東海第二発電所 工事計画審査資料
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資料番号

工認-598 改 9

提出年月日

平成 30 年 10 月 2 日

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-3 R8

Ⅴ-3-別添 3-4-3 管理区域外伝播防止堰の強度計算書

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-3 R8

目次
1.

概要

12.

基本方針

12.1 位置12.2 構造概要

62.3 評価方針

72.4 適用規格83.

強度評価方法93.1 記号の定義

93.2 評価対象部位

10

3.3 荷重及び荷重の組合せ

133.4 許容限界

143.5 評価方法

164.

評価条件

175.

強度評価結果181.

概要
本資料は，添付書類「Ⅴ-3-別添 3-3 溢水への配慮が必要な施設の強度計算の方針」に示すとおり，管理区域外伝播防止堰（以下「堰」という。）が，管理区域内で発生を想定する溢水の静水圧荷重に対し，止水性の維持を考慮して，主要な構造部材が構造健全性を維持することを確認するものである。

2.

基本方針

2.1 位置堰は，添付書類「Ⅴ-3-別添 3-3 溢水への配慮が必要な施設の強度計算の方針」の「3.
構造強度設計」の構造計画に示すとおり，原子炉建屋付属棟（廃棄物処理棟），タービン建屋及び廃棄物処理建屋に設置する。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-3 R8堰の設置位置図を図 2−1〜図 2−4 に示す。

1

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-3 R82
図 2−1 管理区域外伝播防止堰の設置位置図（原子炉建屋付属棟（廃棄物処理棟）

EL.8.20 m）

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-3 R83
図 2−2 管理区域外伝播防止堰の設置位置図（タービン建屋 EL.8.20 m）

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-3 R84
図 2−3 管理区域外伝播防止堰の設置位置図（廃棄物処理建屋 EL.8.30 m）

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-3 R85
図 2−4 管理区域外伝播防止堰の設置位置図（廃棄物処理建屋 EL.15.80 m）

2.2 構造概要
堰の構造は，添付書類「Ⅴ-3-別添 3-3 溢水への配慮が必要な施設の強度計算の方針」の「3.
構造強度設計」に示す構造計画を踏まえて，詳細な構造を設定する。堰の構造計画を表 2−1 に示す。堰は，アンカー筋（鉄筋）により既存の鉄筋コンクリート躯体と一体化させた鉄筋コンクリート製堰と既設コンクリート床版の一部であるコンクリート製堰の２種類に分類できる。
表 2−1 堰の構造計画
設備名称

計画の概要
主体構造

コンクリート及びアンカー筋により構成

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-3 R8する。

説明図

支持構造

躯体を既設
コンクリー

鉄筋＊3＊2アンカー筋（鉄筋）＊4

コンクリート
▽堰天端堰

ト床版にア

＊1

ンカー筋で▽設置レベル固定する。
既存躯体・矩形型＊2

コンクリート

管理区域

▽堰天端
＊1

外伝播防

▽設置レベル

止堰
躯体と既設コンクリートコンクリーにより構成すト床版が同る。

じ構造物で・スロープ型＊2

コンクリート▽堰天端＊1▽設置レベルある。
・スロープ及び矩形型＊2コンクリート

＊2,＊5

▽堰天端
＊1

▽設置レベル

注記 ＊1：高さ 0.15 m，0.3 m 又は 0.45 m。
＊2：幅 0.15 m〜3.75 m。
＊3：既存のコンクリート躯体と一体化。
＊4：新設堰は接着系アンカーとし，既存躯体への定着長さは径の 10 倍以上とする。
＊5：スロープが片側のみの場合。
6

2.3 評価方針
堰の強度評価は，添付書類「Ⅴ-3-別添 3-3 溢水への配慮が必要な施設の強度計算の方針」の「4.1 荷重及び荷重の組合せ」及び「4.2 許容限界」にて設定している荷重及び荷重の組合せ並びに許容限界を踏まえて，堰の評価対象部位に作用する応力等が許容限界内にあることを「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。
堰の強度評価フローを図 2−5 に示す。

評価対象部位の設定

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-3 R8

荷重及び荷重の組合せの設定

許容限界の設定

評価方法の設定・応力算定方法
・断面検定方法

評価条件の設定

強度評価

強度評価結果の確認

図 2−5 堰の強度評価フロー

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2.4 適用規格
適用する規格，基準等を以下に示す。
・建築基準法・同施行令
・鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説−許容応力度設計法−（（社）日本建築学会，
1999 年改定）
・各種合成構造設計指針・同解説（（社）日本建築学会，2010 年改定）

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-3 R8・鋼構造設計規準−許容応力度設計法−（（社）日本建築学会，2005 年改定）

8

3.

強度評価方法堰の強度評価は，添付書類「Ⅴ-3-別添 3-3 溢水への配慮が必要な施設の強度計算の方針」の「5. 強度評価方法」にて設定している方法を用いて，強度評価を実施する。
堰の強度評価は，「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。

3.1 記号の定義
堰の強度評価に用いる記号を表 3−1 に示す。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-3 R8

表 3−1 強度評価に用いる記号記号

定義単位

Ｐ

溢水荷重（集中荷重置換）

kN

Ｐｈ

溢水による静水圧荷重

kN/m

Ｈ

堰の高さm

Ｐ

堰が転倒する荷重kN

Ｇ

堰の固定荷重kN

Ｌ

堰の固定荷重作用点と応力作用点との水平距離mｈ

溢水荷重（集中荷重置換）が作用する高さm

ρ

溢水の密度kg/m3ｇ

重力加速度m/s2ｈ

当該部分の浸水深m

Ｍ

曲げモーメントkN・m

Ｑ

せん断力

Ｔ

鉄筋 1 本当たりの引張力ｎ

単位幅（1 m）当たりの鉄筋本数本ｊ

応力中心距離（＝7/8・ｄ）

mmｄ

部材の有効せいmm

Ｑａ

鉄筋 1 本当たりのせん断力kN/本Ａ

堰のせん断断面積mm2

τ

せん断応力度N/mm2σｃ

圧縮縁応力度

N/mm2

Ｔ

引張側鉄筋に生じる引張力（＝Ｍ/ｊ）

Nｘｎ

圧縮縁から中立軸までの距離mm

ｂ

堰の幅（単位幅）mmｃ

鉄筋のへりあき寸法

mm

kN

9kN/本

3.2 評価対象部位
堰の評価対象部位は，添付書類「Ⅴ-3-別添 3-3 溢水への配慮が必要な施設の強度計算の方針」の「4.2 許容限界」にて示している評価対象部位を踏まえて，「2.2 構造概要」に示す構造計画にて設定している構造に基づき，荷重の作用方向及び伝達過程を考慮し設定する。
堰に作用する静水圧荷重により応力が発生する堰と既存躯体の取り合い部分のコンクリート及びアンカー筋を評価対象部位として選定する。
堰は，溢水荷重に伴う転倒力に対して自重のみで抵抗でき，曲げモーメントが生じないため，せん断力のみ評価する。
鉄筋コンクリート製堰は，各評価対象のアンカー筋のサイズ，ピッチ及び材料が同じであることから，考慮する鉄筋コンクリート断面及び静水圧荷重の諸条件を踏まえ，タービン建屋EL.8.20 m に設置される「タービン建屋管理区域外伝播防止堰 1-1」を代表として抽出した。
コンクリート製堰は，堰の高さにより定まる静水圧荷重条件が同じであることから，堰の幅により定まる堰のせん断断面積を比較し，廃棄物処理建屋 EL.15.80 m に設置される「焼却設備機器搬出入用出入口」を代表として抽出した。堰に生じる応力は，図 3−1 に示すとおり。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-3 R8

評価の対象となる堰の選定結果を表 3−2 に，溢水荷重と堰が転倒する荷重の比較を表 3−3に示す。

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表 3−2 堰の選定結果
設置建屋

原子炉建屋付属棟（廃棄物処理棟）

設備名称

高さ

EL.8.20 m

対象
種類

幅

高さ*1

矩形

0.2 m

0.3 m

矩形

0.2 m

0.3 m

矩形

0.2 m

0.45 m矩形

0.2 m0.45 m矩形

0.2 m0.45 m矩形

0.2 m0.45 m

スロープ2.05 m0.15 m−矩形

0.48 m0.15 m−3.75 m0.15 m−2.3 m

0.15 m−2.3 m

0.15 m−

スロープ2.025 m0.15 m−矩形

0.15 m0.15 m−

原子炉建屋廃棄物処理棟
管理区域外伝播防止堰11
原子炉建屋廃棄物処理棟
管理区域外伝播防止堰12タービン建屋管理区域外
伝播防止堰1-1
タービン建屋管理区域外

タービン建屋EL.8.20 m

伝播防止堰 1-2
タービン建屋管理区域外
伝播防止堰 1-3

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-3 R8評価

設計断面設置床

タービン建屋管理区域外
伝播防止堰 1-4
キャスク搬出入用出入口
サイトバンカトラックエ
リア出入口

スロープ

廃棄物処理建屋出入口及び矩形鉄筋量

（代表）

D13@
200
D13@
200
D13@
200

○*2

D13@
200
D13@
200
D13@
200

EL.8.30 m
廃棄物スロープ

ドラム搬入室出入口

処理建屋

及び矩形

雑固体ドラム搬出入用出

スロープ

入口

及び矩形

廃棄物処理建屋機器搬出入用出入口
EL.15.80 m

焼却設備機器搬出入用出入口

注記 ＊1：設計上の浸水高さは堰の高さとする。
＊2：静水圧荷重条件が最大の堰を選定。
＊3：堰の幅が最小の堰を選定。

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○*3

ＨＰ＝Ｐｈ・2
ＬＰ ＝Ｇ・ｈ
図 3−1 堰に生じる応力表 3−3 溢水荷重と堰が転倒する荷重の比較
名称
タービン建屋管理区
域外伝播防止堰 1-1
焼却設備機器搬出入堰が転倒する荷重Ｐ

（kN）

（kN）

1.00

1.44

無0.110.81

無NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-3 R8

用出入口

溢水荷重Ｐ

12転倒の有無

3.3 荷重及び荷重の組合せ
強度評価に用いる荷重及び荷重の組合せは，添付書類「Ⅴ-3-別添 3-3 溢水への配慮が必要な施設の強度計算の方針」の「4.1 荷重及び荷重の組合せ」にて示している荷重及び荷重の組合せを踏まえて設定する。
(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。
a.

溢水による静水圧荷重（Ｐｈ）
溢水による静水圧荷重として，発生を想定する溢水による浸水高さを用いた静水圧を考慮する。溢水による静水圧荷重の算定に用いる浸水高さを表 3−4 に示す。
溢水による静水圧荷重Ｐｈは次式により算定する。

Ｐｈ＝ ρ ・・ ｈ・10−3

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-3 R8

Ｐｈ：溢水による静水圧荷重（kN/m2）
ρ：溢水の密度（kg/m3）

ｇ ：重力加速度（m/s2）
ｈ ：溢水による静水圧荷重の算定に用いる浸水高さ（m）
表 3−4 溢水による静水圧荷重の算定に用いる浸水高さ
名称

設置場所

タービン建屋管理区

タービン建屋

域外伝播防止堰 1-1

EL.8.20 m

焼却設備機器搬出入

廃棄物処理建屋

用出入口

EL.15.80 m

浸水高さ＊0.45 m0.15 m

注記 ＊：保守的な評価を行うため，溢水評価水位を上回る設計上の水位として堰高さとする。

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(2) 荷重の組合せ
強度評価に用いる荷重の組合せは，添付書類「Ⅴ-3-別添 3-3 溢水への配慮が必要な施設の強度計算の方針」の「4.1 荷重及び荷重の組合せ」にて設定している荷重を踏まえて設定する。
また，自重は既存躯体により支持されることから，荷重の組合せとして考慮せず，溢水による静水圧荷重のみとする。荷重の組合せを表 3−5 に示す。
表 3−5 荷重の組合せ
強度評価の対象施設

荷重の組合せ管理区域外伝播防止堰

Ｐｈ3.4 許容限界
堰の許容限界は，添付書類「Ⅴ-3-別添 3-3 溢水への配慮が必要な施設の強度計算の方針」の「4.2 許容限界」にて設定している許容限界を踏まえて，「3.2 評価対象部位」にて設定

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-3 R8している評価対象部位ごとに，機能損傷モードを考慮し設定する。
(1) 鉄筋「各種合成構造設計指針・同解説（（社）日本建築学会，2010 年改定）」に基づきアンカー筋として使用する鉄筋の短期許容荷重を表 3−6 に示す。
表 3−6 鉄筋の短期許容荷重
短期許容荷重堰名称

種類（kN/本）せん断

タービン建屋管理区
域外伝播防止堰 1-1
焼却設備機器搬出入用出入口

SD295A

4.18−−14(2) コンクリート「鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説−許容応力度設計法−（（社）日本建築学会，1999年改定）」に基づきコンクリートの短期許容応力度を表 3−7 に示す。
表 3−7 コンクリートの短期許容応力度
堰名称

設計基準強度Ｆｃ（N/㎜ 2）

短期許容応力度（N/㎜ 2）せん断

タービン建屋管理区域
外伝播防止堰 1-122.1
焼却設備機器搬出入用

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-3 R8

出入口

151.08

3.5 評価方法
堰の強度評価は，添付書類「Ⅴ-3-別添 3-3 溢水への配慮が必要な施設の強度計算の方針」の「5. 強度評価方法」にて設定している評価式を用いる。
堰を，静水圧荷重を等変分布荷重として受ける片持ちはりに置き換え，コンクリート及び鉄筋に発生する応力を算定し，各許容限界との比較により強度を確認する。
(1) 応力算定a.

せん断力
溢水の荷重により生じるせん断力は，単位幅当たりとして次式により算定する。
堰に生じる応力の概念図を図 3−2 に示す。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-3 R8Ｐ・Ｈ
Ｑ＝ ｈ2

図 3−2 堰に生じる応力の概念図(2) 断面検定a.

せん断力に対する検定(a) 鉄筋
堰に生じるせん断力より，鉄筋 1 本当たりに生じるせん断力を次式により算定し，鉄筋 1 本当たりの許容限界値を超えないことを確認する。

ＱＱａ＝ｎ(b) コンクリート
堰に生じるせん断応力度を次式により算定し，コンクリートの許容限界値を超えないことを確認する。

τ＝ＱＡ

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4.

評価条件
堰の「3. 強度評価方法」に用いる評価条件を表 4−1 に示す。
表 4−1 堰の強度評価に用いる評価条件
数値
タービン建屋管理

強度評価に用いる評価条件

区域外伝播防止堰

焼却設備機器搬出1-1
溢水荷重（集中荷重置換）Ｐ（単位: kN ）

1.00

0.11

溢水による静水圧荷重Ｐｈ（単位: kN/m ）

4.42

1.48

堰の高さＨ（単位: m ）0.450.15

堰が転倒する荷重Ｐ

1.440.81

2.160.54

0.10.075

0.150.05（単位: kN ）堰の固定荷重Ｇ（単位: kN ）堰の固定荷重作用点と応力作用点との水平距
NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-3 R8

入用出入口

離Ｌ（単位: m ）溢水荷重（集中荷重置換）が作用する高さｈ（単位: m ）溢水の密度ρ（単位: kg/m3 ）1000

重力加速度ｇ（単位: m/s ）9.806652

当該部分の浸水深ｈ（単位: m ）0.450.15

せん断力Ｑ（単位: kN ）1.00

0.125−

0.2−

堰のせん断断面積Ａ（単位: mm2 ）200000150000

せん断応力度τ（単位: N/mm2 ）

0.01

0.01

鉄筋のへりあき寸法ｃ（単位: mm ）52.5−

単位幅（1m）当たりの鉄筋本数ｎ（単位: 本 ）鉄筋 1 本当たりのせん断力Ｑａ（単位: kN/本 ）

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5.

強度評価結果堰の強度評価結果を表 5−1 に示す。発生応力度又は応力若しくは荷重（以下「発生値」という。
）は許容限界以下であることを確認した。
表 5−1 堰の強度評価結果
堰名称

タービン建評価部位

発生値

許容限界

検定

鉄筋せん断

0.20

kN/本4.18

kN/本0.05 ＜ 1.0

コンクリート

せん断

0.01

N/mm2

1.08

N/mm20.01 ＜ 1.0

コンクリート

せん断

0.01

N/mm2

1.08

N/mm20.01 ＜ 1.0

屋管理区域
外伝播防止
堰 1-1
焼却設備機
器搬出入用

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-4-3 R8E

出入口18