本資料のうち，枠囲みの内容は，東海第二発電所 工事計画審査資料

営業秘密又は防護上の観点から

資料番号

工認-815 改 2

公開できません。

提出年月日

平成 30 年 7 月 24 日

Ⅴ-3-別添 3-2-4-5 緊急用海水ポンプ点検用開口部

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-5 R1

浸水防止蓋の強度計算書

目
1.

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

2.

基本方針 .......................................................................... 23.

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-5 R1

次

2.1 位置22.2 構造概要

32.3 評価方針

42.4 適用規格5

強度評価方法 ...................................................................... 6
3.1 記号の定義

63.2 評価対象部位

73.3 荷重及び荷重の組合せ83.4 許容限界

93.5 評価方法

104.

評価条件 ......................................................................... 15

5.

強度評価結果 ..................................................................... 16i

1.

概要
本資料は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」に基づき，浸水防護設

備のうち緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋が津波荷重及び余震を考慮した荷重に対し，

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-5 R1

主要な構造部材が構造健全性を有することを確認するものである。

1

2.

基本方針

2.1 位置緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋は，海水ポンプ点検用ピット最上部のスラブ部分（頂版部）に設置する。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-5 R1

緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋の設置位置図を図 2-1 に示す。

2

2.2 構造概要
緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋の構造は，長方形の鋼板に主桁（溝形鋼）及び補助桁（Ｔ形鋼）を組合せた構造とする。
緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋は，本体を海水ポンプ点検用ピット最上部のスラブ部分（頂版部）に設置する固定ボルトで固定する。緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-5 R1

蓋の構造概要図を図 2-2 に示す。

図 2-2 緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋の構造概要3

2.3 評価方針
緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋の強度計算は，緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋の評価対象部位に作用する応力が許容限界以下であることを「3. 強度評価方法」に示す方法により、「4. 評価条件」に示す評価条件を用いて評価し、「5. 強度評価結果」にて確認する。
緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋の強度評価では，津波襲来時に余震が発生することを想定し，津波荷重及び余震荷重を考慮した強度評価を実施する。強度評価フローを図 2-3に示す。
また，上記評価を実施するにあたり，緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋をモデル化した固有値解析を行う。

浸水防止蓋の設計

余震

自然現象による

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-5 R1

荷重の算定
・常時荷重・津波荷重解析モデル設定

固有値解析

入力地震動の設定

設計震度の設定評価式による計算

応力の計算

評価部位の応力評価

図 2-3 強度評価フロー

4

荷重及び荷重の組合せの設定

2.4 適用規格
適用する規格，基準等を以下に示す。
・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）
・日本工業規格（ＪＩＳ）・ダム・堰施設技術基準（案）（基準解説編・マニュアル編）（（社）ダム・堰施設技術協会，

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-5 R1

平成 25 年 6 月）

53.

強度評価方法緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋の強度評価は，「3.2 評価対象部位」に示す評価対象部位に対し，「3.3 荷重及び荷重の組合せ」及び「3.4 許容限界」に示す荷重の種類及び荷重の組合せ並びに許容限界を踏まえ，「3.5 評価方法」に示す方法を用いて評価を行う。なお，評価は，津波に伴う荷重と余震に伴う荷重の作用時（重畳時）にて行うものとする。
3.1 記号の定義
緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋の強度計算に用いる記号を表 3-1 に示す。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-5 R1

表 3-1 緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋の強度計算に用いる記号
記号単位

Ｗ０kg/m3

定義
海水の密度ｇm/s2

重力加速度

Ｋ

G

余震時設計震度Ｈm

津波水位（T.P.）ｈm

津波時設計水深2ｑkN/m

津波時静水圧ｍskg

積雪荷重による質量ＰsN積雪荷重Ａsm2

積雪面積

ｗs

Pa

積雪量 1cm ごとの積雪荷重

ｄscm

垂直積雪量

σｙ

N/mm2

日本工業規格に規定される材料の設計降伏点

σｕ

N/mm2

日本工業規格に規定される材料の設計引張強さ
許容圧縮応力度，許容引張応力度，許容曲げ応力度

σａ

N/mm2

ダム・堰施設技術基準（案）
σａ＝σｙ／Ｆ

τａN/mm2

許容せん断応力度 ダム・堰施設技術基準（案）τａ＝σａ／√36

3.2 評価対象部位
緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋の評価対象部位は，「2.2 構造概要」にて設定している構造を踏まえて，津波に伴う荷重の作用方向及び伝達過程を考慮し設定する。
なお，緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋の強度計算における評価対象部位は，浸水防止蓋及び固定ボルトとする。
緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋の強度評価における評価対象部位を，図 3-1 に示

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-5 R1す。

図 3-1 評価対象部位7

3.3 荷重及び荷重の組合せ
強度評価に用いる荷重の種類及び荷重の組合せに関して以下に示す。
3.3.1 荷重の設定
強度評価に用いる荷重は，以下の荷重を用いる。
(1) 常時作用する荷重（Ｄ）
常時作用する荷重として，自重Ｄを考慮する。自重Ｄについては，緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋の構成部材の質量を用いる。
(2) 浸水津波荷重（Ｐｈ）
津波時静水圧を考慮して算出した設計水圧と各部材の受圧面積から各部材の津波荷重をNT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-5 R1算出する。
(3) 余震荷重（Ｓｄ）
余震荷重として，弾性設計用地震動Ｓｄ－Ｄ１による地震力を考慮する。
余震荷重Ｓｄは，緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋に作用する余震による慣性力を考慮する。
(4) 積雪荷重（Ｐｓ）
積雪荷重Ｐｓについては，30 cm の積雪量を想定する。
3.3.2 荷重の組合せ
緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋は，緊急用海水ポンプ点検用ピット最上部の頂版部に設置されているため，風荷重の影響は考慮しない。
荷重の組合せを表 3-2 に示す。
表 3-2 荷重の組合せ
施設区分
浸水防止設備

機器名称
緊急用海水ポンプ点検用
開口部浸水防止蓋

荷重の組合せ＊Ｄ＋Ｐｈ＋Ｓｄ＋Ｐs＊1

注記 ＊1：自重（Ｄ）及び余震荷重（Ｓd）の組合せが，強度評価上，浸水津波荷重（Ｐｈ）を緩和する方向に作用する場合，保守的にこれらを組合せない評価を実施する。

8

3.4 許容限界
緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋の許容限界は，評価対象部位ごとに，「ダム・堰施設技術基準（案）」に規定される許容応力度を用いる。
各評価対象部位の許容限界を表 3-3 に示す。
表 3-3 各評価対象部位の許容限界
許容限界＊1，＊2状態

短期

浸水防止蓋

固定ボルト

一次応力

一次応力

曲げ

せん断

組合せ

引張せん断

1.5σａ1.5τａ1.65σａ1.5σａ1.5τａ

注記 ＊1：「ダム・堰施設技術基準（案）」に準じ，短期時許容値割増 1.5 または 1.65 とする。
NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-5 R1＊2：σａ：許容曲げ応力度，τａ：許容せん断応力度

93.5 評価方法
緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋の強度評価は，津波荷重や余震荷重による各部材の発生応力が許容限界以下であることを確認するものとする。
3.5.1 荷重条件
(1) 固定荷重（Ｄ）
緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋の構成部材の質量を用いる。
(2) 浸水津波荷重（Ｐｈ）
津波時の水圧は，静水圧と動水圧の 2 つを考慮するものとする。
静水圧ｑ及び動水圧ｑ’はそれぞれ以下のとおりとする。
ｑ＝ｈ・Ｗ0NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-5 R1

ｑ’＝Ｋｖ・ｈ・Ｗ0(3) 余震荷重（Ｓｄ）
余震荷重は，以下のとおりとする。
（Ｄ・ｇ＋Ｐｓ）
Ｗｈｇ＝Ｋｈ・Ｗｖｇ＝Ｋｖ・（Ｄ・ｇ＋Ｐｓ）
ｗｖｇ＝Ｗｖｇ／Ａ
ここで，Ｋｈ：余震時水平震度（G）
Ｋｖ：余震時鉛直震度（G）
Ｗｈｇ：全体の水平地震荷重（N）
Ｗｖｇ：全体の鉛直地震荷重（N）
ｗｖｇ：鉛直地震分布荷重（N/mm2）
Ｄ：固定荷重による全体質量（kg）
ｇ：重力加速度（m/s2）
Ｐｓ：積雪荷重（N）
Ａ：浸水防止蓋の投影面積（mm2）(4) 積雪荷重（Ｐｓ）
積雪荷重Ｐｓについては，30 cm の積雪量を想定し，平均的な積雪荷重を与えるための係数 0.35 を考慮する。
積雪荷重による質量は次式を用いて算出する。
ｍｓ＝Ｐｓ・Ａｓ／ｇ＝0.35・ｗｓ・ｄｓ・Ａｓ／ｇ

10

3.5.2 強度評価
以下に，評価対象部位ごとに，各評価対象部位に作用する応力及びその算出式等をまとめる。
(1) 浸水防止蓋
浸水防止蓋の荷重条件は，地震荷重を等分布荷重とし，浸水防止蓋を構成する主桁に発生する最大曲げモーメント及び最大せん断力は「ダム・堰施設技術基準（案）」に規定される計算式を用いる。
(a) 曲げ応力
津波時水圧により浸水防止蓋の主桁に発生する最大曲げ応力度σは，次式により算出する。
σ＝Ｍ／Ｚ

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-5 R1

ここで，σ：最大曲げ応力度

Ｍ：主桁に発生する曲げモーメント

Ｚ：主桁及び補助桁の断面係数(b) せん断応力
浸水防止蓋の主桁に発生する最大せん断応力度τは次式により算出する。
τ＝Ｓ／Ａｗ
ここで，τ：最大せん断応力度

Ｓ：主桁に発生する最大せん断力

Ａｗ ：主桁及び補助桁のウェブ断面積(c) 組合せ応力
浸水防止蓋の主桁に発生する曲げ応力度σｂ及びせん断応力度 τｂによる組合せ荷重σｂｍを「ダム・堰施設技術基準(案)」記載の次式により算出する。

(2) 固定ボルト
固定ボルトに作用する荷重は，固定ボルト設置位置及び間隔から浸水防止蓋に対する負担面積を設定し，鉛直方向荷重及び水平方向荷重に対して評価を行う。
(a) 引張応力
固定ボルト 1 本あたりの引張応力度σｂは，次式により算出する。
σｂ＝Ｐｂ／Ａｂ
ここで，σｂ ：固定ボルト 1 本あたりの引張応力度
11Ｐｂ ：固定ボルト 1 本あたりに作用する引張応力
Ａｂ ：固定ボルトの有効断面積(b) せん断応力
固定ボルト 1 本あたりのせん断応力度τｂは，次式により算出する。
τｂ＝Ｓｂ／Ａｂ
ここで，τｂ ：固定ボルト 1 本あたりのせん断応力度Ｓｂ ：固定ボルト 1 本あたりに作用するせん断荷重
Ａｂ ：固定ボルトの有効断面積(c) 組合せ応力
固定ボルトに発生する曲げ応力度σｂ及びせん断応力度τｂによる組合せ荷重σｂｍを

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-5 R1「ダム・堰施設技術基準(案)」記載の次式により算出する。

12

3.5.3 固有値解析
緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋の耐震評価にあたり，「2.3 評価方針」に記載したとおり，当該設備をモデル化した固有値解析を実施する。
(1) 解析モデル
緊急用海水ポンプピット点検用開口部浸水防止蓋の主桁を単純支持梁としてモデル化する。
(2) 固有振動数の計算
緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋は，主桁を単純支持梁としてモデル化し，評価を行う。
「構造力学公式集（1988 年），土木学会」より，両端支持梁の一次固有振動数は次のとおり与えられる。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-5 R1E

各記号の定義並びに評価に必要な諸元を表 3-4 に示す。
表 3-4 固有振動数の計算における記号の定義と評価に必要な諸元
記号

定義数値

ｆ

一次固有振動数－単位

備考

Hz11N/m2Ｅ

縦弾性係数

1.93×10Ｉ

主桁の断面 2 次モーメント1.054×10-4m4ｍ

主桁の単位長さ当りの重量

53.7kg/m

Ｌ

主桁の長さ

2.73m

(3) 固有値解析結果
固有振動数の算出結果を表 3-5 に示す。固有振動数は，20 Hz 以上であることから，剛構造である。
表 3-5 固有振動数の算出結果（単位：Hz）
機器名称

固有振動数

緊急用海水ポンプピット

130

点検用開口部浸水防止蓋13

3.5.4 設計用地震力「3.5.3 固有値解析結果」に示したとおり緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋の固有振動数が 20Hz 以上であることを確認したため，緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋の強度計算に用いる設計震度は，添付Ⅴ-2-1-7「設計用床応答曲線の作成方針」に示す緊急用海水ポンプピットにおける最大床応答加速度の 1.2 倍を考慮して設定する。緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋の耐震計算に用いる設計震度を表 3-6 に示す。
表 3-6 設計震度の諸元

地震動

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-5 R1E

基準地震動
Ｓｄ
注記

設置場所

建屋及び及び床面高さ

高さ（EL.m）（EL.m）

緊急用海水緊急用海水ポンプピット

ポンプピット8.0

8.0

地震による設計震度＊

水平方向 CH0.92

鉛直方向 CV0.53＊：固有値解析結果より，緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋の固有振動数が20Hz 以上であることを確認したため，最大床応答加速度の 1.2 倍を考慮した設計震度を設定した。

144.

評価条件
緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋の強度評価に関する評価条件を以下に説明する。
(1) 評価対象部位の諸元
評価対象部位である，浸水防止蓋及び固定ボルトの各諸元を，表 4-1，表 4-2 に示す。
表 4-1 評価対象部位の各諸元（浸水防止蓋）
項目

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-5 R1E

浸水防止蓋

材質

鋼材仕様

スキンプレート

SUS304PL－12

主桁

SUS304

補助桁

SUS304

B［－300×100×12×16(端部)B［－300×100×12×16(中間部)
T－330×50×8×8

表 4-2 評価対象部位の各諸元（固定ボルト）
呼び径

材質(mm)SUS30430155.

強度評価結果蓋の強度評価結果を表 5-1 に示す。緊急用海水ポンプ点検用開口部浸水防止蓋の各部位の発生応力は、許容応力以下であり、基準津波荷重を考慮した荷重に対して構造部材が十分な健全性を有することを確認した。
表 5-1 強度評価結果（基準津波＋余震時）

スキンプレートNT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-5 R1E

端部桁
蓋

主桁
中間桁

補助桁

固定ボルト

許容応力

発生応力

評価対象部位2（N/mm2）（N/mm ）
曲げ

16150

せん断

190

組合せ＊

16165

曲げ

3150

せん断

190

組合せ＊

4165

曲げ6150

せん断

290組合せ＊

7165

曲げ

1150

せん断

190

組合せ＊

2165

せん断

490

注記 ＊：曲げ（σｂ）及びせん断（τｂ）による組合せ（σｂｍ）は，16で評価