東海第二発電所 工事計画審査資料
資料番号

工認-592 改 0

提出年月日

平成 30 年 6 月 21 日

NT2 補② Ⅴ-3-2-12 R0

Ⅴ-3-2-12 重大事故等クラス２支持構造物（容器）の強度計算方法

目次
1.

概要

12.

重大事故等クラス２支持構造物（容器）の強度計算方法

22.1 クラス２支持構造物の規定に基づく強度計算方法

NT2 補② Ⅴ-3-2-12 R0

3.

2

2.1.1 記号の定義

22.1.2 強度計算方法4

強度計算書のフォーマット

83.1 強度計算書のフォーマットの概要

83.2 記載する数値に関する注意事項

83.3 強度計算書のフォーマット

8

1.

概要
本資料は「Ⅴ-3-1-6 重大事故等クラス２機器及び重大事故等クラス２支持構造物の強度計算の基本方針」に基づき，重大事故等クラス２容器を支持する支持構造物であって，重大事故等クラス２容器に溶接により取り付けられ，その損壊により重大事故等クラス２容器に損壊を生じさせるおそれがある重大事故等クラス２支持構造物（容器）（以下「重大事故等クラス２支持構造物（容器）」という。）が十分な強度を有することを確認するための方法として適用する発電用原子力設備規格（設計・建設規格（2005年版（2007年追補版含む。）） ＪＳＭＥ Ｓ ＮＣ１－2005/2007）（日本機械学会 2007年9月）（以下「設計・建設規格」という。）の規定に基づく強度計算方法について説明するものであり，重大事故等クラス２支持構造物（容器）の強度計

NT2 補② Ⅴ-3-2-12 R0

算方法及び強度計算書のフォーマットにより構成する。

1

2.

重大事故等クラス２支持構造物（容器）の強度計算方法

2.1 クラス２支持構造物の規定に基づく強度計算方法
2.1.1 記号の定義
重大事故等クラス２支持構造物（容器）の一次応力計算に用いる記号について，以下に一次応力計算に使用するもの

NT2 補② Ⅴ-3-2-12 R0

説明する。
記号単位Ａmm2

支持構造物の断面積

Ａｆmm2

圧縮フランジの断面積

Ａｓｆmm2ｂmm

支持脚フランジ幅Ｃ－

許容曲げ応力算出の際に用いる係数

Ｄｉmm

スカートの内径Ｄｊmm

スカートに設けられた開口部の穴径（j＝1，2，3，・・・）

ＥMPa

ＦMPa

設計・建設規格 SSB-3121.1 により規定される値

Ｆｃ

N

鉛直荷重ｆｂMPa

許容曲げ応力ｆｃ

MPa

許容圧縮応力ｆｔMPa

許容引張応力2定義

圧縮フランジとはりのせいの 6 分の 1 とからなるＴ型断面の断面積

最高使用温度における設計・建設規格 付録材料図表 Part6
表 1 に規定される材料の縦弾性係数

重力加速度

gm/s

ｈmm

はりのせいＩmm4

座屈軸まわりの断面二次モーメントｉmm

座屈軸についての断面二次半径

ｉｆmm

Ｉｓｆmm4

圧縮フランジとはりのせいの 6 分の 1 とからなるＴ型断面のウェッブ軸まわりの断面二次半径
圧縮フランジとはりのせいの 6 分の 1 とからなるＴ型断面のウェッブ軸まわりの断面二次モーメントmm

支持構造物の長さｃmm

支持脚中立軸間距離ｋmm

座屈長さ

ＭN･mm

曲げモーメントＭ１N･mm座屈端部における曲げモーメント

Ｍ２N･mm座屈端部における曲げモーメント2

NT2 補② Ⅴ-3-2-12 R0

一次応力計算に使用するもの

記号単位定義ｍ０kg

容器の有効運転質量Ｎ－

支持脚本数ｔmm

スカート厚さｔ1mm

支持構造物のフランジ厚さ

ｔ2mm

支持構造物のウェッブ厚さ

Ｙmm

スカート開口部の水平断面における最大円周長さ

Ｚmm3

支持構造物の断面係数

Λ－

限界細長比

λ－

圧縮材の有効細長比

ν－

許容圧縮応力算出の際に用いる係数

σｂMPa

一次曲げ応力σｃMPa

一次圧縮応力3

2.1.2 強度計算方法
ここでは，重大事故等クラス２支持構造物（容器）のスカート部及び脚部の評価が必要な一次応力及びその計算方法を示す。
材料の設計降伏点は，設計・建設規格 付録材料図表 Part5 表 8 及び設計引張強さは
設計・建設規格 付録材料図表 Part5 表 9 により容器の最高使用温度に応じた値を用いる。設計・建設規格 付録材料図表 Part5 表 8 及び表 9 記載の温度の中間の値の場合は，比例法を用いて計算し，小数点第 1 位以下を切り捨てた値を用いるものとする。
強度計算は，設計・建設規格に基づき適切な裕度を持った許容値を使用して実施することから，強度計算に用いる寸法は公称値を使用する。

(1) 評価応力（設計・建設規格 SSC-3010）
項目

適用規格番号

支持構造物に引張応力が作用し引張応力ないので評価を省略する。
支持構造物にせん断応力が作用せん断応力しないので評価を省略する。

圧縮応力
一次応力

NT2 補② Ⅴ-3-2-12 R0

評価

評価を行う
脚支持のみ評価を行う。

曲げ応力

スカート支持には曲げモーメン
設計・建設規格 SSC-3121.1

トが作用しないので評価を省略する。
構造上支圧応力が発生するもの

支圧応力はないので評価を省略する。
脚支持のみ評価を行う。
スカート支持には圧縮応力しか組合せ応力作用しないため，組合せ応力の評価は省略する。

4

(2) スカート部の応力計算（設計・建設規格 SSC-3010)
一次圧縮応力は，以下の計算式により求められる許容圧縮応力以下であることを確認する。
項目

適用規格番号計算式
Ｆｃ＝ｍ０g

一次圧縮応力－σ ｃ＝Ｆｃ
Ａ(1) 圧縮材の有効細長比が限界細長比以下の場合（λ Λ の場合）
ｆ ｃ＝ 1

設計・建設規格NT2 補② Ⅴ-3-2-12 R0

許容圧縮応力0.4λΛＦν＊ ，＊ ，＊(2) 圧縮材の有効細長比が限界細長比を超える場合（λ＞Λ の場合）

SSC-3121.1

ｆｃ＝0.277ＦΛ＊ ，＊λ(3) 圧延形鋼又は溶接 I 型鋼の断面形状を用いるものはないので記載を省略する。
注記 ＊1：λは，圧縮材の有効細長比で，λ =ｋｉより求める。

ｋは，座屈長さで，設計・建設規格 解説表 SSB-3121-1 座屈長さ ｋより，ｋ＝1.2 （移動に対する条件は自由，回転に対する条件は両端拘束）となる。
ｉは，座屈軸についての断面二次半径で，ｉ =Ｉより求める。

ＡＩは，支持構造物の断面二次モーメントで，次式により求める。
Ｉ＝

８Ｄｉ＋ｔｔ

１４

Ｄｉ ＋ｔｔＹＡは，支持構造物の断面積で，次式により求める。
Ａ＝ π Ｄｉ ＋ｔＹ ｔＹは，スカート開口部の水平断面における最大円周長さで，次式により求める。
Ｎ

Ｙ＝ＤｊＤｉ＋ｔＤｉ＋ｔｊ＝１＊2：Λは，限界細長比で，Λ＝π Ｅ. Ｆより求める。

＊3：νは，許容圧縮応力算出の際に用いる係数で，ν＝1.5 +5λより求める。

(3) 脚部の応力計算（設計・建設規格 SSC-3010）
一次圧縮応力及び一次曲げ応力による組合せ評価は，以下の計算式により求められる許容値以下であることを確認する。
項目

適用規格番号計算式
Ｆｃ＝一次圧縮応力－σｃ ＝
Ｍ＝一次曲げ応力

ｍ０ＮＦｃgＡｍ g ｃ－σｂ ＝2ＮＭＺ(1) 圧縮材の有効細長比が限界細長比以下の場合（λ Λ の場合）

NT2 補② Ⅴ-3-2-12 R0

ｆｃ ＝ 1
許容圧縮応力設計・建設規格

0.4

λΛＦ
ν

＊ ，＊ ，＊(2) 圧縮材の有効細長比が限界細長比を超える場合（λ＞Λ の場合）

SSC-3121.1

ｆｃ＝0.277Ｆ
(3)

Λ

＊ ，＊λ

圧延形鋼又は溶接Ｉ型鋼の断面形状を用いるものはな

いので記載を省略する。
(1) 許容曲げ応力は(1)又は(2)の値のいずれか小さいほうの値
Ｆｆｔ ＝1.5(2) 荷重面内に対称軸を有する圧延形鋼であって強軸まわりに曲げを受けるものは以下の 2 つの計算式により計算した値のうちいずれか大きいほうの値
許容曲げ応力ｆｂ ＝ 1

設計・建設規格ＣΛ ｉｆ

SSC-3121.1
ｆｂ ＝(3)

組合せ評価

0.4

設計・建設規格SSC-3121.1ｆｔ＊ ，＊0.433ＥＡｆｈ

みぞ形断面のもの，荷重面内に対称軸を有しない圧延形鋼及び溶接組立鋼の場合
0.433ＥＡｆｆｂ ＝ｈσｃσｂ＋1ｆｃ ｆｂ6

注記 ＊1：λは，圧縮材の有効細長比で，λ =ｋｉより求める。

ｋは，座屈長さで，設計・建設規格 解説表 SSB-3121-1 座屈長さ ｋより，

ｋ＝2.1 （移動に対する条件は自由，回転に対する条件は 1 端自由，他端拘束）となる。
ｉは，座屈軸についての断面二次半径で，ｉ =Ｉより求める。

Ａ

Ｉは，支持構造物の断面二次モーメントで，Ｈ型鋼の場合は次式により求める。
Ｉ＝

１ｂｈ12ｈ2ｔｂｔ

Ａは，支持構造物の断面積で，Ｈ型鋼の場合は次式により求める。
Ａ＝2ｔ ｂｔ ＋ｈｔ

NT2 補② Ⅴ-3-2-12 R0＊2：Λは，限界細長比で，Λ＝π Ｅ. Ｆより求める。

＊3：νは，許容圧縮応力算出の際に用いる係数で，ν＝1.5 +λより求める。

＊4：ｉｆは，圧縮フランジとはりのせいの 6 分の 1 とからなるＴ型断面のウェッブ軸まわりＩｓｆの断面二次半径で，ｉｆ =Ａｓｆより求める。

Ｉｓｆは，圧縮フランジとはりのせいの 6 分の 1 とからなるＴ型断面のウェッブ軸まわりの断面二次モーメントで，次式により求める。
Ｉｓｆ＝1ｈｂ ｔ + ｔ
126Ａｓｆは，圧縮フランジとはりのせいの 6 分の 1 とからなるＴ型断面の断面積で，次式により求める。
Ａｓｆ＝ｂｔ +ｈ6ｔｔＣは，次の計算式により計算した値又は 2.3 のうちいずれか小さい値。
Ｃ＝1.751.05ＭＭ+ 0.3ＭＭ

ここで，脚下端の支持条件は単純支持であり下端にモーメントは生じないことから，Ｃは 1.75 とする。

7

3.

強度計算書のフォーマット

3.1 強度計算書のフォーマットの概要
強度計算書のフォーマットは，重大事故等クラス２支持構造物（容器）を構成する部材について下記 3.3 項のフォーマット中に計算に必要な条件及び結果を記載する。

3.2 記載する数値に関する注意事項
計算に使用しないものや計算結果のないものは，計算結果表の記入欄には記載する。

3.3 強度計算書のフォーマット
強度計算書のフォーマットは，以下のとおりである。

FORMAT-1 一次圧縮応力評価

NT2 補② Ⅴ-3-2-12 R0

FORMAT-2 一次圧縮応力及び一次曲げ応力による組合せ評価

8―として(1) クラス２支持構造物（容器）の規定に基づく強度計算
FORMAT-1○○の強度計算書
1.

一次せん断応力評価

種類

材料

最高使用温度Ｔ（℃）

Ｆ値

鉛直荷重（MPa）

断面積

一次圧縮応力許容圧縮応力σc（MPa）

ｆc（MPa）

2ＦＣ（N）

Ａ（mm ）

評価

スカート支持たて置円筒形容器

FORMAT-2○○の強度計算書

NT2 補② Ⅴ-3-2-12 R0E

1.

一次圧縮応力及び一次曲げ応力による組合せ評価

種類

材料

最高使用温度

Ｆ値

Ｔ（℃）

（MPa）

鉛直荷重

断面積
2ＦＣ（N）

Ａ（mm ）

曲げモーﾒﾝﾄ

断面係数

Ｍ（N・㎜）

Ｚ（mm ）

2

スカート支持たて置円筒形容器

一次圧縮応力許容圧縮応力一次曲げ応力

許容曲げ応力σc（MPa）

ｆc（MPa）

σb（MPa）

ｆb（MPa）

組合せ評価
σｃσｂ＋
1ｆｃ ｆｂ評価

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