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東海第二発電所 工事計画審査資料
資料番号

工認-898 改 0

提出年月日

平成 30 年 7 月 2 日

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R0

Ｖ-2-10-2-5-3 ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の耐震計算書

目1.

概 要 ............................................................................ 1

2.

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

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R0

次

2.1 位置22.2 構造概要

32.3 評価方針

42.4 適用規格

5

耐震評価方法 ...................................................................... 63.1 記号の定義

63.2 評価対象部位

73.3 荷重の種類及び荷重の組合せ

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 ..................................................................... 16

1.

概 要
本資料は資料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に基づき，浸水防護設備のうちＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋が設計用地震力に対して，主要な構造部材か十分な構造健全性を有することを祝明するものである。その耐震評価はＳＡ用海水ピット開口部浸水

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R0

防止蓋の固有値解析及び応力評価により行う。

1

2.

基本方針

2.1 位置ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋は，ＳＡ用海水ピット開口部に設置する。

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R0

ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の設置位置図を図 2-1 に示す。

図 2-1 ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋設置位置図

2

2.2 構造概要
ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の構造は，長方形の鋼板に主桁及び補助桁(ともに溝形鋼)を組合せた構造とする。
ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋は，本体をＳＡ用海水ピット開口部に設置する固定ボルト及びヒンジで固定する。ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の構造概要を表 2-1 に示す。
表 2-1 ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の構造概要

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R0

設備名称

構造概要
主体構造

説

支持構造

ＳＡ用海水ピッ
ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋

ト開口部に設置浸水防止蓋する固定ボルト及びヒンジにより本体を固定する。

3明 図

2.3 評価方針
ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋は，Ｓクラス施設である浸水防護施設に分類される。
ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の耐震計算は，ＳＡ用海水ピット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. 耐震評価方法」に示す方法により，「4. 評価条件」に示す評価条件を用いて計算する。
具体的な評価方針を以下に示す。
ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の耐震評価では，地震発生時に各部に加わる荷重を考慮した耐震評価を実施する。評価フローを図 2-2 に示す。
また，上記評価を実施するにあたり，ＳＡ用海水ピット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

基準地震動Ｓｓ

自然現象による

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R0

荷重の算定

解析モデル設定

固有値解析

入力地震動の策定

Ｓｓ床応答曲線を用いた慣性力評価式による計算

応力の計算

評価部位の応力評価

図 2-2 耐震評価における評価フロー

4・常時荷重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）

・発電用原子力設備規格 設計・建設規格 JSME S NC1－2005/2007（（社）日本機械学会）
・日本工業規格・「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-2-10-2-5-3 R0

平成 25 年 6 月）

5

3.

耐震評価方法ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の耐震評価は，「3.2評価対象部位」に示す評価対象部位に対し，「3.3 荷重の種類及び荷重の組合せ」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。

3.1 記号の定義
ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の耐震計算に用いる記号を表 3-1 に示す。
表 3-1 ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の耐震計算に用いる記号
記号

単位2ｇm/sσｖ

N/mm2σｕ

2N/mm

定義
重力加速度
日本工業規格に規定される材料の設計降伏点
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

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R0

σａ

N/mm2ダム・堰施設技術基準（案）
σa=σv／Ｆ＊

τａN/mm2σｃａ

N/mm2

許容せん断応力度 ダム・堰施設技術基準（案）τａ=σａ／√3
許容支圧応力度 ダム・堰施設技術基準（案）
σｃａ=1.5×σa

注記 ＊：安全率Ｆは 2 程度

6

3.2 評価対象部位
ＳＡ用海水ピット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，地震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，ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の耐震計算における評価対象部位については，浸水防止蓋，固定ボルト及びヒンジとする。

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R0

ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の耐震評価における評価対象部位を図 3-1 に示す。

図 3-1 評価対象部位

7

3.3 荷重の種類及び荷重の組合せ
耐震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
耐震評価に用いる荷重は，以下のとおり。
(1) 常時作用する荷重（Ｇ）
常時作用する荷重として，自重Ｇを考慮する。自重Ｇについては，ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の構成部材の質量を用いる。
(2) 地震荷重（Ｋｓ）
耐震計算に用いる地震荷重(Ｋｓ)には床応答曲線を用いる。
3.3.2 荷重の組合せ
荷重の組合せを第 3－2 表に示す。

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R0

第 3－2 表 荷重の組合せ
施設区分

浸水防止設備

機器名称

ＳＡ用海水ピット開口部
浸水防止蓋

注記 ＊：Ｇ：自重，Ｋｓ：地震荷重

8荷重の組合せＧ＋Ｋｓ

3.4 許容限界
ＳＡ用海水ピット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（基準津波時）

浸水防止蓋，固定ボルト，ヒンジ
一次応力
曲げせん断1.5σａ

1.5τａ

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 とする。

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R0＊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
ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の耐震評価は，地震荷重による各部材の発生応力が許容値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（Ｇ）
固定荷重による質量を考慮する。
(2) 地震荷重（Ｋｓ）
地震荷重Ｓｓは，以下のとおりとする。

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R0

なお，鉛直震度は，自重と同じ鉛直下向きに考慮する。
Ｗｈｇ＝Ｋｈ・Ｍ・ｇ

Ｗｖｇ＝Ｋｖ・Ｍ・ｇ

ｗｖｇ＝Ｗｖｇ／Ａ

ここで，Ｋｈ ：設計水平震度(G)Ｋｖ ：設計鉛直震度(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)
Ｍ ：固定荷重による全体質量(kg)ｇ ：重力加速度(m/s2)
Ａ ：浸水防止蓋の投影面積(mm2)
3.5.2 耐震評価
(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及び補助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．曲げ応力浸水防止蓋の主桁及び補助桁に発生する最大曲げ応力度 σ は，それぞれ，次式により算出する。
σ＝Ｍ／Ｚ
ここで，
σ：最大曲げ応力度10Ｍ：主桁及び補助桁に発生する最大曲げモーメント
Ｚ：浸水防止蓋の主桁及び補助桁の断面係数
b.

せん断応力
浸水防止蓋の主桁及び補助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 ：主桁及び補助桁に発生する最大せん断力
Ａｗ：浸水防止蓋の主桁及び補助桁のウェブ断面積c.

たわみ度
浸水防止蓋の主桁のたわみ度⊿δを次式により算出する。
ｗ・Ｂ

2NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R0Ｌ・Ｂ
Ｂ⊿δ=Ｌ―＋
2848・Ｅ・Ｉ

33

ここで，
δ：主桁のたわみ度
ｗ：主桁に作用する地震荷重による等分布荷重
Ｅ：鋼材の縦弾性係数
Ｉ：主桁の断面二次モーメント
Ｂ：水密荷重作用幅
Ｌ：主桁の支間距離(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
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。
11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σb 及びせん断応力 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。
σｂｍ =σｂ + 3τｂ(3) ヒンジ
NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R0

ヒンジに作用する引張荷重は，ヒンジ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。なお，ヒンジの評価は，ヒンジを構成するブラケット及びピンで行う。
a.

曲げ応力(ブラケット)
ブラケットの根本に発生する曲げ応力度σｂｕを，次式により算出する。
σｂｕ＝Ｍｂｕ／Ｚｂｕ
ここで，σｂｕ：ブラケットに発生する曲げ応力度
Ｍｂｕ：ブラケットを片持ち梁でモデル化した時に発生する最大曲げモーメント
Ｚｂｕ：ブラケット根本の断面二次係数b.

せん断応力(ブラケット)
ブラケットに発生するせん断応力度 τｂｕを，次式により算出する。
τｂｕ＝Ｓｂｕ／Ａｂｕ
ここで，τｂｕ：ブラケットに作用するせん断応力度
Ｓｂｕ：ブラケットに発生する最大せん断荷重
Ａｂｕ：最大せん断荷重発生箇所におけるブラケットの断面積c.

組合せ応力(ブラケット)
ブラケットに発生する曲げ応力σbu 及びせん断応力 τbu による組合せ荷重σbum をダム・堰施設技術基準(案)記載の次式により算出する。

12

2σｂｕｍ= σｂｕ +3τｂＵ

d.

2

曲げ応力(ピン)ピンに発生する曲げ応力度σp を，次式により算出する。
σｐ＝Ｍｐ／Ｚｐ
ここで，σｐ：ピンに発生する曲げ応力度
Ｍｐ：ピンを両端支持梁でモデル化した時に発生する最大曲げモーメントＺｐ：ピンの断面二次係数f.

せん断応力(ピン)ピンに発生するせん断応力度 τｐを，次式により算出する。
τp＝Ｓｐ／2ＡｐNT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R0

ここで，τｐ：ピンに作用するせん断応力度
Ｓｐ：ピンを両端支持梁でモデル化した時に発生する最大せん断荷重
Ａｐ：ピンの断面積

133.5.3 固有値解析
ＳＡ用海水ピット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
ＳＡ用海水ピット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
ＳＡ用海水ピット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。
ｆ=πＥ・Ｉ

2πＬｍ

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R0

各記号の定義並びに評価に必要な諸元を表 3-5 に示す。
表 3-5 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

Hz11Ｅ

縦弾性係数

2.06×10N/m2Ｉ

主桁の断面二次モーメント9.57×10-5m4ｍ

主桁の単位長さ当りの重量673kg/m

Ｌ

主桁の長さ1.32m(3) 固有値解析結果
固有振動数の算出結果を表 3-6 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 3-6 固有振動数の算出結果（単位：Hz）
機器名称

固有振動数

ＳＡ用海水ピット

175

開口部浸水防止蓋

144.

評価条件
ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の耐震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，ヒンジ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

浸水防止蓋

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R0ヒンジ

材質

鋼材仕様

スキンプレート

SM400PL-13

主桁

SM400

補助桁

SM400

BT-50×100×9×9

端桁

SM400

BC-160×70×19×19

ブラケット

SM490

PL-32ピンSUS316L

φ60

BC-160×70×10×9(端部)BC-160×70×12×9(端部以外)

表 4-2 評価対象部位の各諸元（固定ボルト）
呼び径

材質

(mm)

SUS316L

36155.

強度評価結果蓋，固定ボルト及びヒンジの強度評価結果を表 5-1 に示す。ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止
蓋の各部位の発生応力は，許容応力以下であり，地震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（単位：N/mm2）

主桁

浸水防止蓋

スキンプレートNT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R0

補助桁

端桁
固定ボルト
ブラケット
ヒンジピン

評価応力

発生応力

許容応力

曲げ0.9

180

せん断0.5105

たわみ1/137778

1/600

曲げ0.7180

曲げ0.5180

せん断0.3105曲げ0.4

180

せん断

0.7

105

引張

0.6

135

曲げ1.5

240

せん断

0.4

135

曲げ0.7

135

せん断

0.2

7516