6.10 津波監視設備に関する補足説明
6.10.1 津波・構内監視カメラの設計に関する補足説明
6.10.1.1 概要
本資料は，津波監視設備のうち津波・構内監視カメラの耐震計算の詳細について説明するものである。津波・構内監視カメラは，地震後の繰返しの襲来を想定した津波に対し，昼夜問わず敷地への津波の襲来状況を監視するために設置する。このため，耐震性に関する設計としては，基準地震動Ｓｓによる地震力に対して津波監視機能が維持できる設計とする。また，風及び積雪による荷重を考慮するとともに波力及び漂流物の影響を受けない位置へ設置する設計とする。対象となる津波・構内監視カメラの配置を図 6.10.1-1 に示す。

6.10.1-1

図 6.10.1-1 津波・構内監視カメラ配置図6.10.1-2

6.10.1.2 基本方針
津波・構内監視カメラの耐震計算は，添付書類「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，津波・構内監視カメラが設計用地震力に対して十分な構造強度及び電気的機能を有していることを確認する。
耐震計算に当たっては津波・構内監視カメラの構成機器を踏まえ評価対象機器を以下の通り設定する。
(1)カメラ本体(2)中央制御室制御盤(3)緊急時対策所制御盤(4)中央制御室監視モニタ(5)緊急時対策所監視モニタ

6.10.1-3

6.10.1.3 評価方法
(1)カメラ本体
a.一般事項図 6.10.1-2 にカメラ本体の概略構造図を示す。
平面

監視カメラ本体
取付ボルト

正面

側面
カメラ取付板

機器収納箱

プルボックス

監視カメラスタンション

カメラ取付ビス

取付ボルト
基礎ボルト

基礎部

基礎部

図 6.10.1-2 概略構造図(カメラ本体)

b.評価条件＜設計用地震力＞
設置場所（原子炉建屋屋上＊）の最大応答加速度を適用する。
Ｓｓ 水平方向震度（ＣＨ）:2.45
鉛直方向震度（ＣＶ）:1.88
注記 ＊:据付場所が異なるため，包絡する原子炉建屋屋上の設計用地震力で評価する。
＜雰囲気温度＞
40℃ （屋外）

6.10.1-4

c.固有周期①水平方向の固有周期は次式にて求める。

Ｔ＝2・π・

ｍ
・
1000

(

ｈ
ｈ3
＋
3・Ｅ・Ｉ
Ａｓ・Ｇ

)

②鉛直方向は十分な剛性を有していることから，固有周期の計算を省略する。
ここでＥ：縦弾性係数
Ｉ：断面二次モーメントＡｓ：最小有効せん断断面積
Ｇ：せん断弾性係数
ｍ：質量ｈ：据付面から重心までの距離
縦弾性係数 E をＪＳＭＥ ＮＣ１ 付録図表 Part6 表 1 より，比例法を用いて求める。
20℃におけるＥ：195000 MPa, 50℃におけるＥ：193000 MPa
40℃におけるＥ=195000+(195000-193000)/(20-50)×(40-20)=193667=1.94×105 (MPa)
断面二次モーメントＩ=1.83×108 (m4)最小有効せん断断面積Ａｓ=2・(a-2・2t)・t
ここで
ａ：鋼材幅
ｔ：鋼材厚さＡｓ=2×(300-2×2×12)×12=6048 (mm2)
せん断弾性係数Ｇ=Ｅ/(2×(1+ν))
ここでν：ポアソン比
Ｇ=194000/(2×(1+0.3))=74615.38462=74600 (MPa)=7.46×104 (MPa)6.10.1-5

上記より，水平方向の固有周期Ｔは

固有周期は 0.05 秒以下であり，剛であることを確認した。
d.応力計算＜自然現象の荷重の組み合わせ＞
津波・構内監視カメラ（カメラ本体）は屋外に設置されるため，耐震計算に考慮する荷重の組合せは以下のとおりとする。
基準地震動（Ｓｓ）＋風荷重（Ｐｋ）＋0.35×積雪荷重（Ｐｓ）＜風荷重＞
津波・構内監視カメラ（カメラ本体）に作用する風荷重ＰＫは次式にて求める。
ＰＫ=ｑ×Ｂ×Ｈ×Ｃｆ
ここで
ｑ：減速圧
Ｂ：被対象物幅
Ｈ：被対象物高さ
Ｃｆ：風力係数

減速圧ｑは次式にて求める。
ｑ=0.6×Ｅ×Ｖ０2
ここで
Ｅ：速度圧の高さ方向の分布を示す係数
Ｖ０：基準風速= 30 m/s

速度圧の高さ方向の分布を示す係数Ｅは次式にて求める。
Ｅ=Ｅｒ2×Ｇｆ
ここでＥｒ：平均風速の高さ方向の分布を示す係数
Ｇｆ：ガスト影響係数 = 2
平均風速の高さ方向の分布を示す係数Ｅｒは次式にて求める。
Ｅｒ=1.7×(Ｈａ/ＺＧ)α
ここで
Ｈａ：建物高さ = GL.58.4749 m
ＺＧ：地表面粗度区分に応じて求められる係数 = 350 m
6.10.1-6α：地表面粗度区分に応じて求められる係数 = 0.15
以上より，減速圧 q は
Ｅｒ=1.7×(58.4749/350)0.15=1.299822=1.3
Ｅ=1.32×2=3.38
ｑ=0.6×3.38×302=1825.2=1826 N/mm2

6.10.1-7

＜津波・構内監視カメラ（カメラ本体）への受風角度及び各種値＞
以下に津波・構内監視カメラ（カメラ本体）の受風角度及び各種値（Ｂ,Ｈ,Ｃｆ）を示す。
なお，風力係数Ｃｆは日本建築学会 建築物荷重指針・同解説（2004）の値を使用する。
カメラ本体正面

カメラ本体側面①①（被対象物）①監視カメラ
②機器収納箱③②③②③プルボックス
④架台
⑤架台下部

④

④

⑤

⑤

①監視カメラ垂直断面①監視カメラ
被対象物幅Ｂ1
Ｂ1=0.1788 m
被対象物高さＨ1

Ｈ１90°

Ｈ1=0.2949 m
風力係数Ｃｆ1

Ｂ１
45°

水平断面積形状：円形
Ｃｆ1=1.20°②機器収納箱垂直断面②機器収納箱
被対象物幅Ｂ2
Ｂ2=0.48 m

Ｈ２

被対象物高さＨ2
Ｈ2=0.3 m

Ｂ２

風力係数Ｃｆ2
水平断面積形状：長方形
0Cfy2=2.4(0°)

90°45Cfx2=0.7(45°)
45Cfy2=1.6(45°)

45°

90Cfx2=0.8(90°)

0°6.10.1-8

③プルボックス

垂直断面③プルボックス
被対象物幅Ｂ3
Ｂ3=0.25 m

Ｈ３

被対象物高さＨ3
Ｈ3=0.25 m

90°

Ｂ３

風力係数Ｃｆ3
水平断面積形状：長方形

45°

0Cfy3=0.8(0°)
45Cfx3=1.6(45°)

0°45Cfy3=0.7(45°)
90Cfx3=2.4(90°)

④架台

垂直断面

④架台
被対象物幅Ｂ4
Ｂ4=0.3 m
被対象物高さＨ4

Ｈ４

Ｈ4=0.95 m

90°

風力係数Ｃｆ4
水平断面積形状：正方形

45°

Ｂ４
0°

0Cfy4=2.1(0°)
45Cfx4=1.6(45°)
45Cfy4=1.6(45°)
90Cfx4=2.1(90°)⑤ 架台下部

垂直断面⑤架台下部
被対象物幅Ｂ5
Ｂ5=0.7 m

Ｈ５

被対象物高さＨ5
Ｈ5=0.25 m

90°
Ｂ５

風力係数Ｃｆ5
水平断面積形状：L 形
0Cfy5=1.9(0°)
45Cfx5=2.3(45°)

45°

45Cfy5=2.3(45°)
90Cfx5=1.9(90°)

0°6.10.1-9

各被対象物①〜⑤の風荷重ＰＫを求める。
①監視カメラの風荷重ＰＫ1
ＰＫ1=q×Ｂ1×Ｈ1×Ｃｆ1=1826×0.1788×0.2949×1.2=115.5 N②機器収納箱の風荷重ＰＫ2
ＰＫ2=q×Ｂ2×Ｈ2×(0Cfy2,45Cfx2,45Cfy2,90Cfx2)
0Pky2=1826×0.48×0.3×2.4=631.1 N
45Pkx2=1826×0.48×0.3×0.7=184.1 N
45Pky2=1826×0.48×0.3×1.6=420.7 N
90Pkx2=1826×0.48×0.3×0.8=210.4 N③プルボックスの風荷重ＰＫ3
ＰＫ3=q×Ｂ3×Ｈ3×(0Cfy3,45Cfx3,45Cfy3,90Cfx3)
0Pky3=1826×0.25×0.25×0.8=91.3 N
45Pkx3=1826×0.25×0.25×1.6=182.6 N
45Pky3=1826×0.25×0.25×0.7=79.89 N
90Pkx3=1826×0.25×0.25×2.4=273.9 N④架台の風荷重ＰＫ4
ＰＫ4=q×Ｂ4×Ｈ4×(0Cfy4,45Cfx4,45Cfy4,90Cfx4)
0Pky4=1826×0.3×0.95×2.1=1093 N
45Pkx4=1826×0.3×0.95×1.6=832.7 N
45Pky4=1826×0.3×0.95×1.6=832.7 N
90Pkx4=1826×0.3×0.95×2.1=1093 N6.10.1-10

⑤架台下部の風荷重ＰＫ5
ＰＫ5=q×Ｂ5×Ｈ5×(0Cfy5,45Cfx5,45Cfy5,90Cfx5)
0Pky5=1826×0.7×0.25×1.9=607.1 N
45Pkx5=1826×0.7×0.25×2.3=735.0 N
45Pky5=1826×0.7×0.25×2.3=735.0 N
90Pkx5=1826×0.7×0.25×1.9=607.1 N
各被対象物①〜⑤に作用する風荷重を風角度ごとに足し合わせる。
風角度 0°（Y 方向風）
0Pk=Pk1+0Pky2+0Pky3+0Pky4+0Pky5=115.5+631.1+91.3+1093+607.1=2538 N風角度 45°（X-Y 方向風）
45Pk=Pk1+√((45Pkx2)2+(45Pky2)2)+ √((45Pkx3)2+(45Pky3)2) + ((45Pkx4)2+(45Pky4)2)+ √((45Pkx5)2+(45Pky5)2)=115.5+√(184.12+420.72) +√(182.62+79.892) +√(832.72+832.72) +√(7352+7352)=2991 N風角度 90°（X 方向風）
90Pk=Pk1+90Pkx2+90Pkx3+90Pkx4+90Pkx5=115.5+210.4+273.9+1093+607.1=2300N
風荷重Ｐｋは各角度の風荷重のうち，厳しいものとする。
Ｐｋ=Max(0Pk,45Pk,90Pk)=Max(2538,2991,2300)=2991 N6.10.1-11

＜積雪荷重＞カメラ本体（架台を含む）に作用する積雪荷重ＰＳは次式にて求める。
Ｐｓ=ｄｓ・ρｓ・Ａ
ここで
ｄｓ：垂直堆積量= 30 cmρｓ:単位荷重= 20 N/cm/m2

Ａ：水平投影面積
Ａ=a×b=800×800=640000 mm2=0.64 m2

ａ

ｂ

以上より，
Ｐs=30×20×0.64=384 N

6.10.1-12

＜応力計算＞①引張応力
基礎ボルトに作用する引張力Ｆｂ(ｍ・g＋0.35Ｐｓ)・ＣＨ・ｈ＋Ｐｋ・ｈ-(ｍ・g＋0.35Ｐｓ)・(1-ＣＶ)・ 2
Ｆｂ＝
ｎf ・（ 1＋ 2）=((355×9.80665+0.35×384) ×2.45×1494.9+2991×1494.9-(355×9.80665+0.35×384)
×(1-1.88) ×300)/(2×(300+300))=15557.12=15560 N
基礎ボルトに作用する引張応力σｂ
Ｆｂ
σｂ＝
Ａｂ
=15560/201.1=77.37444=78 MPa②せん断応力
基礎ボルトに作用するせん断力ＱｂＱｂ＝（ｍ・ｇ＋0.35Ｐｓ）
・ＣＨ=(355×9.80665)+0.35×384) ×2.45=8858.614=8859 N
基礎ボルト 1 本あたりにに生じるせん断応力

τb＝

Ｑｂ＋Ｐｋ
ｎ・Ａｂ

=(8859+2990)/(4×201.1)=14.73023=15 MPa③Ｆ値
設計温度における使用部材の設計降伏点Ｓｙと設計引張強さＳｕは 2005 設計・建設規格第Ⅰ編

付録図表 Part5 表 8,表 9 より40℃におけるＳｙ=205 MPa
40℃におけるＳｕ=520 MPa

Ｆ1=Min(Ｓｙ,0.7Ｓｕ)

6.10.1-13

=Min(205,0.7×520)=Min(205,64)=205 MPa④許容引張応力許容引張応力 fｔｓ1
fｔｓ1=Min(1.4×fｔｏ-1.6×τb1, fｔｏ1)
fｔｏ1=Ｆ1/2×1.5×0.8=205/2×1.5×0.8=123
fｔｓ1=Min(1.4×123-1.6×15,123)=Min(148,123)=123 MPa
注：JEAG4601・補−1984 に基づき，後施工アンカの許容応力は 20%低減を考慮する。
⑤許容せん断応力
許容せん断応力 fｓｂ1
fｓｂ1=Ｆ1/(1.5×√3)×1.5×0.8=205/(1.5×√3)×1.5×0.8=94.685444=94 MPa
注：JEAG4601・補−1984 に基づき，後施工アンカの許容応力は 20%低減を考慮する。
⑥応力評価結果
カメラ本体の応力評価結果を表 6.10.1-1 に示す。
表 6.10.1-1 カメラ本体の応力評価結果
部位
基礎ボルト

評価応力

発生応力

許容応力

判定

(MPa)

(MPa)

発生応力≦許容応力

*

引張

78

123

OK

せん断

15

94

OK

注記 ＊：ƒｔｓ1＝Min[1.4・ƒｔｏ1−1.6・τｂ1， ƒｔｏ1]より算出

6.10.1-14

(2)中央制御室制御盤
a.一般事項図 6.10.1-3 に津波・構内監視カメラ（中央制御室制御盤）の概略構造図を示す。
平面
壁

中央制御室制御盤
正面

側面
基礎ボルト

壁

図 6.10.1-3 概略構造図(中央制御室制御盤)
b.計算条件＜設計用地震力＞
壁掛形の盤なので設置場所（中央制御室）上階の最大応答加速度を適用する。
Ｓｓ

水平方向震度（ＣＨ）:1.55
鉛直方向震度（ＣＶ）:1.17＜雰囲気温度＞
40℃ （中央制御室）

6.10.1-15

c.固有周期
津波・構内監視カメラ（中央制御室制御盤）の固有周期は，振動試験装置による共振検索
試験にて求める。結果，固有周期は 0.05 秒以下であることを確認したため剛である。
d.応力計算①引張応力
水平方向の引張力Ｆｂ11
Ｆｂ11＝

ｍ1・
（１＋ＣＶ）
・ｈ1・g＋

ｎfV1・ 21ｍ1・ＣＨ・ｈ1・g
ｎfH1・ 31=(303×(1+1.17) ×165×9.80665)/(2×1800)+(303×1.55×165×9.80665)/(6×820)=449.9912=450 N
鉛直方向の引張力Ｆｂ21
Ｆｂ21＝

ｍ1・
（１＋ＣＶ）
・ｈ1・g＋ｍ1・ＣＨ・ 11・g
ｎfV1・ 21=(303×(1+1.17)×165×9.80665+303×1.55×879×9.80665)/(2×1800)=1420.089=1420 N
ボルトに作用する引張力Ｆｂ1
Ｆｂ1=Max(Ｆｂ11, Ｆｂ21)=Max(450,1420)=1420 N
ボルトに作用する引張応力σｂ1

σｂ1＝

Ｆｂ1
Ａｂ1

=1420/201.1=7.061163=7 MPa②せん断応力
水平方向地震によるせん断力Ｑｂ11
Ｑｂ11＝ｍ1・ＣＨ・g
6.10.1-16

=303×1.55×9.80665=4605.693=4606 N
鉛直方向地震によるせん断力Ｑｂ21
Ｑｂ21＝ｍ1・（１＋ＣＶ）
・g=303×(1+1.17)×9.80665=6447.970=6448 N
ボルトに作用するせん断力Ｑｂ1
Ｑｂ1=√(Ｑｂ112+Ｑｂ212)=√(46062+64482)=7924.137=7924 N
ボルト 1 本あたりに作用するせん断応力τb
Ｑｂ1

τｂ1＝

ｎ1・Ａｂ1=7925/(12×201.1)=3.284021=4 N③Ｆ値
設計温度における使用部材の設計降伏点Ｓｙと設計引張強さＳｕは 2005 設計・建設規格第Ⅰ編

付録図表 Part5 表 8,表 9 より40℃におけるＳｙ=205 MPa
40℃におけるＳｕ=520 MPa

Ｆ1=Min(Ｓｙ,0.7Ｓｕ)=Min(205,0.7×520)=Min(205,364)=205 MPa④許容引張応力許容引張応力 fｔｓ1
fｔｓ1=Min(1.4×fｔｏ1-1.6×τb1, fｔｏ1)

6.10.1-17

fｔｏ1=Ｆ1/2×1.5×0.8=205/2×1.5×0.8=123
fｔｓ1=Min(1.4×123-1.6×4,123)=Min(165,123)=123 MPa
注：JEAG4601・補−1984 に基づき，後施工アンカの許容応力は 20%低減を考慮する。
⑤許容せん断応力
許容せん断応力 fsb1
fｓｂ1=Ｆ1/(1.5×√3)×1.5×0.8=205/(1.5×√3)×1.5×0.8=94.685444=94 MPa
注：JEAG4601・補−1984 に基づき，後施工アンカの許容応力は 20%低減を考慮する。
⑥応力評価結果
中央制御室制御盤の応力評価結果を表 6.10.1-2 に示す。
表 6.10.1-2 中央制御室制御盤の応力評価結果
部位
基礎ボルト

発生応力

許容応力

判定

(MPa)

(MPa)

発生応力≦許容応力

引張

7

123*

OK

せん断

4

94

OK

評価応力

注記 ＊：ƒｔｓ1＝Min[1.4・ƒｔｏ1−1.6・τｂ1， ƒｔｏ1]より算出

6.10.1-18

(3)緊急時対策所制御盤
a.一般事項図 6.10.1-4 に津波・構内監視カメラ（緊急時対策所制御盤）の概略構造図を示す。
正面

側面

緊急時対策所制御盤

取付ボルト

基礎ボルト

床
チャンネルベース（長辺方向）（短辺方向）

図 6.10.1-4 概略構造図(緊急時対策所制御盤)

b.計算条件＜設計用地震力＞
設置場所（緊急時対策所）の最大応答加速度を適用する。
Ｓｓ 水平方向震度（ＣＨ）:1.54
鉛直方向震度（ＣＶ）:1.36＜雰囲気温度＞
40℃ （緊急時対策所）
c.固有値解析
津波・構内監視カメラ（緊急時対策所制御盤）の固有周期は，振動試験装置による共振検索試
験にて求める。結果，固有周期は 0.05 秒以下であることを確認したため剛である。

6.10.1-19

d.応力計算
基礎ボルト(i=1)，取付ボルト(i=2)それぞれについて計算する。
①引張応力＜基礎ボルト(i=1)＞
長辺方向の引張力Ｆｂ1-1

Ｆｂ1-1＝

ｍ1・ＣＨ・ｈ1・g−ｍ1・（1−ＣＶ）
・ 21・gｎf1・（ 11＋ 21）=(217×1.54×701×9.80665-217×(1-1.36)×298×9.80665)/(2×(292+298))=2140.342=2140 N
短辺方向の引張力Ｆｂ1-2

Ｆｂ1-2＝（1−ＣＶ）
・ 21・gｍ1・ＣＨ・ｈ1・g−ｍ1・
ｎf1・（ 11＋ 21）=(217×1.54×701×9.80665-217×(1-1.36)×212×9.80665)/(3×(188+212))=2049.767=2050 N
基礎ボルトに作用する引張力Ｆｂ1
Ｆｂ1=Max(Ｆｂ1-1, Ｆｂ1-2)=Max(2140,2050)=2140 N
基礎ボルトに生じる引張応力σｂ1

σｂ1＝

Ｆｂ1
Ａｂ1

=2140/201.1=10.64147=11 MPa＜取付ボルト(i=2)＞
長辺方向の引張力Ｆｂ2-1

Ｆｂ2-1＝（1−ＣＶ）
・ 22・gｍ2・ＣＨ・ｈ2・g−ｍ2・
ｎf2・（ 12＋ 22）=(198×1.54×648×9.80665-198×(1-1.36)×298×9.80665)/(2×(292+298))=1818.632=1819 N6.10.1-20

短辺方向の引張力Ｆｂ2-2

Ｆｂ2-2＝ｍ2・ＣＨ・ｈ2・g−ｍ2・（1−ＣＶ）
・ 22・gｎf2・（ 12＋ 22）=(198×1.54×648×9.80665-198×(1-1.36)×212×9.80665)/(2×(188+212))=2607.337=2607 N
取付ボルトに作用する引張力Ｆｂ2
Ｆｂ2=Max(Ｆｂ2-1, Ｆｂ2-2)=Max(1819,2607)=2607 N
取付ボルトに生じる引張応力σｂ2

σｂ2＝

Ｆｂ2
Ａｂ2

=2607/113.1=23.0504=23 MPa②せん断応力＜基礎ボルト(i=1)＞
水平方向地震によるせん断力Ｑｂ1
Ｑｂ1＝ｍ1・ＣＨ・g=217×1.54×9.80665=3277.186=3277 N
基礎ボルト 1 本あたりに生じるせん断応力τb1

τｂ1＝

Ｑｂ1
ｎ1・Ａｂ1=3277/(10×201.1)=1.62953=2 MPa＜取付ボルト(i=2)＞
水平方向地震によるせん断力Ｑｂ2
Ｑｂ2＝ｍ2・ＣＨ・g
6.10.1-21

=198×1.54×9.80665=2990.244=2990 N
取付ボルト 1 本あたりに生じるせん断応力τb2

τｂ2＝

Ｑｂ2
ｎ2・Ａｂ2=2990/(8×113.1)=3.30459=4 MPa③Ｆ値
設計温度における使用部材の設計降伏点Ｓｙと設計引張強さＳｕは 2005 設計・建設規格第Ⅰ編

付録図表 Part5 表 8,表 9 より40℃におけるＳｙ=205 MPa
40℃におけるＳｕ=520 MPa

Ｆi=Min(Ｓｙ,0.7Ｓｕ)=Min(205,0.7×520)=Min(205,364)=205 MPa④許容引張応力＜基礎ボルト(i=1)＞
許容引張応力 fｔｓ1
fｔｓ1=Min(1.4×fto1-1.6×τb1, fto1)
fｔｏ1=Ｆ1/2×1.5×0.8=205/2×1.5×0.8=123
fｔｓ1=Min(1.4×123-1.6×2,123)=Min(169,123)=123 MPa
注：JEAG4601・補−1984 に基づき，後施工アンカの許容応力は 20%低減を考慮する。
＜取付ボルト(i=2)＞
許容引張応力 fｔｓ2
fｔｓ2=Min(1.4×fto2-1.6×τb2, fto2)
fｔｏ2=Ｆ2/2×1.5=205/2×1.5

6.10.1-22

=153.75=153
fｔｓ2=Min(1.4×153-1.6×4,153)=Min(208,153)=153 MPa⑤許容せん断応力＜基礎ボルト(i=1)＞
許容せん断応力 fｓｂ1
fｓｂ1=Ｆ1/(1.5×√3)×1.5×0.8=205/(1.5×√3)×1.5×0.8=94.68544=94 MPa
注：JEAG4601・補−1984 に基づき，後施工アンカの許容応力は 20%低減を考慮する。
＜取付ボルト(i=2)＞
許容せん断応力 fｓｂ2
fｓｂ2=Ｆ2/(1.5×√3) ×1.5
=205/(1.5×√3) ×1.5
=118.3568=118 MPa⑥応力評価結果
緊急時対策所制御盤の応力評価結果を表 6.10.1-3 に示す。
表 6.10.1-3 緊急時対策所制御盤の応力評価結果
部位
基礎ボルト

取付ボルト

発生応力

許容応力

判定

(MPa)

(MPa)

発生応力≦許容応力

引張

11

123*

OK

せん断

2

94

OK

引張

23

153*

OK

せん断

4

118

OK

評価応力

注記 ＊：ƒｔｓi＝Min[1.4・ƒｔｏi−1.6・τｂi， ƒｔｏi]より算出

6.10.1-23

(4) 中央制御室監視モニタ及び緊急時対策所監視モニタ
a.一般事項図 6.10.1-5 に津波・構内監視カメラ（中央制御室監視モニタ及び緊急時対策所監視モニタ）の概略構造図を示す。

側面

正面
監視モニタ
ベルト

取付治具
取付ボルト

机

（側面方向）（正面方向）

図 6.10.1-5 概略構造図(監視モニタ)
b.固有値解析
津波・構内監視カメラ（中央制御室監視モニタ及び緊急時対策所監視モニタ）の固有周期
は，表示モニタを取付治具に取付けた状態で振動試験装置による共振検索試験にて求める。
結果，固有周期は 0.05 秒以下であることを確認したため剛である。
c.評価方針中央制御室監視モニタ及び緊急時対策所監視モニタは，建屋床に取り付けられた剛構造の机に固定する構造であるため，耐震計算書では，設置する建屋の地震応答解析結果を用いた
津波・構内監視カメラ監視モニタの電気的機能維持評価について示す。

6.10.1-24

6.10.2 取水ピット水位計及び潮位計の設計に関する補足説明
6.10.2.1 概要
本資料は，津波監視設備のうち取水ピット水位計及び潮位計の耐震計算の詳細について説明するものである。耐震計算に当たっては，添付書類「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，強度計算に当たっては，添付書類「Ⅴ-3-別添 3-1 津波への配慮が必要な施設の強度計算の方針」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，取水ピット水位計及び潮位計の耐震計算書及び強度計算書に示した評価について補足するものである。対象となる取水ピット水位計及び潮位計の配置を図 6.10.2-1 に示す

6.10.2-1

図 6.10.2-1 津波監視設備配置図

6.10.2-2

6.10.2.2 取水ピット水位計の設計に関する補足説明
a.一般事項
図6.10.2-2に取水ピット水位計の概略構造図を示す。
平面

躯体

側面

正面
取付ボルト

検出器本体

躯体

躯体

取水ピット水位計検出器取付座

図6.10.2-2 取水ピット水位計の概略構造図
b.評価条件＜設計用地震力＞
設置場所（海水ポンプ室）の最大応答加速度を適用する。
Ｓｄ 水平方向震度（ＣＨ）:0.61
鉛直方向震度（ＣＶ）:0.43
Ｓｓ 水平方向震度（ＣＨ）:1.10
鉛直方向震度（ＣＶ）:1.03
静的震度 水平方向震度（3.6・Ｃｉ）:0.58
鉛直方向震度（1.2・ＣＶ） :0.29＜雰囲気温度＞
40℃ （屋外）＜津波荷重水位＞
取水ピット水位計の津波荷重水位は添付書類「Ⅴ-1-1-2-2-3 入力津波の設定」にて設定している取水ピットの入力津波高さを元に設定する。
基準津波：T.P + 22 m

敷地に遡上する津波：T.P + 26 m
6.10.2-3

c.固有周期
取水ピット水位計の固有周期は，振動試験装置による共振検索試験にて求める。結果，固有周期は 0.05 秒以下であることを確認したため剛である。
d.応力計算＜耐震評価＞①引張応力
取付ボルトに作用する引張力Ｆｂ

Ｆｂ＝ｍ・ＣＨ・ｈ・g−ｍ・（1−ＣＶ）
・ 2 ・gｎf ・（ 1＋ 2）=(17.2×9.80665×1.10×183-17.2×9.80665×(1-1.03) ×110.9))/(2×(110.9+110.9))=77.80733=77.81 (N)取付ボルトに作用する引張応力σｂ
σｂ＝

Ｆｂ
Ａｂ

=77.81/201.1=0.3869219=1 (MPa)②せん断応力取付ボルトに作用するせん断力Ｑｂ
Ｑｂ＝ｍ・ＣＨ・g=17.2×1.10×9.80665=185.5418=185.5 (N)取付ボルトに作用するせん断応力τｂ
τｂ=

Ｑｂ
ｎ・Ａｂ

=185.5/(8×201.1)=0.1153033=1 (MPa)6.10.2-4③Ｆ値
設計温度における使用部材の設計降伏点Ｓｙと設計引張強さＳｕは 2005 設計・建設規格第Ⅰ編 付録図表 Part5 表 8,表 9 より40℃におけるＳｙ=235
40℃におけるＳｕ=400
Ｆ=Min(Ｓｙ,0.7Ｓｕ)=Min(235,0.7×400)=Min(235,280)=235 MPa④許容引張応力許容引張応力 fｔｓ

fｔｓ=Min(1.4×fｔｏ-1.6×τb, fｔｏ)
fｔｏ=Ｆ/2×1.5=235/2×1.5=176.25=176 (MPa)

fｔｓ=Min(1.4×176-1.6×1,176)=Min(244,176)=176 MPa⑤許容せん断応力
許容せん断応力 fｓｂ

fｓｂ=Ｆ/(1.5×√3)×1.5=235/(1.5×√3)×1.5=135.677313=135 MPa⑥耐震評価結果
取水ピット水位計の耐震評価結果を表 6.10.2-1 に示す。
表 6.10.2-1 取水ピット水位計の耐震評価結果
部位
取付ボルト

発生応力

許容応力

判定

(MPa)

(MPa)

発生応力≦許容応力

引張

1

176*

OK

せん断

1

135

OK

評価応力

注記 ＊：ƒｔｓ＝Min[1.4・ƒｔｏ−1.6・τｂ， ƒｔｏ]より算出

6.10.2-5

＜強度評価（基準津波と余震による重畳時）＞①突き上げ津波荷重(Ｐｔ)
取水ピット水位計に作用する突き上げ津波荷重(Ｐｔ)Ｐｔ＝ρ・g・Ｔｈ・Ａ1＋0.5・ＣＤ・ρ・Ａ1・Ｕ2
106

なお，抗力係数（CD）は日本港湾協会 港湾の施設の技術上の基準・同解説の値を使用する。流れ方向の物体の投影面積Ａ1は次式にて求める。
Ａ1＝

Ｂ1
2

2

・π

=(168/2)2×p=22167.07=22170 (mm2)
Ｐｔ=(1030×9.80665×22×22170+0.5×1.2×1030×22170×22)/106=4981.393=4981 (N)
②引張応力
取付ボルトに作用する引張力Ｆｂ
注：鉛直方向の設計震度が1以下の場合は取水ピット水位計の浮上がりが起こらないことから，
鉛直方向地震荷重を考慮しない。
Ｆｂ＝ｍ・ＣＨ・ｈ・g−ｍ・（1−ＣＶ）
・ 1・g＋Ｐｔ・ 2
ｎf・（ 1 ＋ 2）=(17.2×9.80665×0.61×183+4981×110.9))/(2×(110.9+110.9))=1287.696=1288 (N)取付ボルトに作用する引張応力σｂ
σｂ＝

Ｆｂ
Ａｂ

=1288/201.1=6.40477=7 (MPa)③せん断応力取付ボルトに作用するせん断力Ｑｂ
Ｑｂ＝ｍ・ＣＨ・g
6.10.2-6

=17.2×0.61×9.80665=102.8914=102.9 (N)取付ボルトに作用するせん断応力τｂ
Ｑｂ

τｂ=

ｎ・Ａｂ

=102.9/(8×201.1)=0.06396=1 (MPa)④Ｆ値
設計温度における使用部材の設計降伏点Ｓｙと設計引張強さＳｕは 2005 設計・建設規格第Ⅰ編 付録図表 Part5 表 8,表 9 より40℃におけるＳｙ=235
40℃におけるＳｕ=400
Ｆ=Min(Ｓｙ,0.7Ｓｕ)=Min(235,0.7×400)=Min(235,280)=235 MPa⑤許容引張応力許容引張応力 fｔｓ

fｔｓ=Min(1.4×fｔｏ-1.6×τb, fｔｏ)
fｔｏ=Ｆ/2×1.5=235/2×1.5=176.25=176 (MPa)

fｔｓ=Min(1.4×176-1.6×1,176)=Min(244,176)=176 MPa⑥許容せん断応力
許容せん断応力 fｓｂ

fｓｂ=Ｆ/(1.5×√3)×1.5=235/(1.5×√3)×1.5=135.677313=135 MPa

6.10.2-7

⑦強度評価結果
取水ピット水位計の強度評価結果を表 6.10.2-2 に示す。
表 6.10.2-2 取水ピット水位計の強度評価結果（基準津波と余震による重畳時）
部位

発生応力

許容応力

判定

(MPa)

(MPa)

発生応力≦許容応力

引張

7

176*

OK

せん断

1

135

OK

評価応力

取付ボルト

注記 ＊：ƒｔｓ＝Min[1.4・ƒｔｏ−1.6・τｂ， ƒｔｏ]より算出＜強度評価（敷地に遡上する津波と余震による重畳時）＞①突き上げ津波荷重(Ｐｔ)
取水ピット水位計に作用する突き上げ津波荷重(Ｐｔ)ｍ・ＣＨ・ｈ・g−ｍ・（1−ＣＶ）
・ 1・g＋Ｐｔ・ 2

Ｐｔ＝

106

なお，抗力係数（CD）は日本港湾協会 港湾の施設の技術上の基準・同解説の値を使用する。流れ方向の物体の投影面積Ａ1は次式にて求める。
2

Ａ 1＝

Ｂ1
・π
2

=(168/2)2×p=22167.07=22170 (mm2)
Ｐｔ=(1030×9.80665×26×22170+0.5×1.2×1030×22170×22)/106=5877.136=5877 (N)
②引張応力
取付ボルトに作用する引張力Ｆｂ
注：鉛直方向の設計震度が1以下の場合は取水ピット水位計の浮上がりが起こらないことから，
鉛直方向地震荷重を考慮しない。

Ｆｂ＝ｍ・ＣＨ・ｈ・g−ｍ・（1−ＣＶ）
・ 1・g＋Ｐｔ・ 2
ｎf・（ 1 ＋ 2）=(17.2×9.80665×0.61×183+5877×110.9))/(2×(110.9+110.9))=1511.696=1512 (N)

6.10.2-8

取付ボルトに作用する引張応力σｂ
σｂ＝

Ｆｂ
Ａｂ

=1512/201.1=7.518647=8 (MPa)③せん断応力取付ボルトに作用するせん断力Ｑｂ
Ｑｂ＝ｍ・ＣＨ・g=17.2×0.61×9.80665=102.8914=102.9 (N)取付ボルトに作用するせん断応力τｂ
τｂ=

Ｑｂ
ｎ・Ａｂ

=102.9/(8×201.1)=0.06396=1 (MPa)④Ｆ値
設計温度における使用部材の設計降伏点Ｓｙと設計引張強さＳｕは 2005 設計・建設規格第Ⅰ編

付録図表 Part5 表 8,表 9 より40℃におけるＳｙ=235
40℃におけるＳｕ=400

Ｆ=Min(Ｓｙ,0.7Ｓｕ)=Min(235,0.7×400)=Min(235,280)=235 MPa⑤許容引張応力許容引張応力 fｔｓ

fｔｓ=Min(1.4×fｔｏ-1.6×τb, fｔｏ)
fｔｏ=Ｆ/2×1.5

6.10.2-9

=235/2×1.5=176.25=176 (MPa)

fｔｓ=Min(1.4×176-1.6×1,176)=Min(244,176)=176 MPa⑥許容せん断応力
許容せん断応力 fｓｂ

fｓｂ=Ｆ/(1.5×√3)×1.5=235/(1.5×√3)×1.5=135.677313=135 MPa⑦強度評価結果
取水ピット水位計の強度評価結果を表 6.10.2-3 に示す。
表 6.10.2-3 取水ピット水位計の強度評価結果（敷地に遡上する津波と余震による重畳時）
部位
取付ボルト

発生応力

許容応力

判定

(MPa)

(MPa)

発生応力≦許容応力

引張

8

176*

OK

せん断

1

135

OK

評価応力

注記 ＊：ƒｔｓ＝Min[1.4・ƒｔｏ−1.6・τｂ， ƒｔｏ]より算出

6.10.2-10

6.10.2.3 潮位計の設計に関する補足説明(1)潮位計（検出器）
a.一般事項
図6.10.2-3に潮位計（検出器）の概略構造図を示す。
正面

側面
取付ボルト

潮位計ガイド管
案内管

基礎ボルト
アンカーサポート

案内板

検出器ホルダ壁
検出器本体

図6.10.2-3 潮位計（検出器）の概略構造図
b.評価条件＜設計用地震力＞
設置場所（取水路）の最大応答加速度を適用する。
Ｓｄ 水平方向震度（ＣＨ）:0.61
鉛直方向震度（ＣＶ）:0.39
Ｓｓ 水平方向震度（ＣＨ）:1.04
鉛直方向震度（ＣＶ）:0.95
静的震度 水平方向震度（3.6・Ｃｉ）:0.58
鉛直方向震度（1.2・ＣＶ） :0.29＜雰囲気温度＞
40℃ （屋外）＜津波荷重水位＞
潮位計（検出器）の津波荷重水位は添付書類「Ⅴ-1-1-2-2-3 入力津波の設定」にて設定している防潮堤前面（敷地前面東側）の入力津波高さを元に設定する。
基準津波：T.P + 20 m

敷地に遡上する津波：T.P + 24 m
6.10.2-11

c.固有周期の算出＜潮位計ガイド管の固有周期＞
潮位計（検出器）は潮位計ガイド管の内部に設置されるため，潮位計ガイド管全体の固有周期を求める。固有周期の算出では潮位計ガイド管を固定するアンカーサポート４ヶ所のうち，両端２カ所のアンカーサポートにて固定されるものとしてモデル化する。固有周期の計算モデル及び算出式は「JEAG4601-1987 固有周期計算モデルと評価法の例」を参考に用いる。固有周期の計算モデルを図 6.10.2-4 に示す。

アンカー
サポート

h1
h1

壁

Ｙ

壁

Ｚ

図 6.10.2-4 計算モデル

6.10.2-12Ｘ① 水平方向（Ｘ方向，Ｚ方向）
Ｘ方向に対する固有周期Ｔ1 を次式で求める。
Ｒ+Ｗ

Ｔ1＝2・π・

103・Ｋ1
Ｘ方向のばね定数Ｋ1 は次式で求める。
1
Ｋ1 ＝ｈ12・(3・ｈ-ｈ1)
6・Ｅ・Ｉｘ+(ｈ-ｈ1)・ｈ1・(ｈ-ｈ1/2)

+

Ｅ・Ｉｘ

ｈ1
Ｇ・Ａｓ

ここで
Ｅ：縦弾性係数
Ｉｘ：アンカーサポートの縦方向軸に対する断面二次モーメント
Ａｓ：アンカーサポートの最小有効せん断断面積
Ｇ：せん断弾性係数
ｈ1:取付面からガイド管間距離
ｈ:取付面からガイド管中心間距離
Ｒ:サポート１本当たりで受ける質量
Ｗ: サポート１本当たりの質量ｍ:質量縦弾性係数ＥをＪＳＭＥ ＮＣ１ 付録図表 Part6 表 1 より、比例法を用いて求める。
20℃におけるＥ：195000 MPa, 50℃における E：193000 MPa
40℃におけるＥ=195000+(195000-193000)/(20-50)×(40-20)=194000 (MPa)
Ｉｘ及びＡｓを算出するためのモデル図及び諸元を以下に示す。
アンカー

諸元

縦方向軸

サポート

Ａ = 760 mm
ａ= 318.5 mm
Ｂ

Ｂ = 580 mm

aＡ

Ｉｘ=(B×(A3-a3)/12=(580×(7603-318.53))/12=19655554430=1.966×1010 (mm4)6.10.2-13最小有効せん断断面積
Ａｓ=Ｂ×(Ａ-ａ)=580×(760-318.5)=256070 (mm2)
せん断弾性係数Ｇ=Ｅ/(2・(1+ν))
ここでν：ポアソン比
Ｇ=194000/(2×(1+0.3))=74615.38462=74600 (MPa)
上記より

Ｚ方向は十分な剛性を有していることから，固有周期の計算を省略する。
②鉛直方向（Ｙ方向）
Ｙ方向の固有周期Ｔ2 は次式で求める。
Ｔ2＝2・π・ｍ
103・Ｋ2

Ｙ方向のばね定数Ｋ2 は次式で求める。
1
Ｋ2＝

ｈ13
12・Ｅ・Ｉｙ

+

ｈ１
Ｇ・Ａｓ

ここで
Ｅ：縦弾性係数Ｉｙ：アンカーサポートの横方向軸に対する断面二次モーメント
Ａｓ：アンカーサポートの最小有効せん断断面積
Ｇ：せん断弾性係数

6.10.2-14ｈ1:取付面からガイド管間距離ｍ:質量Ｉｙ及びＡｓを算出するためのモデル図及び諸元を以下に示す。
アンカーサポート
諸元
横方向軸

Ｂ

Ａ= 760 mm
ａ = 318.5 mm

a

Ｂ= 580 mm

Ａ

Ｉｙ=((Ａ-ａ)×Ｂ3)/12=((760-318.5) ×5803)/12=7178495667=7.179×109 (mm4)最小有効せん断断面積
Ａｓ=Ｂ×(Ａ-a)=580×(760-318.5)=256070 (mm2)
せん断弾性係数Ｇ=Ｅ/(2・(1+ν))
ここでν：ポアソン比
Ｇ=194000/(2×(1+0.3))=74615.38462=74600 (MPa)
上記より③固有値計算結果
検出器を含む潮位計ガイド管全体の固有周期は, 水平方向及び鉛直方向において 0.05 秒以
下であり，剛であることを確認した。

6.10.2-15

ｄ.応力計算＜耐震評価＞① 引張応力
水平方向転倒Ｆｂ1
ＣＨ・ｈ

Ｆｂ1＝ｍ・g・

ｎfH・ a＋(1＋ＣＨ)・ｈｎfV・ b=7500×9.80665×((1.04×445)/(8×1400)+((1+0.95) ×445)/(4×7294))=5226.6997=5227 (N)
鉛直方向転倒Ｆｂ2
Ｆｂ2＝ｍ・g・ＣＨ・ 3＋(1＋ＣＨ)・ｈｎfV・ b=7500×9.80665×((1.04×7234+(1+0.95) ×445)/(4×7294))=21153.18=21150(N)
基礎ボルトに作用する引張力Ｆｂ
Ｆｂ＝Max Ｆb1,Ｆb2=Max(5227,21150)=21150(N)
基礎ボルトに作用する引張応力σｂ
σｂ＝

Ｆｂ
Ａｂ

=21150/1385=15.270=16 (MPa)②せん断応力
水平方向地震力によるせん断力Ｑｂ1
Ｑｂ1＝ ｍ・g・ＣＨ=7500×9.80665×1.04=76491.87=76490(N)
鉛直方向地震力によるせん断力Ｑｂ2
Ｑｂ2＝ ｍ・g・（1＋ＣＶ）=7500×9.80665×(1+0.95)=143422.3
6.10.2-16

=143400(N)
基礎ボルトに作用するせん断力Ｑｂ
Ｑｂ ＝(Ｑｂ1)2 ＋(Ｑｂ2)2=√(764902+1434002)=162524.7=162500(N)
基礎ボルトに作用するせん断応力τｂ
τｂ=

Ｑｂ
ｎ・Ａｂ

=162500/(32×1385)=3.666516=4 (MPa)③Ｆ値
設計温度における使用部材の設計降伏点Ｓｙと設計引張強さＳｕは 2005 設計・建設規格第Ⅰ編

付録図表 Part5 表 8,表 9 より40℃におけるＳｙ=175
40℃におけるＳｕ=480

Ｆ=Min(Ｓｙ,0.7Ｓｕ)=Min(175,0.7×480)=Min(175,336)=175 MPa④許容引張応力許容引張応力 fｔｓ

fｔｓ=Min(1.4×fｔｏ-1.6×τb, fｔｏ)
fｔｏ=Ｆ/2×1.5×0.8=175/2×1.5×0.8=105 (MPa)

fｔｓ=Min(1.4×105-1.6×4,105)=Min(140,105)=105 MPa
注：JEAG4601・補−1984 に基づき，後施工アンカの許容応力は 20%低減を考慮する。

6.10.2-17

⑤許容せん断応力
許容せん断応力 fｓｂ

fｓｂ=Ｆ/(1.5×√3)×1.5×0.8=175/(1.5×√3)×1.5×0.8=80.82904=80 MPa
注：JEAG4601・補−1984 に基づき，後施工アンカの許容応力は 20%低減を考慮する。
⑥耐震評価結果
潮位計検出器の耐震評価結果を表 6.10.2-4 に示す。
表 6.10.2-4 潮位計検出器の耐震評価結果
部位

発生応力

許容応力

判定

(MPa)

(MPa)

発生応力≦許容応力

引張

16

105*

OK

せん断

4

80

OK

評価応力

基礎ボルト

注記 ＊：ƒｔｓ＝Min[1.4・ƒｔｏ−1.6・τｂ， ƒｔｏ]より算出＜強度評価（基準津波と余震による重畳時）＞①遡上津波荷重(Ｐｔ)
潮位計検出器に作用する遡上津波荷重(Ｐｔ)は「防波堤の耐津波設計ガイドライン（国土交
通省 港湾局 平成 25 年 9 月）」に示されている津波波力算出式を参考に次式にて求める。
Ｐｔ＝3.0・ρ・ｇ・ａＩ・1.5
入射津波の静水面上高さ aI は次式にて求める。
1ａＩ＝ ・Ｔｈ2=0.5×20=10(m)
Ｐｔ=3.0×1030×9.80665×10×1.5=454.538 (kN/m2)=0.4545 (N/mm2)
潮位計ガイド管に作用する揚圧力Ｐｔ´は次式にて求める。
Ｐｔ´=Ｐｔ=0.4545 (N/mm2)

6.10.2-18

②投影面積潮位計ガイド管の側面投影面積(Ａ1)及び水平投影面積(Ａ2)は次式にて求める。
Ａ1=ｈ・ d=445×8500=3782500=3783000 (mm2)Ａ2=ｈ・ C=445×1500=667500 (mm2)③引張応力
水平転倒Ｆｂ1

ＣＨ・ｈ
Ｆｂ1＝ｍ・g・
ｎfH・ a（1＋ＣＶ）
・ｈ＋＋ｎfV・ b2

Ｐｔ´・A2・ｈ
Ｐｔ・A1・ｈ＋ｎfH・ aｎfV・ b2=7500×9.80665×((0.61×445)/(8×1400)+((1+0.39) ×445)/(4×7294))+√(((0.4545×3783000×445)/(8×1400))2+((0.4545×667500×445)/(4×7294))2)=71812.83=71810 (N)鉛直方向転倒Ｆｂ2

Ｆｂ2＝ｍ・g・ＣＨ・ 3＋（1＋ＣＶ）
・ｈ
ｎfV・ b

＋Ｐｔ・A1・ｈｎfH・ a2＋

Ｐｔ´・A2・ｈ2ｎfV・ b=7500×9.80665×((0.61×7234+(1+0.39) ×445))/(4×7294)+√(((0.4545×3783000×445)/(8×1400))2+((0.4545×667500×445)/(4×7294))2)=81154.32=81150 (N)
基礎ボルトに作用する引張力Ｆｂ
Ｆｂ＝Max(Ｆb1,Ｆb2=Max(71810,81150)=81150 (N)

6.10.2-19基礎ボルトに作用する引張応力σb
σｂ＝

Ｆｂ
Ａｂ

=81150/1385=58.59206=59 (MPa)④せん断応力
水平方向地震力及び遡上津波荷重によるせん断力Ｑｂ1
Ｑｂ1＝ ｍ・g・ＣＨ ＋Ｐｔ・Ａ1=7500×9.80665×0.61+0.4545×3783000=1764239=1764000 (N)
鉛直方向地震力及び遡上津波荷重によるせん断力Ｑｂ2
Ｑｂ2＝ ｍ・g・（1＋ＣＶ）＋Ｐｔ´・Ａ2=7500×9.80665×(1+0.39)+0.4545×667500=405613=405600 (N)

基礎ボルトに対するせん断力Ｑｂ
Ｑｂ ＝(Ｑｂ1)2 ＋(Ｑｂ2)2=√(17640002+4056002)=1810030=1810000 (N)
せん断応力
τｂ＝

Ｑｂ
ｎ・Ａｂ

=1810000/(32×1385)=40.83935=41 (MPa)

6.10.2-20

⑤Ｆ値
設計温度における使用部材の設計降伏点Ｓｙと設計引張強さＳｕは 2005 設計・建設規格第Ⅰ編

付録図表 Part5 表 8,表 9 より40℃におけるＳｙ=175
40℃におけるＳｕ=480

Ｆ=Min(Ｓｙ,0.7Ｓｕ)=Min(175,0.7×480)=Min(175,336)=175 MPa⑥許容引張応力許容引張応力 fｔｓ

fｔｓ=Min(1.4×fｔｏ-1.6×τb, fｔｏ)
fｔｏ=Ｆ/2×1.5×0.8=175/2×1.5×0.8=105 (MPa)

fｔｓ=Min(1.4×105-1.6×41,105)=Min(81,105)=81 MPa
注：JEAG4601・補−1984 に基づき，後施工アンカの許容応力は 20%低減を考慮する。
⑦許容せん断応力
許容せん断応力 fｓｂ

fｓｂ=Ｆ/(1.5×√3)×1.5×0.8=175/(1.5×√3)×1.5×0.8=80.82904=80 MPa
注：JEAG4601・補−1984 に基づき，後施工アンカの許容応力は 20%低減を考慮する。
⑧強度評価結果
潮位計検出器の強度評価結果を表 6.10.2-5 に示す。
表 6.10.2-5 潮位計検出器の耐震評価結果（基準津波と余震による重畳時）
部位
基礎ボルト

評価応力

発生応力

許容応力

判定

(MPa)

(MPa)

発生応力≦許容応力

*

引張

59

81

OK

せん断

41

80

OK

注記 ＊：ƒｔｓ＝Min[1.4・ƒｔｏ−1.6・τｂ， ƒｔｏ]より算出

6.10.2-21

＜強度評価（敷地に遡上する津波と余震による重畳時）＞①遡上津波荷重(Ｐｔ)
潮位計検出器に作用する遡上津波荷重(Ｐｔ)は「防波堤の耐津波設計ガイドライン（国土交
通省 港湾局 平成 25 年 9 月）」に示されている津波波力算出式を参考に次式にて求める。
Ｐｔ＝3.0・ρ・ｇ・ａＩ・1.5
入射津波の静水面上高さ aI は次式にて求める。
1ａＩ＝ ・Ｔｈ2=0.5×24=12(m)
Ｐｔ=3.0×1030×9.80665×12×1.5=545.446 (kN/m2)=0.5454 (N/mm2)
潮位計ガイド管に作用する揚圧力Ｐｔ´は次式にて求める。
Ｐｔ´=Ｐｔ=0.5454 (N/mm2)②投影面積
潮位計ガイド管の側面投影面積(Ａ1)及び水平投影面積(Ａ2)は次式にて求める。
Ａ1=ｈ・ d=445×8500=3782500=3783000 (mm2)Ａ2=ｈ・ C=445×1500=667500 (mm2)③引張応力
水平転倒Ｆｂ1

ＣＨ・ｈ
Ｆｂ1＝ｍ・g・
ｎfH・ a（1＋ＣＶ）
・ｈ＋＋ｎfV・ b2

Ｐｔ´・A2・ｈ
Ｐｔ・A1・ｈ＋ｎfH・ aｎfV・ b=7500×9.80665×((0.61×445)/(8×1400)+((1+0.39) ×445)/(4×7294))

6.10.2-222+√(((0.5454×3783000×445)/(8×1400))2+((0.5454×667500×445)/(4×7294))2)=85507.01=85510 (N)鉛直方向転倒Ｆｂ2
2

Ｐｔ・A1・ｈＰｔ´・A2・ｈＣＨ・ 3＋（1＋ＣＶ）
・ｈ
Ｆｂ2＝ｍ・g・＋＋ｎ・
aｎfV・ bfH
ｎfV・ b2=7500×9.80665×((0.61×7234+(1+0.39) ×445))/(4×7294)+√(((0.5454×3783000×445)/(8×1400))2+((0.5454×667500×445)/(4×7294))2)=93754.33=93750 (N)
基礎ボルトに作用する引張力Ｆｂ
Ｆｂ＝Max(Ｆb1,Ｆb2=Max(85510,93750)=93750 (N)
基礎ボルトに作用する引張応力σb
σｂ＝

Ｆｂ
Ａｂ

=93750/1385=67.68953=68 (MPa)④せん断応力
水平方向地震力及び遡上津波荷重によるせん断力Ｑｂ1
Ｑｂ1＝ ｍ・g・ＣＨ ＋Ｐｔ・Ａ1=7500×9.80665×0.61+0.5454×3783000=2108114=2108000 (N)
鉛直方向地震力及び遡上津波荷重によるせん断力Ｑｂ2
Ｑｂ2＝ ｍ・g・（1＋ＣＶ）＋Ｐｔ´・Ａ2=7500×9.80665×(1+0.39)+0.5454×667500

6.10.2-23

=466288.8=466300 (N)

基礎ボルトに対するせん断力Ｑｂ
Ｑｂ ＝(Ｑｂ1)2 ＋(Ｑｂ2)2=√(21080002+4663002)=2158958.01=2159000 (N)
せん断応力
τｂ＝

Ｑｂ
ｎ・Ａｂ

=2159000/(32×1385)=48.7139=49 (MPa)⑤Ｆ値
設計温度における使用部材の設計降伏点Ｓｙと設計引張強さＳｕは 2005 設計・建設規格第Ⅰ編

付録図表 Part5 表 8,表 9 より40℃におけるＳｙ=175
40℃におけるＳｕ=480

Ｆ=Min(Ｓｙ,0.7Ｓｕ)=Min(175,0.7×480)=Min(175,336)=175 MPa⑥許容引張応力許容引張応力 fｔｓ

fｔｓ=Min(1.4×fｔｏ-1.6×τb, fｔｏ)
fｔｏ=Ｆ/2×1.5×0.8=175/2×1.5×0.8=105 (MPa)

fｔｓ=Min(1.4×105-1.6×49,105)=Min(69,105)=69 MPa
注：JEAG4601・補−1984 に基づき，後施工アンカの許容応力は 20%低減を考慮する。

6.10.2-24

⑦許容せん断応力
許容せん断応力 fｓｂ

fｓｂ=Ｆ/(1.5×√3)×1.5×0.8=175/(1.5×√3)×1.5×0.8=80.82904=80 MPa
注：JEAG4601・補−1984 に基づき，後施工アンカの許容応力は 20%低減を考慮する⑧強度評価結果
潮位計検出器の強度評価結果を表 6.10.2-6 に示す。
表 6.10.2-6 潮位計検出器の耐震評価結果（敷地に遡上する津波と余震による重畳時）
部位
基礎ボルト

発生応力

許容応力

判定

(MPa)

(MPa)

発生応力≦許容応力

引張

68

69*

OK

せん断

49

80

OK

評価応力

注記 ＊：ƒｔｓ＝Min[1.4・ƒｔｏ−1.6・τｂ， ƒｔｏ]より算出

6.10.2-25

(2)潮位計（潮位監視盤）
a.一般事項
図6.10.2-5に潮位計（潮位監視盤）の概略構造図を示す。

壁

上面

正面

側面

潮位監視盤
基礎ボルト

壁

図6.10.2-5 潮位計（潮位監視盤）の概略構造図
b.評価条件＜設計用地震力＞
壁掛形の盤なので設置場所（中央制御室）上階の最大応答加速度を適用する。
Ｓｓ 水平方向震度（ＣＨ）:1.55
鉛直方向震度（ＣＶ）:1.17＜雰囲気温度＞
40℃ （中央制御室）
c.固有周期潮位計（潮位監視盤）の固有周期は，振動試験装置による共振検索試験にて求める。結果，固有周期は 0.05 秒以下であることを確認したため剛である。

6.10.2-26

d.応力計算＜耐震評価＞①引張応力
水平方向転倒Ｆｂ1
ｍ・（１＋ＣＶ）
・ｈ・g
Ｆｂ1＝

＋

ｎfV・ 2

ｍ・ＣＨ・ｈ・g
ｎfH・ 3=(310×(1+1.17) ×237×9.80665)/(2×1050)+(310×1.55×237×9.80665)/(3×686)=1287.158=1287 (N)
鉛直方向の引張力Ｆｂ2
Ｆｂ2＝

ｍ・（１＋ＣＶ）
・ｈ・g＋ｍ・ＣＨ・ 1・g
ｎfV・ 2=(310×(1+1.17) ×237×9.80665+310×1.55×225×9.80665)/(2×1050)=1249.378=1249(N)
基礎ボルトに作用する引張力Ｆｂ
Ｆｂ＝Max Ｆb1,Ｆb2=Max(1287,1249)=1287(N)
基礎ボルトに作用する引張応力σｂ
σｂ＝

Ｆｂ
Ａｂ

=1287/201.1=6.399801=7 (MPa)②せん断応力
水平方向地震力によるせん断力Ｑｂ1
Ｑｂ1＝ ｍ・g・ＣＨ=310×9.80665×1.55=4712.095=4712(N)

6.10.2-27鉛直方向地震力によるせん断力Ｑｂ2
Ｑｂ2＝ ｍ・g・（1＋ＣＶ）=310×9.80665×(1+1.17)=6596.933=6597(N)取付ボルトに作用するせん断力Ｑｂ
Ｑｂ ＝(Ｑｂ1)2 ＋(Ｑｂ2)2=√(47122+65972)=8106.994=8107(N)取付ボルトに作用するせん断応力τｂ
Ｑｂ

τｂ=

ｎ・Ａｂ

=8107/(6×201.1)=6.718879=7 (MPa)③Ｆ値
設計温度における使用部材の設計降伏点Ｓｙと設計引張強さＳｕは 2005 設計・建設規格第Ⅰ編

付録図表 Part5 表 8,表 9 より40℃におけるＳｙ=235
40℃におけるＳｕ=400

Ｆ=Min(Ｓｙ,0.7Ｓｕ)=Min(235,0.7×400)=Min(235,280)=235 MPa④許容引張応力許容引張応力 fｔｓ

fｔｓ=Min(1.4×fｔｏ-1.6×τb, fｔｏ)
fｔｏ=Ｆ/2×1.5×0.8=235/2×1.5×0.8=141 (MPa)

fｔｓ=Min(1.4×141-1.6×7,141)=Min(186,141)
6.10.2-28

=141 MPa
注：JEAG4601・補−1984 に基づき，後施工アンカの許容応力は 20%低減を考慮する。
⑤許容せん断応力
許容せん断応力 fｓｂ

fｓｂ=Ｆ/(1.5×√3)×1.5×0.8=235/(1.5×√3)×1.5×0.8=108.5419=108 MPa
注：JEAG4601・補−1984 に基づき，後施工アンカの許容応力は 20%低減を考慮する。
⑥耐震評価結果
潮位計（潮位監視盤）の耐震評価結果を表 6.10.2-7 に示す。
表 6.10.2-7 潮位計（潮位監視盤）の耐震評価結果
部位
基礎ボルト

評価応力

発生応力

許容応力

判定

(MPa)

(MPa)

発生応力≦許容応力

*

引張

7

141

OK

せん断

7

108

OK

注記 ＊：ƒｔｓ＝Min[1.4・ƒｔｏ−1.6・τｂ， ƒｔｏ]より算出

6.10.2-29

6.10.3 加振試験の条件について
6.10.3.1 概要
本資料は、津波監視設備の津波・構内監視カメラについて，加振試験により電気的機能の機能維持を確認する場合の試験条件について説明するものである。
6.10.3.2 加振条件の設定加振試験では，掃引試験により固有振動数を確認する。その後，固有振動数を基準に正弦波で加振する。
正弦波による加振においては，設備の取付位置での応答速度以上となるよう加振試験の加速度を設定する。
加振試験においては，水平方向，鉛直方向それぞれ加振する。
6.10.3.3 判定基準の設定
津波・構内監視カメラのように電気的機能維持が要求される電気計装設備の機能維持について
は，原則として地震時の応答速度が各々の器具等に対する振動試験により得られた加速度以下であることを確認する。

6.10.3-1

6.10.3.4 加振試験の詳細(1)津波・構内監視カメラ
a.加振条件表 6.10.3-1 津波・構内監視カメラの加振条件（単位：×9.8 m/s2）
試験体

振動波形

（試験範囲）
監視カメラ

方向

目標加速度

水平

（監視カメラ及び正弦波
鉛直

カメラ取付板）

水平

機器収納箱

正弦波

（機器収納箱本体）

鉛直
水平中央制御室制御盤

正弦波（制御盤本体）鉛直
水平

緊急時対策所制御盤

正弦波（制御盤本体）

鉛直

監視モニタ

水平

（監視モニタ及び

正弦波
鉛直

取付治具）
b.加振試験の評価方法と判定基準

表 6.10.3-2 津波・構内監視カメラの加振試験の判定基準
試験体

評価・確認方法

判定基準

監視カメラ本体
機器収納箱
中央制御室制御盤
緊急時対策所制御盤

加振試験後，外観及び・外観に異常がないこと

動作状態の確認を行う。

・正常に動作すること

監視モニタ

6.10.3-2

(2)取水ピット水位計及び潮位計
a.加振条件表 6.10.3-3 取水ピット水位計及び潮位計の加振条件（単位：×9.8 m/s2）
試験体

振動波形

（試験範囲）
取水ピット水位計検出器

方向

目標加速度

水平

（検出器及び検出器

正弦波

取付座）

鉛直

潮位計検出器

水平（検出器及び検出器

正弦波
鉛直

ホルダ）

水平

潮位監視盤

正弦波

（制御盤本体）鉛直

b.加振試験の評価方法と判定基準
表 6.10.3-4 取水ピット水位計及び潮位計の加振試験の判定基準
試験体

取水ピット水位計検出器
潮位計検出器
潮位監視盤

評価・確認方法

判定基準

加振試験後，外観及び・外観に異常がないこと

動作状態の確認を行う。

・正常に動作すること

6.10.3-3

6.10.3.5 加振試験評価結果
表 6.10.3-5 津波・構内監視カメラの加振試験評価結果（単位：×9.8 m/s2）
試験体

方向

評価用

目標

加速度

加速度

判定
試験結果

評価用加速度≦機能確認済加速度*

水平

2.04

OK

鉛直

1.56

OK

水平

2.04

OK

鉛直

1.56

OK

水平

1.29

OK

鉛直

0.98

OK

水平

1.28

OK

鉛直

1.14

OK

水平

1.11

OK

鉛直

0.84

OK

水平

1.28

OK

鉛直

1.14

OK

水平

0.92

OK

鉛直

0.86

OK

水平

0.87

OK

鉛直

0.79

OK

水平

1.29

OK

鉛直

0.98

OK

監視カメラ本体

機器収納箱

中央制御室制御盤

緊急時対策所
制御盤

中央制御室
監視モニタ

緊急時対策所
監視モニタ

取水ピット水位計
検出器

潮位計検出器

潮位監視盤

注記 ＊：機能確認済加速度は目標加速度の値とする。

6.10.3-4

6.10.4 津波監視設備の設備構成及び電源構成について

本資料は，津波監視設備の設計内容及び設備構成，電源構成について説明するものである。

6.10.4.1 津波監視設備の設計「実用発電用原子炉及びその附属施設の位置，構造及び設備の基準に関する規則」の主な要求事項と対応する設計内容を以下に記載する。

○第四条（地震による損傷の防止）
耐震重要施設である津波監視設備（敷地における津波監視機能を有する施設）は，耐震重要度Ｓクラス設計とし，下位クラスに属するものの波及的影響により機能が損なわれないこと。また，常時作用している荷重及び運転時に作用する荷重等と基準地震動による地震力の組合せに対して，設備に要求される機能を保持し，必要に応じて津波による荷重の組合せを考慮すること。
【設計内容】
津波監視設備は耐震重要度Ｓクラス※1 の設計とする。
電源については，耐震性を有する，非常用所内電気設備，所内常設直流電源設備，緊急時対策所用 125V 系蓄電池から受電する設計とする。
尚，原子炉建屋付属棟から緊急時対策所間の通信については無線による通信設備を耐震
重要度Ｓクラス設計にすることで要求に適合させることとし，有線については多様性を持たせた，より安全側の対策にするため自主設備として設置する。
※1:緊急時対策所に設置する監視設備(制御盤,監視モニタ)は基準地震動Ｓｓによる地震力に対し，機能維持できる設計とする。

○第五条（津波による損傷防止）
入力津波に対して津波監視機能が保持できること。なお，「津波監視設備」とは，敷地の潮位計及び取水ピット水位計，並びに津波の襲来状況を把握できる屋外監視カメラ等をいう。
津波の影響（波力及び漂流物の衝突等）に対して，影響を受けにくい位置への設置及び影響の防止策・緩和策等を検討し，入力津波に対して津波監視機能が十分に保持できるよう設計すること。
【設計内容】
津波・構内監視カメラは基準津波の影響を受けにくい，原子炉建屋屋上（T.P.+64m），
防潮堤上部(T.P.+18m, T.P.+20m)に設置する設計とする。
取水ピット水位計は，基準津波の圧力に十分に耐えられる設計とする。また，漂流物については取水路奥の取水ピット上版のコンクリート躯体に設けるφ400mm の貫通孔内に6.10.4-1

設置するため，取水路内に流入した漂流物が取水ピット水位計に衝突する可能性は極めて低いと考えられる。このため，比較的寸法の小さい漂流物を想定しても，漂流物の衝突による影響はないと考えるが，より安全側の対策として，海水ポンプ室の北側及び南側にそれぞれ 1 個ずつ計 2 個の取水ピット水位計を設置し，多重化した設計とする。
潮位計は，取水口入口近傍の側壁に設置するが，検出器及びケーブル・電線管はφ400mm，厚さ 10mm のステンレス製の防波管内に収納することにより，取水路内に流入した漂流物から保護できる設計とする。このため，比較的寸法の小さい漂流物を想定しても，漂流物の衝突による影響はないと考えるが，より安全側の対策として，取水口の北側及び南側にそれぞれ 1 個ずつ計 2 個の潮位計を設置し，多重化した設計とする。

○第二十六条（原子炉制御室等）
原子炉制御室から，発電用原子炉施設に影響を及ぼす可能性のある自然現象等（津波含む）を把握できること。
【設計内容】
中央制御室は，発電用原子炉施設の外の状況を把握するために，原子炉建屋屋上及び防潮堤上部に設置する津波・構内監視カメラの可視光及び赤外線映像により，自然現象等の外部事象を昼夜にわたり監視できる設計とする。

6.10.4.2 津波監視設備の設備構成
津波監視設備の映像及び，観測データは中央制御室及び緊急時対策所で監視可能な設計とする。津波監視設備の映像及び，観測データの伝送方法を表 6.10.4-1，津波・構内監視カメラの概略構成図を図 6.10.4-1，取水ピット水位計，潮位計の概略構成図を図 6.10.4-2 に示す。

表 6.10.4-1 津波監視設備の映像及び，観測データの伝送方法
津波監視設備

津波・構内
監視カメラ
取水ピット
水位計
潮位計

設置場所

数量

原子炉建屋屋上

3

防潮堤上部

4

取水ピット上版部

2

取水路内側壁

伝送方法
設置場所〜中央制御室

中央制御室〜緊急時対策所

有線

有線及び無線

有線

有線及び無線※12※1：中央制御室〜緊急時対策所の伝送は安全パラメータ表示システム（ＳＰＤＳ）で伝送する。

6.10.4-2

津波・構内監視カメラ用
無線通信装置
アンテナ

津波・構内
監視カメラ

原子炉建屋屋上（3 台）
T.P.＋64m

有線

信号処理
回路，記録
津波・構内監視
カメラ制御盤防潮堤上部（4 台）
T.P.＋18m
及び T.P.＋20m

無線

津波・構内監視カメラ用
無線通信装置
アンテナ

信号処理
回路
津波・構内監視
カメラ制御盤

監視モニタ

監視モニタ

緊急時対策所

中央制御室
原子炉建屋付属棟

緊急時対策所建屋：耐震重要度分類 Ｓクラスの範囲：基準地震動Ｓｓによる地震力に対し，機能維持する範囲

図 6.10.4-1 津波・構内監視カメラの概略構成図

SPDS 無線通信用
アンテナ※2

無線※2

データ伝送
装置※2

有線※2

SPDS 無線通信用
アンテナ※2取水ピット水位計(2 台)
取水ピット上版
T.P. ＋2.81m

潮位計(2 台)

信号処理，
指示，記録

緊急時対策支援システム
伝送装置※2

SPDS
データ
表示装置※2

潮位監視盤
緊急時対策所

取水路内側壁
T.P. −5.0m

中央制御室
緊急時対策所建屋

原子炉建屋付属棟：取水ピット水位計，潮位計（津波監視設備）の範囲 （耐震重要度分類 Ｓクラス）：安全パラメータ表示システム（ＳＰＤＳ）の範囲 （基準地震動Ｓｓによる地震力に対し，機能維持する範囲）※2 ：中央制御室〜緊急時対策所の伝送は安全パラメータ表示システム（ＳＰＤＳ）で伝送する。

図 6.10.4-2 取水ピット水位計，潮位計の概略構成図

6.10.4-3

6.10.4.3 津波監視設備の電源
津波監視設備※3 の電源は通常時，非常用所内電気設備から受電し，全交流動力電源喪失時は所内常設直流電源設備から９時間受電可能な設計とする。また，常設代替交流電源設備を起動し，約９５分後から受電することで，継続して監視可能な設計とする。
津波監視設備※4 の電源は通常時，非常用電源設備から受電し，全交流動力電源喪失時は緊急時対策所用 125V 系蓄電池から１時間受電可能な設計とする。また，全交流動力電源喪失時は緊
急時対策所用発電機を起動し，受電することで，継続して監視可能な設計とする。
※3:中央制御室に設置する津波・構内監視カメラ制御盤，監視モニタ，潮位監視盤，原子炉建屋屋上及び防潮堤上部設置する津波・構内監視カメラ，取水ピットに設置する水位計，取水口に設置する潮位計を示す。
※4:緊急時対策所に設置する津波・構内監視カメラ制御盤，監視モニタを示す。
津波監視設備の電源供給を表 6.10.4-2，概略電源系統図を図 6.10.4-3，津波監視設備の電路
配線ルートを図 6.10.4-4 に示す。

表 6.10.4-2 津波監視設備の電源供給
津波監視設備津波・構内監視カメラ制御盤

設置場所

数量

電源
通常時

SBO 時
所内常設直流電源設備

※3

中央制御室

1

非常用所内電気設備

緊急時対策所1

非常用電源設備

原子炉建屋屋上

3

防潮堤上部

4

潮位監視盤※3中央制御室

1

取水ピット水位計※3

取水ピット

2

潮位計※3

取水口

2

監視モニタ※3
津波・構内監視カメラ制御盤※4
※4

監視モニタ

津波・構内監視カメラ

緊急時対策所用
125V 系蓄電池※3

6.10.4-4

非常用所内電気設備

所内常設直流電源設備

第 6.10.4-2 図 津波監視設備の概略電源系統図

図 6.10.4-3 津波監視設備の概略電源系統図

6.10.4-5

6.10.4-6
図 6.10.4-4 津波監視設備の電路配線ルート