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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 2

提出年月日

平成 30 年 9 月 12 日

Ｖ-2-10-2-5-3 ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋のNT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R2

耐震性についての計算書

目 次
1.

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

一般事項 .......................................................................... 222.2 構造計画

32.3 評価方針

42.4 適用基準

52.5 記号の説明

53.

評価部位 .......................................................................... 84.

固有周期 .......................................................................... 95.
NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R22.1 配置概要

6.

4.1 固有周期の計算方法

94.2 固有周期の計算条件

94.3 固有周期の計算結果

9構造強度評価 ..................................................................... 105.1 構造強度評価方法

105.2 荷重及び荷重の組合せ

105.3 許容限界

115.4 設計用地震力125.5 計算方法

135.6 計算条件

16

評価結果 ......................................................................... 17

1.

概要
本資料は，添付書類「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，浸水防護施設のうち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，主要な構造部材が十分な構造健全性を有することを確認するものである。その耐震評価は，ＳＡ用海水ピット

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R2

開口部浸水防止蓋の固有値解析及び応力評価により行う。

12.

一般事項

2.1 配置概要
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 R2

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 構造計画
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計画を表 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計画
計画の概要

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R2

基礎・支持構造

概略構造図

主体構造

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蓋により構成する定する。

3

2.3 評価方針
ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の耐震評価は，添付書類「Ⅴ-2-1-9 機能維持の基本方針」にて設定した荷重及び荷重の組合せ並びに許容限界に基づき，「2.2 構造計画」に示すＳ
Ａ用海水ピット開口部浸水防止蓋の構造を踏まえ，「3. 評価部位」にて設定する評価対象部位において，「4. 固有周期」で算出した固有周期に基づく設計用地震力により算出した応力等が許容限界内に収まることを，「5. 構造強度評価」に示す方法にて確認する。応力評価の確認結果を「6. 評価結果」にて確認する。
耐震評価フローを図 2-2 に示す。

浸水防止蓋の設計

基準地震動Ｓｓ

荷重及び荷重の組合せの設定

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R2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 2-2 耐震評価フロー4

2.4 適用基準
適用する規格，基準等を以下に示す。
(1) 「原子力発電所耐震設計技術指針 JEAG4601 1987」（（社）日本電気協会）(2) 「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）(3) 「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）(4) 日本工業規格(5) 「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 平成 25 年 6 月）
2.5 記号の説明
ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の固有周期の計算に用いる記号を表 2-2 に，応力評価に用いる記号を表 2-3 にそれぞれ示す。

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R2

表 2-2 ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の固有周期算出に用いる記号
記号

定義

単位Ｔ

固有周期sｆ

一次固有振動数

HzＥ

縦弾性係数

N/mm2Ｉ

主桁の断面二次モーメントmm4ｍ

主桁の単位長さ当たりの質量kg/mm

Ｌ

主桁の長さmm5表 2-2 ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の応力評価に用いる記号（1/2）
記号単位ｇ

重力加速度m/s2σv日本工業規格に規定される材料の設計降伏点

N/mm2σu

日本工業規格に規定される材料の設計引張強さ

N/mm2σaτaNT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R2

記号の説明

許容圧縮・引張・曲げ応力 ダム・堰施設技術基準（案）
σa＝σv／Ｆ＊
許容せん断応力 ダム・堰施設技術基準（案）τa=σa／√3

N/mm2
N/mm2

ＫＨ

基準地震動Ｓｓによる水平方向の設計震度−

Ｋｖ

基準地震動Ｓｓによる鉛直方向の設計震度−

ＩＨ

水平方向地震荷重

NＩＶ

鉛直方向地震荷重

Niｖ

鉛直地震分布荷重N/mm2ｍＤ

蓋の質量kgｍＳ

積雪質量kg

Ａ

浸水防止蓋の面積mm2

Ｍ

浸水防止蓋に加わる最大曲げモーメント

N・mm

Ｂ

荷重の負担幅mm

Ｌ

支間mm

Ｓ

浸水防止蓋に加わる最大せん断力

Nσ

浸水防止蓋に加わる最大曲げ応力

N/mm26表 2-2 ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の応力評価に用いる記号（2/2）

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R2

記号

記号の説明

単位

Ｚ

浸水防止蓋の断面係数mm3

τ

浸水防止蓋に加わる最大せん断応力

N/mm2Ａｗ

浸水防止蓋のウェブ断面積mm2σｍ

浸水防止蓋に加わる曲げ応力及びせん断応力による組合せ応力

N/mm2σｂ固定ボルト 1 本当たりに加わる引張応力

N/mm2Ｐｂ

固定ボルト 1 本当たりに加わる引張荷重

NＡｂ

固定ボルトの断面積mm2τｂ

固定ボルト 1 本当たりに加わるせん断応力

N/mm2Ｓｂ

固定ボルト 1 本当たりに加わるせん断荷重

Nσｂｍ

固定ボルトに加わる曲げ引張応力及びせん断応力による組合せ応力

N/mm2ｗｓ

積雪量 1 ㎝毎の積雪荷重

N/mm3ｄｓ

垂直積雪量mmａ

補助桁間隔mmｂ

主桁間隔mmｔ

スキンプレートの板厚mm

γ

スキンプレートの評価に用いる応力の補正係数−ｋ

スキンプレートの評価に用いる辺長比（b/a）による係数−

注記 ＊：Ｆは安全率73.

評価部位
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構造計画」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 R2

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

84.

固有周期

4.1 固有周期の計算方法(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) 固有周期の計算
固有周期の計算に用いる寸法は，公称値を使用する。
「構造力学公式集(1988 年)、土木学会」より，固有周期は次のとおり与えられる。
Ｔp２ｆ２pＬ１ｆ
Ｅ Ｉ２ｍ

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R24.2 固有周期の計算条件
表 4-1 に固有周期の計算条件を示す。
表 4-1 固有周期の計算条件
縦弾性係数
Ｅ

主桁の断面二次主桁の単位長さモーメント当たりの質量Ｉｍ（mm4）（kg/mm）

1.229×108673.48×10-3（N/mm2）
2.06×105

主桁の長さ
Ｌ（mm）
1320

4.3 固有周期の計算結果
表 4-2 に固有周期の算出結果を示す。固有周期は，0.05 s 以下であることから，剛構造である。
表 4-2 固有周期の算出結果
固有振動数

175（Hz）
固有周期

0.006（s）

95.

構造強度評価5.1 構造強度評価方法
ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の耐震評価は，添付書類「Ⅴ-2-1-9 機能維持の基本方針」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，「3. 評価部位」にて設定する評価部位に作用する応力等が「5.3許容限界」にて示す許容限界以下であることを確認する。
5.2 荷重及び荷重の組合せ
耐震評価に用いる荷重及び荷重の組合せに関して以下に示す。
5.2.1 荷重の設定
耐震評価に用いる荷重は，以下のとおり。
(1) 固定荷重（Ｄ）

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R2固定荷重として，自重を考慮する。
Ｗ＝（ｍＤ＋ｍＳ）
・ｇ(2) 地震荷重（Ｓｓ）
基準地震動Ｓｓによる地震荷重を考慮する。
なお，鉛直震度は，自重と同じ鉛直下向きに考慮する。
ＩＨ

＝Ｗ・ＫＨ

ＩＶ

＝Ｗ・
（１＋ＫＶ）

5.2.2 荷重の組合せ
ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋は，ＳＡ用海水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 5-1 に示す。
表 5-1 荷重の組合せ
施設区分

機器名称

浸水防護施設ＳＡ用海水ピット開口部（浸水防止設備）

浸水防止蓋

注記 ＊：Ｄ：自重，Ｓｓ：基準地震動ＳＳによる地震荷重

10荷重の組合せ＊
Ｄ＋Ｓｓ

5.3 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。
各評価部位の許容限界を表 5-2 に，許容応力評価条件を表 5-3 に，許容応力算出結果を表 5-4にそれぞれ示す。
表 5-2 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

1.5σａ

1.5τａ1.65σａ

1.5σａ1.5τａ

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-2-10-2-5-3 R2＊2：σａ：許容曲げ応力度，τａ：許容せん断応力度
表 5-3 許容応力評価条件
σa＊1,2材料（N/mm2）

評価部位

τa＊1,2（N/mm2）

主桁SM40012070

補助桁

SM40012070

スキンプレート

S M400120−

固定ボルト

SUS316L

9050

ヒンジ

SUS316L9050

注記 ＊1：σa：許容曲げ応力度，τa：許容せん断応力度を示す。
＊2：各許容応力度の値は，「ダム・堰施設技術基準（案）（基準解説編・マニュアル編）（ダム・堰施設技術協会 平成 25 年 6 月）」に基づく。
表 5-4 許容応力算出結果
許容限界
許容応力度

曲げせん断22組合せ（N/mm ）

（N/mm ）

（N/mm2）端部桁180105198

中間桁180105198

補助桁

180105198

スキンプレート

180−−

固定ボルト

13575148

ヒンジ

13575148

主桁
短期許容応力度

１次応力

評価部位

注記 ＊：主桁，縦補助桁に用いる構造用鋼材の許容曲げ圧縮応力度は，「ダム・堰施設技術基準（案）（基準解説編・マニュアル編）（ダム・堰施設技術協会 平成 25 年 6 月）」に基づき算出する。
11

5.4 設計用地震力「4.

固有周期」に示したとおりＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の固有周期が 0.05 s以下であることを確認したため，ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の耐震計算に用いる設計
震度は，添付書類「Ⅴ-2-1-7 設計用床応答曲線の作成方針」に示すＳＡ用海水ピットにおける設置床の最大床応答加速度の 1.2 倍を考慮して設定する。ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の耐震計算に用いる設計震度を表 5-3 に示す。
表 5-3 設計震度の諸元
据付場所
地震動

及び床面高さ

地震による設計震度＊（m）

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R2

ＳＡ用海水基準地震動

ピット

ＳＳ

EL. 7.3(EL. 8.0＊2)

水平方向ＫＨ1.95

鉛直方向ＫＶ1.12

注記 ＊1：「4. 固有周期」より，ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の固有周期が 0.05 s以下であることを確認したため，設置床の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。
＊2：基準床レベルを示す。

12

5.5 計算方法
5.5.1 荷重条件
地震荷重を等分布荷重として受ける鋼構造物として評価する。応力の算出に必要な荷重を次式により算出する。
iｖ＝ＩＶ／Ａ
ｗ＝iｖ・ｂ
5.5.2 耐震評価
(1) 浸水防止蓋
浸水防止蓋は，地震荷重を等分布荷重とし，浸水防止蓋を構成するスキンプレート，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

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R2（案）に規定される計算式を用いる。
（曲げモーメント（主桁）
）Ｍ＝

ｗ・Ｂ・
（２Ｌ Ｂ）（曲げモーメント（補助桁））Ｍｗ・ａ・（３・ｂ（せん断力（主桁）Ｓａ ）２４ｗ・Ｂ（せん断力（補助桁））Ｓa.

８２ｗ・ａ２・（ｂａ２）

曲げ応力a)

主桁及び補助桁に発生する曲げ応力
浸水防止蓋の主桁及び補助桁に発生する最大曲げ応力σは次式により算出する。
σ＝Ｍ／Ｚb)

スキンプレートに発生する曲げ応力
浸水防止蓋のスキンプレートに発生する最大曲げ応力σは次式により算出する。
σb.

ｋ・ａ ・ｗ・ｔγ

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τは次式により算出する。
τ＝Ｓ／Ａｗc.

組合せ応力
浸水防止蓋に加わる曲げ応力σ及びせん断応力τによる組合せ応力σｍをダム・堰施設技術基準(案)記載の次式により算出する。

13２σｍ＝ σ３・τ２(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，水平方向荷重及び鉛直方向荷重に対して評価を行う。
a.

引張応力
固定ボルト 1 本当たりに加わる引張応力σb は次式により算出する。
σｂ＝Ｐｂ／Ａｂb.

せん断応力
固定ボルト 1 本当たりに加わるせん断応力τｂは次式により算出する。
τｂ＝Ｓｂ／Ａｂ

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R2c.

組合せ応力
固定ボルトに加わる引張応力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。
２σｂｍ＝ σｂ ＋３・τｂ２(3) ヒンジ
ヒンジに作用する荷重は，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，14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.

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d.

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。

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R2

τp＝Ｓｐ／Ａｐ
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

155.6 計算条件
ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の耐震評価に関する応力評価条件を表 5-4 に示す。
(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 5-4，表 5-5に示す。
表 5-4 ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の耐震評価に関する応力評価条件
浸水防止蓋の材質
SM400

支間Ｌ（mm）

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R2

1.320×10３

積雪量 1 ㎝毎の積雪荷重ｗＳ（N/mm3）

蓋の質量ｍＤ

積雪質量ｍS

荷重の負担幅Ｂ

（kg）

（kg）

（mm）

8.89×10２―1.350×10３

固定ボルトの呼び径

固定ボルトの材質(mm)

SUS316L

36

垂直積雪量ｄS（mm）

固定ボルトの本数ｎ固定ボルトの断面積
Ａｂ（mm2）8.76264×10２

重力加速度ｇ（m/s２）――

補助桁間隔ａ

主桁間隔ｂ（mm）

（mm）

645

380

5169.80665

6.

評価結果
ＳＡ用海水ピット開口部浸水防止蓋の耐震評価結果を表 6-1 に示す。評価結果から，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 6-1 耐震評価結果
評価対象部位
スキンプレート

端部桁

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-3 R2E

浸水防主桁

中間桁

止蓋端桁

補助桁

固定ボルト

ブラケット
ヒンジピン

発生応力

許容応力

（N/mm２）（N/mm２）

曲げ

2180

曲げ

2180

せん断

3105

組合せ＊

4198

曲げ

3180

せん断

2105

組合せ＊

3198

曲げ

1180

せん断

2105

組合せ＊

3198

曲げ

2180

せん断

1105

組合せ＊

3198

引張

2135

せん断

475

組合せ＊

7149

曲げ

1135

せん断

175

曲げ

2135

せん断

175

注記 ＊1：曲げとせん断の組合せ応力＊2：引張とせん断の組合せ応力17