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-444 改 1

公開できません。

提出年月日

平成 30 年 6 月 6 日

Ⅴ-2-11-2-9 海水ポンプエリア竜巻防護対策施設の耐震性についての計算書

目次

1.

概要 .............................................................................. 12.

一般事項 .......................................................................... 1

2.1 配置概要 ........................................................................ 1
2.2 構造計画 ........................................................................ 1
2.3 評価方針 ........................................................................ 7
2.4 適用基準 ........................................................................ 8
3.

評価部位 .......................................................................... 94.

構造強度評価 ..................................................................... 10NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R14.1 評価項目 ....................................................................... 104.2 荷重の組合せ及び許容応力 ....................................................... 104.2.1 荷重の組合せ及び許容応力状態 ................................................ 104.2.2 許容限界 .................................................................... 114.2.3 使用材料の許容限界 .......................................................... 114.3 設計用地震力 ................................................................... 124.4 解析モデル及び諸元 ............................................................. 154.4.1 固有値解析モデル ............................................................ 154.4.2 強度評価モデル .............................................................. 164.5 固有周期 ....................................................................... 204.6 計算方法 ....................................................................... 255.

評価結果 ......................................................................... 27

5.1

DB 条件に対する評価結果 ........................................................ 27

5.2

SA 条件に対する評価結果 ........................................................ 27

1.

概要
本資料は，Ⅴ-2-11-1「波及的影響を及ぼすおそれのある下位クラス施設の耐震評価方針」にて設定している耐震評価方針に基づき，海水ポンプエリア竜巻防護対策施設が設計用地震力に対して十分な構造強度を有していることを確認することで，下部に設置された上位クラス施設である
残留熱除去系海水系ポンプ，残留熱除去系海水系ストレーナ等に対して，波及的影響を及ぼさないことを説明するものである。

2.

一般事項

2.1 配置概要
海水ポンプエリア竜巻防護対策施設は，第 2-1 図の位置関係図に示すように，上位クラス施設である残留熱除去系海水系ポンプ，残留熱除去系海水系ストレーナ等の上部に設置されており，落下時に残留熱除去系海水系ポンプ，残留熱除去系海水系ストレーナ等に対して波及的影

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1

響を及ぼすおそれがある。

第 2-1 図 海水ポンプエリア竜巻防護対策施設と残留熱除去系海水系ポンプ，残留熱除去系海水系ストレーナ等の位置関係図2.2 構造計画
海水ポンプエリア竜巻防護対策施設の構造計画を第 2-1 表に示す。

1

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1

第 2-1 表 構造計画(1/5)
計画の概要
主体構造

基礎・支持構造【エリア①～⑤】

飛来物防護ネットに取水構造物上に設けた鉄作用する荷重は、鉄筋コンクリート造躯体筋コンクリート造のに，飛来物防護ネットを取水構造物躯体に伝上載する。

達する構造とする。

概略構造図

2

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1

第 2-1 表 構造計画(2/5)
計画の概要
主体構造

基礎・支持構造【エリア①～⑤】

飛来物防護ネットに取水構造物上に設けた鉄作用する荷重は、鉄筋コンクリート造躯体筋コンクリート造のに，飛来物防護ネットを取水構造物躯体に伝上載する。

達する構造とする。

概略構造図

3

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1

第 2-1 表 構造計画(3/5)
計画の概要
主体構造

基礎・支持構造【エリア⑧】

飛来物防護ネット及取水構造物上に設けた鉄び防護鋼板に作用す

骨架構に，飛来物防護ネる荷重は、鉄骨架構ット及び防護鋼板を設を介して鉄筋コンク置。

リート造の取水構造物躯体に伝達する構造とする。

概略構造図

4

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1

第 2-1 表 構造計画(4/5)
計画の概要
主体構造

基礎・支持構造【エリア⑧】

飛来物防護ネット及取水構造物上に設けた鉄び防護鋼板に作用す

骨架構に，飛来物防護ネる荷重は、鉄骨架構ット及び防護鋼板を設を介して鉄筋コンク置。

リート造の取水構造
物躯体に伝達する構造とする。

概略構造図

5

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1

第 2-1 表 構造計画(5/5)
計画の概要
主体構造

基礎・支持構造【エリア⑧】

飛来物防護ネット及取水構造物上に設けた鉄び防護鋼板に作用す

骨架構に，飛来物防護ネる荷重は、鉄骨架構ット及び防護鋼板を設を介して鉄筋コンク置。

リート造の取水構造
物躯体に伝達する構造とする。

概略構造図

6

2.3 評価方針
海水ポンプエリア竜巻防護対策施設の応力評価は，資料Ⅴ-2-11-1「波及的影響を及ぼすおそれのある下位クラス施設の耐震評価方針」の「3. 耐震評価方針」に従い実施する。
評価については，「2.2 構造の説明」にて示す海水ポンプエリア竜巻防護対策施設の部位を踏まえ，「3. 耐震評価箇所」にて設定する箇所において応力等が許容限界内に収まることを，「4. 構造強度評価」にて示す方法にて確認することで実施する。確認結果を「5. 評価結果」に示す。
海水ポンプエリア竜巻防護対策施設の構造を考慮し，ＲＣ造の部位については 2 次元はりモデルによる評価を，鉄骨造の部位については 3 次元フレームモデルによる解析を行う。また，
海水ポンプエリア竜巻防護対策施設の間接支持構造物となる取水構造物との間で，地震応答及び反力の受け渡しを考慮する。（取水構造物の評価については，「取水構造物の耐震安全性評価に関する参考資料 12. 竜巻等防護設備による地震時反力を考慮した取水構造物部材の耐震評価」に示す。）
海水ポンプエリア竜巻防護対策施設の耐震評価フローを図 2-1 に示す。
3 次元フレームモデルの作成

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1

固有値解析

設計用地震力の設定

地震応答計算（取水構造物の評価）

鉄骨造部

ＲＣ造部

組み合わせる荷重・自重・風荷重・積雪荷重（反力）2 次元はり及びスラブモデルによる発生荷重，応力計算

3 次元フレームモデルによる発生荷重，応力計算（反力）

構造健全性確認

構造部材の健全性確認

構造部材の健全性確認（取水構造物の評価）

評価完了

図 2-1 海水ポンプエリア竜巻防護対策施設の耐震評価フロー

7

2.4 適用基準
適用基準を以下に示す。
（重要度分類・許容応力編 ＪＥＡＧ４６０１・補－1984，(1) 原子力発電所耐震設計技術指針
ＪＥＡＧ４６０１－1987 及びＪＥＡＧ４６０１－1991 追補版）（日本電気協会 電気技術基準調査委員会 昭和 59 年 9 月，昭和 62 年 8 月及び平成 3 年 6 月）
(2) 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。））ＪＳＭＥＳ

ＮＣ１－2005/2007）（日本機械学会 2007 年 9 月）
（以下「設計・建設規格」という。）(3) 鋼構造設計規準 許容応力度設計法 日本建築学会(4) 道路橋示方書・同解説(社)日本道路協会

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1(5) コンクリート標準示方書 2002 年（構造性能照査編）土木学会

8

3.

評価部位
海水ポンプエリア竜巻防護対策施設は，エリア①からエリア⑤については，波及的影響を考慮すべき上位クラス施設の上方に，ＲＣ造の躯体に上載された防護ネット（ネット取付用の鉄骨枠を含む）を有する構造となっている。また，エリア⑧については，鉄骨造の架構が波及的影響を考慮すべき上位クラス施設を覆うように設置されているとともに，防護ネット及び防護鋼板が上載されている。
よって，防護ネット及び防護鋼板の落下若しくはＲＣ造躯体及び鉄骨架構の倒壊により波及的影響を及ぼさないことを確認する観点から，エリア①からエリア⑤についてはＲＣ造躯体及び防護ネット取付架構並びに防護ネットの取付ボルトを選定して実施する。エリア⑧については，鉄骨架構及びアンカーボルト並びに防護ネット及び防護鋼板の取付ボルトを，評価箇所として選定する。
図 3-1 に，防護ネット及び防護鋼板取付ボルトを示す。

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1

Ａ
防護ネットネット
受梁：防護ネット取付ボルト（Ａ－Ａ視）

Ａ

防護ネット

防護ネット

：防護鋼板取付ボルト
図 3-1 防護ネット及び防護鋼板取付ボルト

94.

構造強度評価4.1 評価項目
各評価部位における評価項目を，以下の表4-1に示す。
表 4－1 各評価部位における評価項目
評価部位

評価項目

鉄筋コンクリート

応力（曲げ，せん断）

鉄骨架構

応力（曲げ，せん断）

アンカーボルト，防護ネット及び防護鋼板取応力（引張，せん断，組合せ）付ボルト

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1

4.2 荷重の組合せ及び許容応力
4.2.1 荷重の組合せ及び許容応力状態
海水ポンプエリア竜巻防護対策施設の荷重の組合せ及び許容応力状態のうち設計基準対象施設の評価に用いるもの（以下「DB条件」という。）を表4-2に,重大事故等対処設備の評価に用いるもの（以下「SA条件」という。）を表4-3に示す。
また，積雪及び風荷重についても考慮する。

施設区分その他

表 4-2 荷重の組合せ及び許容応力状態（DB 条件)
耐震機器等の機器名称
重要度
荷重の組合せ
区分
分類
海水ポンプエリア
竜巻飛来物
防護対策設備Ｃ－

Ｄ＋ＰＤ＋ＭＤ＋ＳＳ

許容応力状態・ⅢＡＳ（鋼構造部）＊
・短期許容応力度（ＲＣ造部）＊：その他の支持構造物の荷重の組合せ及び許容応力を適用する。
表 4-3
施設
区分

機器名称

その他

海水ポンプエリア
竜巻飛来物
防護対策設備荷重の組合せ及び許容応力状態（SA 条件)
設備
機器等の荷重の組合せ
分類
区分－－

Ｄ＋Ｐ Ｓ Ａ Ｄ ＋Ｍ Ｓ Ａ Ｄ＋Ｓ ｓ＊：その他の支持構造物荷重の組合せ及び許容応力を適用する。

10

許容応力状態
・ⅢＡＳ（鋼構造部）＊
・短期許容応力度（ＲＣ造部）

4.2.2 許容限界
海水ポンプエリア竜巻防護対策施設の許容限界の考え方を表4-4に示す。
表4-4 鋼構造部の許容応力（DB条件及びSA条件）
許容限界＊1，（ボルト以外）

許容応力

許容限界＊1（ボルト等）

一次応力

状態

ⅢＡＳ

一次応力

引張せん断圧縮曲げ引張

せん断

1.5 ft

1.5 fs

1.5 fc

1.5 fb

1.5 ft

1.5 fs＊1：応力の組合せが考えられる場合には，組合せ応力に対しても評価を行う。
ft：許容引張応力
JSME S NC1-2005/2007 SSB-3120又はSSB-3130に規定される値
fs：許容せん断応力
JSME S NC1-2005/2007 SSB-3120又はSSB-3130に規定される値
fc：許容圧縮応力

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1

JSME S NC1-2005/2007 SSB-3120に規定される値
fb：許容曲げ応力
JSME S NC1-2005/2007 SSB-3120 に規定される値

4.2.3 使用材料の許容限界
海水ポンプエリア竜巻防護対策施設の許容限界を表4-5に示す。

評価部材

架構

アンカー
ボルト
防護ネット
取付ボルト
防護鋼板
取付ボルト

表 4-5 鋼構造部の使用材料の許容応力（DB 条件及び SA 条件）
Ｓｙ
許容応力
材料温度条件Ｓｕ(寸法:mm)
(℃)
(MPa)
(MPa)
1.5 ft
1.5 fs
1.5 fcSS400(t≦16)

245

400

245141SM400(t≦16)

245

400

245

141

345570258

199345570258199

S45C
S45C

周囲環境
温度

（注 1） （注 2）40

F8T
SS400(t≦16)

1.5 fb追而
245

400183141

注1：fcはJSME S NC1-2005/2007 SSB-3121.1(3)の規定に基づき算出する。
注 2：fb は JSME S NC1-2005/2007 SSB-3121.1(4)の規定に基づき算出する。
Sy：材料の使用温度における設計降伏点（JSME S NC1-2005/2007付録材料図表Part5表8による）11――――――

Su：材料の使用温度における設計引張強さ（JSME S NC1-2005/2007付録材料図表Part5表9による）鉄筋コンクリートの許容限界は，「コンクリート標準示方書［構造性能照査編］（（社）土木学会，2002 年制定）」及び「道路橋示方書（Ⅰ共通編・Ⅳ下部構造編）・同解説（（社）日本道路協会 平成 14 年 3 月）」に基づき，表 4-6 に示す短期許容応力度とする。短期許容応力度は，鉄筋コンクリートの許容応力度に対して 1.5 倍の割増を考慮する。
表 4-6 鉄筋コンクリートの許容応力（DB 条件及び SA 条件）
短期許容応力度

評価項目（N/mm2）

コンク

設計基準強度

許容曲げ圧縮応力度σｃａ13.5＊1

リート

24 N/mm2＊1

許容せん断応力度τａ１0.675＊2

許容曲げ引張応力度σｓａ２
SD345＊1NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1

鉄筋（軸方向鉄筋）
許容曲げ引張応力度σｓａ２（せん断補強筋）

294
294＊1：コンクリート標準示方書［構造性能照査編］（（社）土木学会，2002 年制定）
＊2：斜め引張鉄筋を考慮する場合は，「コンクリート標準示方書［構造性能照査編］（（社）土木学会 2002 年制定）」に準拠し，次式により求められる許容せん断力（Ｖａ）を許容限界とする。
Ｖａ＝Ｖｃａ＋Ｖｓａ
ここで，
Ｖｃａ：コンクリートの許容せん断力
Ｖｃａ＝1／2・τａ１・ｂｗ・ｊ・ｄ
Ｖｓａ：斜め引張鉄筋の許容せん断力
Ｖｓａ＝Ａｗ・σｓａ２・ｊ・ｄ／ｓ
τａ１：斜め引張鉄筋を考慮しない場合の許容せん断応力度ｂｗ：有効幅ｊ ：1／1.15
ｄ ：有効高さ
Ａｗ：斜め引張鉄筋断面積σｓａ２：鉄筋の許容引張応力度
ｓ：斜め引張鉄筋間隔

4.3 設計用地震力評価に用いる設計用地震力については，Ⅴ-2-1-5「波及的影響に係る基本方針」の「5.3 地震応答解析」に基づき，上位クラス施設の設計に適用する地震動のうち，基準地震動ＳＳによる地震力を適用する。
基準地震動Ｓｓによる地震力は，「Ｖ-2-1-7 設計用床応答曲線の作成方針」に基づき作成
12

した，取水構造物の床応答曲線を用いる。
また，減衰定数は「Ｖ-2-1-6 地震応答解析の基本方針」を踏まえ設定する。
設計用地震力について，表4-7に示す。
表 4-7 設計用地震力（設計基準対象施設及び重大事故等対処設備）
据付場所及び設計用床応答曲線
評価部位

床面高さ(m)

建屋及び高さ

方向

減衰定数

備考
図4-1における節点番

水平
エリア①～
エリア⑤

1 %号37001及び37095を包絡させる

取水構造物上取水構造物

水平方向は，ＳＳ1～8

E.L.+6.3

E.L.+6.3のX,Y方向それぞれの鉛直1 %包絡曲線を，鉛直方向はＳＳ1～8の包絡曲線を用いる。

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1

図4-1における節点番
水平エリア⑧

1 %号37235及び37247を包絡させる。

取水構造物上取水構造物

水平方向は，ＳＳ1～8

E.L.+3.0

E.L.+3.0のX,Y方向それぞれの鉛直1 %包絡曲線を，鉛直方向はＳＳ1～8の包絡曲線を用いる。

13

図4-1 評価用地震動の抽出位置

14NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1

4.4 解析モデル及び諸元
4.4.1 固有値解析モデル
エリア①～⑤のＲＣ造部分については，剛体と考えられるため固有値解析は実施しない。
エリア①～⑤及びエリア⑧の鉄骨架構については，図4-2に示す，鉄骨架構の構成部材をはり要素にてモデル化した3次元フレームモデルにより固有値解析を実施する。

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1（エリア①～④）（エリア⑤）（エリア⑧）
図4-2 固有値解析モデル
15

4.4.2 強度評価モデル
海水ポンプエリア竜巻防護対策施設の強度評価モデルは，エリア①～⑤のＲＣ造部については，図4-3に示すとおり，南北方向の壁を片持ちはりモデル，東西方向の壁を3辺固定1辺自由のスラブとして扱う。また，エリア⑧の鉄骨架構は，図4-2に示すとおり，構成部材をはり要素にてモデル化した3次元フレームモデルとする。各モデルの構成部材の諸元を表4-8に示す。
3辺固定1辺自由スラブに発生する断面力（曲げモーメント及びせん断力）は，日本建築学会「鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説」の付図により求める。
鉄骨架構の計算には，計算機コード「Ｅｎｇｉｎｅｅｒ’ｓ Ｓｔｕｄｉｏ」を使用し，上記の3次元フレームモデルを用いて，断面力を求める。なお，評価に用いる計算機コードの検証及び妥当性確認等の概要については，「Ｖ-5-39 計算機プログラム（解析コード）の概要 Ｅ

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1ｎｇｉｎｅｅｒ’ｓ Ｓｔｕｄｉｏ」に示す。

16

ａ. 東側クレーン走行路嵩上げ壁

既設部との境界を固定端と見なす。
（ｂも同様）

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1

ｂ. 西側クレーン走行路嵩上げ壁

図4-3 強度評価モデル（エリア①～⑤）（1/4）
17

ｃ. エリア⑤北側壁

7340

7340

▽E.L.+7.800▽T.P 7.800

4510

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1ｄ. エリア①北側壁

4830

4830

▽E.L.+7.800

9820

図4-3 強度評価モデル（エリア①～⑤）（2/4）
18

ｅ. エリア④南側壁

4830

4830

▽E.L.+7.800

9820

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1ｆ. エリア②南側壁、エリア③北側壁

図4-3 強度評価モデル（エリア①～⑤）（3/4）
19表4-9 施設諸元（鉄筋コンクリート）
項目

記号

単位

入力値

コンクリート圧縮強度Ｆｃ

N/mm2

24

鉄筋種別

――SD345

縦弾性係数

ΕMPa25000

ポアソン比

ν－0.2

表4-9 施設諸元（鉄骨架構）
項目

記号単位

入力値

－－

SS400，SM400

Τ

℃

40

縦弾性係数

Ε

MPa

205000

ポアソン比

ν－0.3

材質
温度条件

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1（雰囲気温度）

4.5 固有周期
固有値解析の結果を表4-10に，振動モードを図4-4に示す。
表4-10 固有振動数
部位

エリア
①～④

エリア⑤

エリア⑦

エリア⑧

振動

固有振動数

次数(Hz)

1

刺激係数

卓越

X方向

Y方向

Z方向

（NS）

（UD）

（EW）

3.739

-2.39400X

24.81002.3940Y

7103.296

002.302

Z

213.040-1.45600X

319.91001.456

0Y

5197.296

00

1.456

Z

111.056-0.097-0.022-2.796

Z

420.941-3.410-0.047-0.653

X

627.734

0.025-2.0550.006

Y713.260

0.016-0.046-3.115Z

1330.292-6.753

0.097

0.017

X

2663.089

0.002-3.403-0.083Y20

方向X（南北）方向卓越・1 次（0.267 sec）

Y（鉛直）方向卓越

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1・2 次（0.048 sec）

Z（東西）方向卓越・7 次（0.01sec）

図4-4 振動モード図（1/4）（エリア①～④）21

X（南北）方向卓越・2 次（0.077 sec）

Y（鉛直）方向卓越

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1・3 次（0.050 sec）

Z（東西）方向卓越・5 次（0.005sec）

図4-4 振動モード図（2/4）（エリア⑤）22

Z（東西）方向卓越・1 次（0.090 sec）

X（南北）方向卓越

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1・4 次（0.048 sec）

Y（鉛直）方向卓越・6 次（0.036sec）

図4-4 振動モード図（3/4）（エリア⑦）23

Z（東西）方向卓越・7 次（0.075 sec）

X（南北）方向卓越

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1・13 次（0.033 sec）

Y（鉛直）方向卓越
・26 次（0.016sec）

図4-4 振動モード図（4/4）（エリア⑧）24

4.6 計算方法
4.6.2 鉄筋コンクリート部の応力評価
鉄筋コンクリート部（躯体及び基礎）の応力計算方法を表4-11に示す。
表4-11 鉄筋コンクリート部（躯体及び基礎）の応力計算方法
応力の種類

単位

コンクリート圧縮応力σｃMPa

鉄筋の引張応力σｓMPa

鉄筋の圧縮応力σ’s

MPa

せん断応力τMPa

応力計算

解析コード「RC断面計算」により算出

4.6.2 架構の応力評価

NT2 補① Ⅴ-2-11-2-9 R1

架構の応力計算式を表4-12に示す。
表4-12 架構の応力計算式
応力の種類

単位

引張応力σtMPa

圧縮応力σcMPa

曲げ応力σbMPaせん断応力τ

MPa

組合せ応力

圧縮＋曲げ―

引張＋曲げ―

応力計算式
NtANc
AMyMz,
ZyZz
QyQz,
AsyAsz
max

σc
1.5fc

max*+σbx +σby
1.5fb

σt +σbz +σby
1.5ft*，*，

σc +σbz +σby
曲げ＋せん断max―

σbx+σby-σc
1.5ft *

σbz +σby -σt
1.5fb *
2+3τz2

1.5ft *
σc +σbz+σby

2+3τy 2

1.5ft *
軸力が引張の場合は，σcをσtとする。
ここで，
Ａ：断面積(mm)Ｚｙ，Ｚｚ：断面係数(Y，Z 軸回り)(mm)

Ａｓｙ，Ａｓｚ：せん断断面積(Y，Z)(mm)

Ｎｔ，Ｎｃ：軸力(引張，圧縮)(N)25，

Ｍｙ，Ｍｚ：曲げモーメント(Y，Z 軸回り)(N・mm)

Ｑｙ，Ｑｚ：せん断力(Y，Z 軸)(N)

4.6.3 防護ネット，防護鋼板取付ボルト及びアンカーボルトの応力評価
防護ネット，防護鋼板取付ボルト及びアンカーボルトの応力計算式を表4-13に示す。
表4-13 ボルトの応力計算式

組合せ応力

応力の種類

単位

引張応力σtMPa

せん断応力τ

MPa

せん断＋引張応力計算式
Fx
Ab
Fy 2 +Fz 2AbFx
Ab―

NT2 補① Ⅴ-2-11-2-9 R1

ここで，Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ：引張力(X 軸)，せん断力(Y 軸，Z 軸)(N)Ａｂ：ボルトの断面積(mm2)

26

5.
5.1

評価結果
DB 条件に対する評価結果
追而

5.2 SA 条件に対する評価結果

NT2 補① Ⅴ-2-11-2-9 R1

DB 条件に対する評価結果に同じ。

27