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東海第二発電所 工事計画審査資料
資 料 番 号
補足-370-4 改 1
提出年月日
平成 30 年 6 月 5 日

建物・構築物の耐震計算についての補足説明資料
補足-370-4【地震荷重の入力方法】

平成 30 年 6 月
日本原子力発電株式会社

目次
1. 概要 ............................................................................... 1
2. 使用済燃料乾式貯蔵建屋（基礎スラブ） ............................................... 2
3. 使用済燃料乾式貯蔵建屋（杭） ....................................................... 7
4. 緊急時対策所建屋 ................................................................... 95. 主排気筒 .......................................................................... 14
6. 非常用ガス処理系配管支持架構 ...................................................... 21
7. 格納容器圧力逃がし装置格納槽 ...................................................... 23
8. 使用済燃料プール .................................................................. 31
9.

原子炉格納施設の基礎 ............................................................. 37

概要
本資料は，使用済 燃料 乾式貯蔵建 屋，緊 急時 対策所建屋 ，主排 気筒，非常用ガ ス処理
系配管支持架構， 格納 容器圧力逃 がし装 置格 納槽，使用 済燃料 プール，原子炉 格納容 器
底部コンクリート マッ ト，及び原 子炉建 屋基 礎盤に作用 する地 震荷重の入力方 法につ いて示すものである。
また，本資料は，以 下 の添付資料 の補足説 明 をするもの である。

・Ⅴ-2-2-5「使 用 済燃料乾式 貯蔵建屋 の 耐震性につ いての計 算書」

・Ⅴ-2-2-10-1 「緊急時対 策所建屋 の 耐震性につ いての計 算 書」
・Ⅴ-2-2-14「主 排 気筒の耐震 性につい て の計算書」

・Ⅴ-2-2-16「非 常 用ガス処理 系配管支 持 架構の耐震 性につい ての計算書」

・Ⅴ-2-2-18「格 納 容器圧力逃 がし装置 格 納槽の耐震 性につい ての計算書」

・Ⅴ-2-4-2-1「使 用 済燃料プー ルの耐震 性 についての 計算書」

・Ⅴ-2-9-1-1-1「原 子 炉格納容器 底部コン ク リートマッ トの耐震 性についての 計算書」
・Ⅴ-2-9-1-13 「原 子 炉建屋基礎 盤の耐震 性 についての 計算書」

1

使用済燃料乾式貯蔵 建 屋（基礎ス ラブ）
使用済燃料乾式貯 蔵建 屋の基礎ス ラブの 応力 解析に当た って， ＦＥＭモデルに 入力する地震荷重として ，水 平地震力及 び鉛直 地震 力を考慮す る。ま た，上部構造物 の基礎 への地震時反力を考 慮す る。なお， ＦＥＭ モデ ルについて は,評価 対象である基礎 に加え,
基 礎 に 作 用 す る 上 部 構 造 物 か ら の 地 震 時 反 力 を 適 切 に 評 価 す る た め ,建 屋 全 体 を モ デ ル
化している。
地 震 荷 重の 入 力 は ,基 準 地 震 動 Ｓ ｓ に 対 す る 地 震 応 答 解 析 結 果 を 考 慮 し ,Ｆ Ｅ Ｍ モ デ ルの基礎底面ばね（ 地盤 ばね反力＋ 減衰力 ）並 びに基礎質 点位置 でせん断力，曲 げモー メ
ント及び軸力が地震 応 答解析結果 と等価に な るように設 定する。
具体的には，最大 応答 せん断力及 び最大 応答 軸力より算 定した 水平荷重及び鉛 直荷重を,ＦＥＭモデルの 上部 構造物の各 床レベ ルに 対して,床 の要素の 面荷 重または各 節点の支配面積に応じて 分配 した節点荷 重とし て入 力する。こ のとき ，水平荷重につ いては ，
地震応答解析モデ ルの 各節点に接 続する 上下 部材に生じ る最大 応答せん断力及 び最大 応
答水平地盤ばね反 力（ 地盤ばね反 力＋減 衰力 ）の差分と して， 鉛直荷重につい ては， 地
震応答解析モデル の各 節点に接続 する上 下部 材に生じる 最大応 答軸力及び地盤 の最大 応答鉛直地盤ばね反 力（ 地盤ばね反 力＋減 衰力 ）の差分と して設 定する。最大応 答地盤 回
転ばね反力（地盤 ばね 反力＋減衰 力）に より 設定した基 礎スラ ブ位置の検討用 曲げモ ー
メントの不足分は,補正 モーメント として,基礎 スラブのシ ェル要 素全 体に三角形 分布となるよう偶力置換し た 面荷重とし て与える 。 地震荷重の 設定方法 を図 4－1 に 示す。
ＦＥＭモデルに作用 さ せる水平力 及び補正 モ ーメントを 図 4－2 及び図 4－3 に ，ＦＥ
Ｍモデルに作用させ る 鉛直力を図 4－4 に 示す 。

2

(a) 最大 応答せん 断 力 Q ｎ と水平 荷重 P ｎ の 関係(b) 地盤の 最大応答 回 転ばね反力 M B と基 礎ス ラブの補正 モーメント ⊿M の関係(c) 最大応 答軸力 N ｎ と 鉛直荷重 V ｎ の関係
図 2－1

地 震荷重 の設 定方法
3

U

NS

E

(a) 断面荷重図(b) 鳥瞰荷重図

図2－2

Ｆ ＥＭモデ ル に作用させ る水平力 (EW方向)
4

U

E

NS

(a) 断面荷重図

UWN(b) 鳥瞰荷重図

図2－3

Ｆ ＥＭモデ ル に作用させ る基礎ス ラ ブの補正モ ーメント(EW方向)

5

U

N
EW

(a) 断面荷重図(b) 鳥瞰荷重図

図2－4

Ｆ ＥＭモデ ル に作用させ る鉛直力

6

使用済燃料乾式貯蔵 建 屋（杭）使用済燃料乾式貯 蔵建 屋の杭の応 力解析 にあ たっては， 弾性支 承ばりモデルに 入力する地震荷重として， 建 屋慣性力と 地盤震動 に よる地盤変 位を考慮 する。
建 屋 慣 性力 は ， 基 準 地 震 動 Ｓ s に 対 す る 水 平 方 向 の 地 震 応 答 解 析 よ り 求 ま る 基 礎 底 面の水平地盤ばね反 力（ 地盤ばね反 力＋減 衰力 ）を杭本数 で除し た杭１本当たり の水平 力を，杭頭位置に入力 す る。
地 盤 震 動に よ る 地 盤 変 位 は ， 基 準 地 震 動 Ｓ s に 対 す る 水 平 方 向 の自 由 地 盤 応 答 解 析 より求まる地盤変位 を用 いることと し，地 盤変 位としては ，杭先 端位置に対する 地盤の 相
対変位の最大値を水 平 地盤ばねの 固定位置 に 強制変位と して入力 する。
地震荷重の入力方法 の 概念図を図 3－1 に 示す 。

7

建屋慣性力地盤震動に よる地盤 変 位

Q B ：地震 応答解 析より 求まる建屋 慣性力

ug ： 自 由 地 盤 応 答 解 析 よ り 求 ま る 杭 先 端
位置に対する地盤の相対変位の最大値

図3－1

弾 性支承ば り に作用させ る水平地 震 荷重（動的地震力）

8

緊急時対策所建屋
4.1

緊急時対策所 建屋 （基礎スラ ブ）
緊急時対策所建屋の基礎スラブの応力解析に当たって，ＦＥＭモデルに入力する
地震荷重として，水平地震力及び鉛直地震力を考慮する。また，上部構造物の基礎への地震時 反力を考 慮 する。
地震 荷重の 入 力は ,基準 地震 動 Ｓ ｓ に対 す る地 震応 答 解析 結 果を考 慮 し,Ｆ ＥＭ モデ
ルの基礎底面ばね（地盤ばね反力＋減衰力）並びに基礎質点位置でせん断力，曲げモーメント 及び軸力 が 地震応答解 析結果と 等 価になるよ うに設定す る。
具体的には，水平荷重のうち，各上部構造物から作用する基礎への地震時反力は，
ＦＥＭモデルにおける各上部構造物脚部に対応する各節点に支配面積に応じて分配し，節点荷重として入力する。基礎については，地震応答解析より求まる基礎底面
地盤ばねのせん断力から，上部構造物から作用する水平力を差し引いた値をＦＥＭ
モデルの基礎の各節点に節点の支配面積に応じて分配し，節点荷重として入力する。
曲げモーメントのうち，各上部構造物から作用する基礎への地震時反力は，偶力に置換して水平荷重の入力位置と同じ箇所に節点荷重として入力する。基礎については，地震応答解析より求まる基礎底面地盤ばねの曲げモーメントから上部構造から作用する曲げモーメントを差し引いた値をＦＥＭモデルの基礎の各節点に節点の支配面積と中心位置からの距離に応じて鉛直方向の偶力に置換して分配し，節点荷重として入 力する。
鉛直荷重のうち，各上部構造物から作用する基礎への地震時反力は，ＦＥＭモデ
ルにおける各上部構造物脚部に対応する各節点に支配面積に応じて分配し，節点荷重として入力する。基礎については，地震応答解析より求まる基礎底面地盤ばねの軸力から，上部構造物から作用する鉛直力を差し引いた値をＦＥＭモデルの基礎の
各節点に節 点の支配 面 積に応じて 分配し， 節 点荷重とし て入力する 。
地震荷重の 入力方法 の 概念図を図 4－1～ 図 4－3 に示す 。

9

QS
FB

QR

Q S ：地震 応答解 析より 設定した上 部構造物 か ら基礎へ作 用するせ ん 断力
F B ：基礎 に作用 する水 平荷重
Q R ：地震 応答解 析より 設定した基 礎底面に 生 じるせん断 力
F B ＝Q R －Q S

図 4－1

Ｆ ＥＭモ デル に作用させ る水平荷 重

MS
MB

MR

MS： 地 震 応 答 解 析 よ り 設 定 し た 上 部 構 造 物 か ら 基 礎 へ 作 用 す る 曲 げ モ ー メ ント
M B ：基礎 に作用 する曲 げモーメン ト
M R ：地震 応答解 析より 設定した基 礎底面に 生 じる曲げモ ーメント
M B ＝ M R －M S

図 4－2

Ｆ ＥＭモ デル に作用させ る曲げモ ー メント

10

VS
FB
VR

V S ：地震 応答解 析より 設定した上 部構造物 か ら基礎へ作 用する軸 力
F B ：基礎 に作用 する鉛 直荷重
V R ：地震 応答解 析より 設定した基 礎底面に 生 じる軸力
F B ＝V R －V S

図 4－3

Ｆ ＥＭモ デル に作用させ る鉛直荷 重

11

4.2

緊急時対策所 建屋 （杭）緊急時対策所建屋の杭の応力解析にあたっては，弾性支承ばりモデルに入力する
地震荷重として，建 屋 慣性力と地 盤震動に よ る地盤変位 を考慮す る。
建 屋 慣性 力 は ， 基 準 地震 動 Ｓ s に 対 す る 水 平 方 向 の 地 震 応 答 解析 より 求 ま る 基 礎 底
面の水平地盤ばね反力（地盤ばね反力＋減衰力）を杭本数で除した杭１本当たりの水平力を，杭頭位置 に 入力する。
地 盤 震動 に よ る 地 盤 変位 は ， 基 準 地 震 動 Ｓ s に 対 す る 水 平 方 向 の自由 地 盤 応 答 解 析より求まる地盤変位を用いることとし，地盤変位としては，杭先端位置に対する地盤の相対変位の最大 値 を水平地盤 ばねの固 定 位置に強制 変位とし て入力する。
地震荷重の 入力方法 の 概念図を図 4－4 に 示す 。

12

地盤震動に よる地盤 変 位

建屋慣性力

Ug

Q B ：地震 応答解 析より 求まる建屋 慣性力

図4－4ug ： 自 由 地 盤 応 答 解 析 よ り 求 ま る 杭 先 端
位置に対する地盤の相対変位の最大値

弾 性支承ば り に作用させ る水平地 震 荷重（動的地震力）

13

主排気筒
5.1

主排 気筒（上 部構 造物）
主 排 気筒 の 上 部 構 造 物 の 応 力 解 析 に 当 た っ て ， 立 体 骨 組 モ デ ルに 入 力 す る 地 震 荷 重とし て ，水平 地震 力 及 び鉛 直 地震 力 を考 慮 す る。 ま た， 水 平方 向 につい て は地 震 と組合せる風荷重につい て も考慮する 。
水 平 地震 力 に つ い て は ， 鉄 塔 と 筒 身 で 入 力 方 法 を 使 い 分 け て い る 。 鉄 塔 に つ い て は ，
基準地震動Ｓｓに対する地震応答解析により算定される鉄塔の最大応答（曲げモーメ
ント ， せん断 力） に 対 し， 等 価な 曲 げモ ー メ ント 及 びせ ん 断力 分 布とな る 水平 荷 重及
びモ ー メント を算 出 し ，こ れ を地 震 荷重 と し て鉄 塔 部の み をモ デ ル化し た 解析 モ デルに入 力 する。 また ， 筒 身に つ いて は ，単 純 構 造で あ るこ と から 連 続梁と み なせ る ため ，
基準地震動Ｓｓに対する地震応答解析により算定される筒身の最大応答（曲げモーメ
ント ， せん断 力） を そ のま ま 水平 地 震力 と し て評 価 に使 用 する 。 鉄塔に 作 用さ せ る水平地震力の設定方法 を 図 5－1 に 示す。
鉛直地震力については，基準地震動Ｓｓに対する地震応答解析により算定される鉄塔及 び 筒身の 最大 応 答 （軸 力 ）を 用 いる こ と とし ， 鉄塔 に つい て は，鉄 塔 部の み をモデル 化 した解 析モ デ ル に鉛 直 地震 力 とし て 入 力す る 。ま た 筒身 に ついて は ，水 平 方向と同様に連続梁とみ な して，その まま鉛直 地 震力として 評価に使 用する。
風 荷 重に つ い て は ， 鉄 塔 － 筒 身 間 で 応 力 の 伝 達 が 発 生 す る 事 から ， 鉄 塔 と 筒 身 を モ
デル 化 した解 析モ デ ル の各 節 点に 風 荷重 を 入 力す る 。鉄 塔 に作 用 させる 風 荷重 の 設定
方法を図 5－2 に示 す。
以 上 より 算 出 し た 水 平 地 震 力 ， 鉛 直 地 震 力 及 び 風 荷 重 に よ る それ ぞ れ の 応 力 解 析 の結果から得られた部 材 応力を足し 合わせて 部 材の応力評 価を行う 。
な お ，水 平 方 向 の 荷 重 の 載 荷 方 向 と し て は ， ブ レ ス 材 の 発 生 応力 が 大 き く な る 構 面
直交方向（0 度 方向）， 及び柱材の 発生応力 が 大きくなる 対角方向 （45 度方向）の， 2
方向 に ついて それ ぞ れ 評価 を 行う 。 主排 気 筒 への 荷 重の 載 荷方 向 の違い に よる 発 生応
力の違いについて， 図 5－3 に概念 図を示 す。

14

QD

MD
MT

QT

P1

地震応答解 析 曲げモーメ ント分布 せん断力分 布

P2

m1

P3

m2

P4

m3

P5

m4

P6

m5

地震荷重入 力MT

：質点系モ デルの地 震 応答解析か ら得られ た 鉄塔の最大 曲げモーメ ント

MD：質点系モ デルの地 震 応答解析か ら得られ た 筒身の最大 曲げモーメ ント

QT：質点系モ デルの地 震 応答解析か ら得られ た 鉄塔の最大 せん断力

QD

：質点系モ デルの地 震 応答解析か ら得られ た 筒身の最大 せん断力Pn

： 鉄 塔 の 最 大 せ ん 断 力 分 布 と 等 価 な せ ん 断 力 分 布 を 生 じ さ せ る水 平 荷 重 （ 鉄 塔 支 持
点高さに載 荷）mn

：水平荷重 P n から得ら れる転倒モ ーメント 分 布と M T との差 異を調整 する偶力モ ーメ
ント

注記 ：M D ，Q D は直接 筒身の 応力評価に 用いる。

図 5－1

鉄 塔に作 用さ せる水平地 震力の設 定 方法

15

P W1
P W2
P W3
P W4
P W5
P W6
P W7
風荷重入力
P Wn ：排気筒に 作用させ る 風荷重

図 5－2

排 気筒に 作用 させる風荷 重の設定 方法

圧縮
引張

0 度方向載 荷

図 5－3

45 度方 向載荷

主 排気筒 への 荷重の載荷 方向の違 い による発生 応力の違 い

16

5.1

主排気筒（基 礎）
主排気筒の基礎の応力解析に当たって，ＦＥＭモデルに入力する地震荷重として，上部構造物及び杭による基礎への地震時反力を考慮する。地震荷重の入力は，
基 準 地震 動 Ｓ ｓ に 対 す る 地 震 応 答 解 析 結 果 を も と に 定 め る 。 ま た， 水 平 方 向 に ついては地震と 組合せる 風 荷重につい ても考慮 す る。
上部構造物からの地震外力として，筒身によるものは筒身脚部が位置する円周近傍に分散させた点荷重として，また，鉄塔のように柱脚を介するものは柱脚近傍位置に点荷重として作用させる。杭からの荷重は杭頭近傍位置に点荷重として作用させる 。基礎自 身 に起因する 荷重は， 分 散した節点 への荷重と する。
具体的には，水平方向の荷重によって上部構造物から作用する基礎上でのせん
断力は，筒身脚部と柱脚のそれぞれの近傍の節点に分散させて水平力として加える。基礎自身が受ける慣性力は，各杭の杭頭近傍の節点に分散させて水平力として考慮する。また，基礎下には，基礎下に作用するせん断力を杭に加えた際に生じる杭頭で の曲げモ ー メントを各 杭の杭頭 位 置に作用さ せる。
水平方向の荷重によって上部構造物から作用する基礎上での曲げモーメントは，
筒身脚部と柱脚のそれぞれの近傍の節点に偶力として分散させて鉛直力として加える。また，基礎上に作用するせん断力に基礎の厚さ分を考慮して付加曲げモーメントを評 価し，杭 頭 近傍の節点 に偶力と し て分散させ て鉛直力と して与える 。
鉛直方向の荷重による上部構造物から作用する基礎上での軸力は，筒身脚部と柱脚のそれぞれの近傍の節点に分散させて鉛直力として与える。また，基礎自身が受ける慣 性力は杭 頭 近傍の節点 に分散さ せ て鉛直力と して与える 。
また，水平方向の風荷重により上部構造物から作用するせん断力及び曲げモー
メントについては，地震荷重と同じ方法で与える。ただし，風荷重の場合，慣性力はない。
地震荷重の 入力方法 の 概念図を 図 5－4～ 図 5－6 に示 す。また ＦＥ Ｍモデルへ の
入力荷重の 例を図 5－7～図 5－9 に示す。

17

ｑ1

ＱT

ｑ2

ｆ1

ｆ2

ｍ1

ｍ2

ｑｎ

Ｆ

ｆn
ｍｎ

ＱＴ

：水平方向の荷重によって上部構造物から作用する基礎上でのせん断力ｑｎ：上記ＱＴを筒身脚部と柱脚のそれぞれの近傍に分散させて加える際の水平力

Ｆ：基礎自身が受ける慣性力ｆｎ：上記Ｆを杭頭近傍に分散させて加える際の水平力ｍｎ：基礎下に作用するせん断力（Ｑ＋Ｆ）を各杭で分散させてに加えた際に生じる各杭の頭部で生じる曲げモーメント
図 5－4 ＦＥＭモデルに作用させる水平荷重

Ｎ1

Ｎ2

ＭＴ
Ｎｎ

ｈ

Ｎ 1’ Ｎ 2’

ＭＢ
Ｎｎ’

ＭＴ

：水平方向の荷重によって上部構造物から作用する基礎上での曲げモーメントＮｎ：上記ＭＴを筒身脚部と柱脚のそれぞれの近傍に偶力として分散させて加える際の鉛直力

ＭＢ：基礎の厚さ分の影響として考慮すべき付加曲げモーメント

Ｎｎ’ ：上記ＭＢを杭頭近傍に偶力として分散させて加える際の鉛直力
ｈ：基礎の厚さ
図 5－5 ＥＭモデルに作用させる曲げモーメント

18

Ｖ
v1

v2

p1

p2

vｎ

Ｐ

pｎ

Ｖ

：鉛直方向の荷重による上部構造物から作用する基礎上での軸力vｎ：上記Ｖを筒身脚部と柱脚のそれぞれの近傍に分散させて加える際の鉛直力

Ｐ：基礎自身が受ける慣性力pｎ：上記Ｐを杭頭近傍に分散させて加える際の鉛直力
図 5－6 ＦＥＭモデルに作用させる鉛直荷重

Ｚ(UD)
Ｙ(NS)

Ｘ(EW)

(a)断面荷重図

Ｚ(UD)
Ｙ(NS)

Ｘ(EW)

(b)鳥瞰荷重図
図 5－7 ＦＥＭモデルに作用させる水平荷重の例

19

Ｚ(UD)
Ｘ(EW)

Ｙ(NS)

(a)断面荷重図

Ｚ(UD)
Ｙ(NS)

Ｘ(EW)

(b)鳥瞰荷重図
図 5－8 ＦＥＭモデルに作用させる曲げモーメントの例

Ｚ(UD)
Ｙ(NS)

Ｘ(EW)

(a)断面荷重図

Ｚ(UD)
Ｙ(NS)

Ｘ(EW)

(b)鳥瞰荷重図
図 5－9 ＦＥＭモデルに作用させる鉛直荷重の例
20

非常用ガス処理系配管支持架構
非常用ガス処理系配管支持架構の応力解析に当たって，立体骨組モデルに入力する地震荷重として，水平地震力及び鉛直地震力を考慮する。また，水平方向については地震と組み合わせる風
荷重についても考慮する。
水平地震力は，基準地震動Ｓｓに対する地震応答解析により算定される最大応答を，各部の部
材応力（曲げモーメント，せん断力及び軸方向力）として考慮する。
鉛直地震力は，基準地震動Ｓｓに対する地震応答解析により算定される最大応答加速度と，常時荷重作用時の応力分布を参照し，基礎上端から最上部までの柱，梁及びブレースの交点等の節点での荷重（曲げモーメント，せん断力および軸方向力）として考慮する。
風荷重については，基礎下端から最上部までの柱，梁及びブレースの交点等の節点での集中荷重として考慮する。
図 6－1 及び図 6－2 に，解析モデルに作用させる水平地震力，鉛直地震力の概念図を示す。

21

EL 20.8m
EL 20.0m

EL 14.2m

EL 7.7m
Z(鉛直方向)Y(NS 方向)

X(EW 方向)
水平荷重（NS）

水平荷重（EW）

NS 方向軸周りのモーメントEW 方向軸周りのモーメント

図6－1 解析モデルに作用させる水平地震力の概念図

EL 20.8m

EL 20.0m

EL 14.2m

EL 7.7m
Z(鉛直方向)Y(NS 方向)

X(EW 方向)

鉛直荷重
NS 方向軸周りのモーメントEW 方向軸周りのモーメント

図6－2 解析モデルに作用させる鉛直地震力の概念図

22

格納容器圧力逃がし装置格納槽
格納容器圧力逃がし装置格納槽の応力解析に当たって，ＦＥＭモデルに入力する地震荷重として，水平地震力及び鉛直地震力を考慮する。また，地震時の側方地盤からの土圧についても考慮する。なお，ＦＥＭモデルについては,評価対象である基礎スラブ，耐震壁（地下外壁）及び上版に加え,内部耐震壁もモデル化し，上部構造物からの地震荷重等を適切に評価する。
地震荷重のうち水平地震力の入力は,基準地震動Ｓｓに対する地震応答解析結果を考慮し,各質点の地震応答解析結果と，ＦＥＭモデルの対応する高さにおける節点でのせん断力及び曲げモー
メントが等価になるように設定する。
具体的には，最大応答せん断力より得られた水平荷重を,ＦＥＭモデルの耐震壁の節点のうち
地震応答解析の質点レベルに対応する節点に,各節点の支配面積に応じて分配した荷重として入力する。このとき，水平荷重は地震応答解析モデルの各質点の上下部材に生じる最大応答せん断力の差分とする。基礎スラブ部に生じるせん断力は，基礎スラブの各節点の支配面積に応じて分配した水平荷重に置換し，算出した水平荷重を基礎スラブに入力する。
上部構造物の最大応答曲げモーメントについては，質点の回転慣性重量及び地下外壁と地盤との摩擦による影響で，地震応答解析の質点上下で差がある。その差を調整する補正モーメントを，
耐震壁の節点のうち，地震応答解析の質点レベルに対応する節点に，鉛直荷重に置換して入力する。
基礎スラブ部内に生じる曲げモーメントについては，基礎スラブのシェル要素全体に三角形分布となるよう偶力置換した面荷重として与える。
地震荷重のうち鉛直荷重については，地震応答解析より算出した鉛直方向の応答加速度のうち最大の値を震度換算し，全ての常時荷重に作用する鉛直震度として入力する。この鉛直荷重の入力方法は「2.

使用済燃料乾式貯蔵建屋（基礎スラブ）」の鉛直荷重の入力方法と異なる。格納槽では応力解析結果により耐震壁を評価するため構造物を三次元連続体として評価しており，最大鉛直震度を用いて軸力が連続的に評価できるようにしている。
地震荷重の設定方法を図 6－1 に示す。
ＦＥＭモデルに作用させる水平力及び補正モーメントを図 7－2 に，ＦＥＭモデルに作用させる鉛直力を図 7－3 に示す。
地震荷重のうち地震時土圧荷重については，資料 V-2-2-18「格納容器圧力逃がし装置格納槽の耐震性についての計算書」に基づき常時土圧と地震時増分土圧を設定する。ＦＥＭモデルに作用させる荷重を図 7－4～図 7－6 に示す。

23

地震時水平荷重
要素番号
EL.

8.00m

EL.

4.00m

(1)

質点番号
1

1

MD
水平荷重 Pn による
曲げモーメント(iME)

2
2

MD
ME

動的地震力による
曲げモーメント(iMD)

2

(2)
3

EL. －5.80m(3)EL. －8.60m(4)EL.－12.80m(5)EL.－15.80m

4

3

MD
4

3

ME

MD

4

5

ME

6

S
6

M

'
D

6

応力解析に用いる
補正モーメントME

応力解析の
曲げモーメント
ΔM1

EL.

8.00m

ΔM1=1MD

EL.

4.00m

ΔM2=2ME-(2MD-1MD)

EL. －5.80m

ΔM3=3ME-2ME-(3MD-2MD)

EL. －8.60m

ΔM4=4ME-3ME-(4MD-3MD)

EL.－14.30m

ME

ΔM2

水平荷重 Pn による
曲げモーメント(iME)
応力解析に用いる
補正モーメント(ΔMi)

ΔM3
ΔM4

ΔMS=SME-4ME-(6MD'-4MD)
ΔMS
動的地震力による
曲げモーメント(iMD)(b) 最大応答曲げモーメント iMD と補正モーメント⊿Mi の関係
図 7－1 地震荷重の設定方法(2/3)

24応力解析に用いる
鉛直荷重

最大応答
加速度 An
要素番号
EL.
EL.

8.00m
4.00m

(1)

質点番号
1

A1

2

A2
S=AMAX/g(2)
W×S
EL. －5.80m
EL. －8.60m
EL.－12.80m
EL.－15.80m

(3)
(4)
(5)

3

A3

4

A4

5

A5

6

A6
S

：鉛直震度

AMAX：鉛直応答加速度の最大値g：重力加速度W：質点重量*ここでは鉛直震度 S を入力する。
(c) 最大応答加速度 Aｎと鉛直荷重 W×S の関係
図 7－1(2) 地震荷重の設定方法

25

加振方向

U
N

E
(a)上部構造物の地震力（水平荷重）

加振方向

U
N

E

(b)基礎スラブの地震力（水平荷重）
図7－2 ＦＥＭモデルに作用させる水平力(NS方向)(1/2)

26

加振方向

U
N

E

(c)上部構造物の地震力（補正モーメント）

加振方向

U
N

E

(d)基礎スラブの地震力（補正モーメント）
図7－2 ＦＥＭモデルに作用させる水平力(NS方向)(2/2)

27

U
N

E

図7－3 ＦＥＭモデルに作用させる鉛直力

28

A 立面

B 立面

(a)鳥瞰図(b)A立面図(c)B立面図
図7－4 ＦＥＭモデルに作用させる土圧（常時土圧）

29

立面

(a)鳥瞰図(b)立面図図7－5 ＦＥＭモデルに作用させる土圧（地震時静止土圧_NS方向）

立面(a)鳥瞰図(b)立面図図7－6 ＦＥＭモデルに作用させる土圧（地震時静止土圧_EW方向）30使用済燃料プール
使用済燃料プールは，原子炉ウェルをはさんで反対側に燃料交換時に蒸気乾燥器と気水分離器を仮置きする蒸気乾燥器・気水分離器ピットがあり，これらは同一のＦＥＭモデルで応力解析を実施している。
応力解析に当たって，ＦＥＭモデルに入力する地震荷重として，水平地震力及び鉛直地震力に加えて動水圧荷重を考慮する。また，水平方向については周辺構造物である内部ボックス壁（I／W）の地震時反力を考慮する。
地震荷重の入力は，基準地震動Ｓｓ，弾性設計用地震動Ｓｄ及び静的地震力に対する地震応答
解析結果を考慮し，ＦＥＭモデルの原子炉ウェルの節点のうち地震応答解析の質点レベルに対応する節点で，せん断力及び曲げモーメントが地震応答解析結果と等価になるように設定する。
具体的には，地震応答解析の質点系の最大応答せん断力より求まる層せん断力を，ＦＥＭモデルの対応する各節点に節点の支配長さに応じて分配し，節点荷重として入力する。
曲げモーメントは，偶力に置換して水平荷重の入力位置に節点荷重として入力する。地震応答
解析の質点系より求まる各層の付加曲げモーメントを，対応する各節点に節点の支配長さと中心位置からの距離に応じて偶力に置換して分配し，節点荷重として入力する。
また，NS 方向の水平荷重のうち，プール側壁に生じるせん断力は，プールガーダー端部の I／
W と交わる節点に鉛直方向の線荷重として入力する。EW 方向の水平荷重のうち，I／W と原子炉
ウェルの回転角の差分は，プールガーダー端部の I／W と交わる節点に強制変位として入力する。
鉛直荷重は，地震応答解析より算定されるプール部において包絡した最大応答加速度から換算した鉛直震度を，固定荷重及び機器荷重，配管荷重及び積載荷重に乗じて入力する。
水平荷重の設定方法を図 8－1 に，入力方法の概念図を図 8－2 に示す。
動水圧荷重の入力方法の概念図を図 8－3 に示す。また，参考に静水圧荷重の入力方法の概念図についても図 8－4 に示す。

31

M1

EL. 46.5m

P1

M2

EL. 38.8m

P2

EL. 34.7m

地震応答解析

曲げモーメント分布

せん断力分布

水平荷重

Pn：最大せん断力分布と等価なせん断力分布を生じさせる水平荷重

Mn：水平荷重 Pn から得られる転倒モーメント分布と曲げモーメント分布との差異を調整する付
加曲げモーメント
図 8－1 作用させる水平地震力の設定方法

32

U
E
S
(a) せん断力及び曲げモーメント N→SUES(b) プール部の壁が負担するせん断力 N→S
図 8－2(1) ＦＥＭモデルに作用させる水平地震力

33

U
E
S
(a) せん断力及び曲げモーメント W→EUES(b) 内部ボックス壁の回転変形 W→E
図 8－2(2) ＦＥＭモデルに作用させる水平地震力

34

プール壁
及びピット壁

シェル要素

底版中心

U
E
S
(a) 動水圧N→S
プール壁
及びピット壁

シェル要素

底版中心

U
E
S
(b) 動水圧W→E

図 8－3 ＦＥＭモデルに作用させる動水圧荷重

35

プール壁
及びピット壁

シェル要素

底版中心

U
E
S

図 8－4 ＦＥＭモデルに作用させる静水圧荷重（参考）

36

9.

原子炉格納施設の基礎
原子炉格納施設の基礎は，原子炉格納容器底部に当たる部分（原子炉格納容器底部コンクリー

トマット）とその周辺部の原子炉建屋の基礎で構成され，これらは同一のＦＥＭモデルで応力解析を実施している。
応力解析に当たって，ＦＥＭモデルに入力する地震荷重として，水平地震力及び鉛直地震力を考慮する。また，上部構造物である外部ボックス壁（O／W），内部ボックス壁（I／W），シェル壁（S／W），PCV 及び RPV 基礎の基礎への地震時反力を考慮する。
地震荷重の入力は，基準地震動Ｓｓ，弾性設計用地震動Ｓｄ及び静的地震力に対する地震応答
解析結果を考慮し，ＦＥＭモデルの基礎底面ばね（地盤ばね反力＋減衰力）並びに上部構造物及び基礎質点位置でせん断力，曲げモーメント及び軸力が地震応答解析結果と等価になるように設定する。
具体的には，水平荷重のうち，各上部構造物から作用する基礎への地震時反力は，ＦＥＭモデ
ルにおける各上部構造物脚部に対応する各節点に，支配面積に応じて分配し，節点荷重として入力する。基礎については，地震応答解析より求まる基礎底面地盤ばねのせん断力から，上部構造物から作用する水平力を差し引いた値を，ＦＥＭモデルの基礎の各節点に節点の支配面積に応じて分配し，節点荷重として入力する。
曲げモーメントのうち，各上部構造物から作用する基礎への地震時反力は，偶力に置換して水平荷重の入力位置に節点荷重として入力する。地震応答解析より求まる基礎底面地盤ばねの曲げモーメントから上部構造から作用する曲げモーメントを差し引いた値を，ＦＥＭモデルの基礎の各節点に，節点の支配面積と中心位置からの距離に応じて偶力に置換して分配し，節点荷重として入力する。
鉛直荷重のうち，各上部構造物から作用する基礎への地震時反力は，ＦＥＭモデルにおける各
上部構造物脚部に対応する各節点に，支配面積に応じて分配し，節点荷重として入力する。基礎については，地震応答解析より求まる基礎底面地盤ばねの軸力から，上部構造物から作用する鉛
直力を差し引いた値を，ＦＥＭモデルの基礎の各節点に節点の支配面積に応じて分配し，節点荷重として入力する。
地震荷重の入力方法の概念図を図 8－1～図 8－3 に示す。

37

QS
FB

QR

QS：地震応答解析より設定した上部構造物から基礎へ作用するせん断力
FB：基礎に作用する水平荷重
QR：地震応答解析より設定した基礎底面に生じるせん断力
FB＝QR－QS
図 9－1 ＦＥＭモデルに作用させる水平荷重

MS
MB

MR

MS：地震応答解析より設定した上部構造物から基礎へ作用する曲げモーメント
MB：基礎に作用する曲げモーメント
MR：地震応答解析より設定した基礎底面に生じる曲げモーメント
MB＝ MR－MS
図 9－2 ＦＥＭモデルに作用させる曲げモーメント

38

VS
FB
VR

VS：地震応答解析より設定した上部構造物から基礎へ作用する軸力
FB：基礎に作用する鉛直荷重
VR：地震応答解析より設定した基礎底面に生じる軸力
FB＝VR－VS
図 9－3 ＦＥＭモデルに作用させる鉛直荷重

39