｍｍ

貫通物の周長Ｌｍｍ

モルタルの充填深さ

Ａｍｍ２

貫通物の投影面積

γＣ－材料定数12

(2) モルタルの耐震評価
モルタルの耐震評価では，「4.3 荷重及び荷重の組合せ」に示す配管による地震荷重及び貫通軸上配管による地震荷重により，モルタルに作用する合計せん断荷重及び合計圧縮荷重を算出する。モルタルに作用する合計せん断荷重ＦＳ＿total 及び合計圧縮荷重ＦＣ＿total の算出式を以下に示す。
ＦＳ＿total＝ＦＳ ， ＦＣ＿total＝ＦＣ
5.

評価条件「4. 耐震評価」に用いる評価条件を第 5-1 表に示す。また，モルタルに作用する地震荷重の計算に用いる配管反力及び固有振動数は３次元はりモデルにより算出することとし，その解析モ
デルを第 5-1 図，配管諸元を第 5-2 表，質点質量を第 5-3 表に示す。
第 5-1 表 耐震評価に用いる評価条件

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-7 R2（モルタル）
貫通配管のモルタルの貫通物の貫通部

貫通部箇所

周長

充填深さ

投影面積

貫通物のNo.

（貫通物仕様）ＳＬＡ

外径２（ｍｍ）

（ｍｍ）

（ｍｍ ）

1596

1500762000

モルタル

基準地震動Ｓｓにより生じる
３次元はりモデルによる配管反力
水平軸方向

水平軸直方向

鉛直方向

ＦＨ１

ＦＨ２ＦＶ

（Ｎ）

（Ｎ）

（Ｎ）

13508

第 5-1 図 解析モデル

14

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-7 R2

第 5-2 表 配管緒元
名

称

単位

節点 41 から 8239

外径ｍｍ

508

厚さｍｍ

9.5

材

料

－SUS304TP

縦弾性係数×１０５ＭＰａ

1.95

最高使用圧力ＭＰａ

1.04

最高使用温度℃

66

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-7 R2/E

第 5-3 表 質点質量

156.

評価結果
モルタルに作用するせん断荷重及び圧縮荷重の耐震評価結果を，第 6-1 表に示す。
発生値は許容値を満足しており，基準地震動Ｓｓによる地震力に対して，溢水伝播を防止する機能を維持するために，十分な構造強度を有することを確認した。
第 6-1 表 耐震評価結果
評価対象設備

評価対象部位

荷重

発生値

せん断荷重
貫通部

モルタル許容値

判定
○（ｋＮ）
圧縮荷重

○

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-7 R2/E

（ｋＮ）

16