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東海第二発電所 工事計画審査資料
資 料 番 号
補足-370-4 改 6
提出年月日
平成 30 年 10 月 2 日

建物・構築物の耐震計算についての補足説明資料
補足-370-4【地震荷重の入力方法】

平成 30 年 10 月
日本原子力発電株式会社

目次
概要 .............................................................................. 1
使用済燃料乾式貯蔵建屋（基礎スラブ） .............................................. 2
使用済燃料乾式貯蔵建屋（杭） ...................................................... 7
緊急時対策所建屋 .................................................................. 9
主排気筒 ......................................................................... 18
非常用ガス処理系配管支持架構 ..................................................... 26
格納容器圧力逃がし装置格納槽 ..................................................... 28
使用済燃料プール ................................................................. 36
9.

原子炉格納施設の基礎 ............................................................. 42

別紙 原子炉建屋基礎盤の応力解析における荷重の入力方法について

概要
本資料は， 使用 済 燃料 乾式 貯蔵建 屋，緊急時 対策所建屋，主排 気筒，非常用ガ ス 処理
系配管支持 架構， 格納 容器 圧力逃 がし装置格納槽，使用済燃料プール，原子炉格納 容 器
底部コンク リート マッ ト及 び原子 炉建屋基礎盤に作用する地震荷重の入力方法につ い て示すもので ある。
また，本資 料は ，以 下 の添 付書類 の補足説明 をするものである。

・添付書類 「Ⅴ-2-2-5

使用済燃料乾式貯 蔵建屋の耐震 性についての計算書」

・添付書類 「Ⅴ-2-2-11

緊急時対策所建屋の耐震性についての計算 書」

・添付書類 「Ⅴ-2-2-15

主排気筒の耐震性についての計算書」

・添付書類 「Ⅴ-2-2-16

非常用ガス処理系配管支持架構の耐震性に ついての計算書」

・添付書類 「Ⅴ-2-2-19

格納容器圧力逃がし装置格納槽の耐震性に ついての計算書」

・添付書類 「Ⅴ-2-4-2-1

使用済燃料プー ルの耐震性につ いての計算書」

・添付書類 「Ⅴ-2-9-2-2

原子炉格納容器 底部コンクリー トマットの耐震性につ いての計算書」

・添付書類 「Ⅴ-2-9-3-4

原子炉建屋基礎 盤の耐震性につ いての計算書」

1

使用済燃料 乾式 貯蔵 建 屋（ 基礎ス ラブ）
使用済燃料 乾式 貯 蔵建 屋の 基礎ス ラブの応力 解析に当たって， ＦＥＭモデルに 入 力す
る地震荷重 として ，水 平地 震力及 び鉛直地震力を考慮する。また，上部構造物の基 礎 への地震時反 力を考 慮す る。 なお， ＦＥＭモデルについては，評価対象である基礎に 加 え，
基礎に作用 する上 部構 造物 からの 地震時反力を適切に評価するため，建屋全体をモ デ ル
化している 。
地震 荷 重 の 入 力 は ， 基 準 地 震動Ｓ ｓ に 対する 地震 応答解析 結 果を 考 慮し，Ｆ Ｅ Ｍ モ デルの基礎底 面ばね （地 盤ば ね反力 ＋減衰力）並びに基礎質点位置でせん断力，曲げ モ ー
メント及び 軸力が 地 震 応答 解析結 果と等価になるように設定する。
具体的には ，最 大 応答 せん 断力及 び最大応答 軸力より算定した 水平荷重及び鉛 直 荷重を，ＦＥＭ モデル の上 部構 造物の 各床レベルに対して，床の要素の面荷重または各 節 点の支配面積 に応じ て分 配し た節点 荷重として入力する。このとき，水平荷重につい て は，
地震応答解 析モデ ルの 各節 点に接 続する上下部材に生じる最大応答せん断力及び最 大 応
答水平地盤 ばね反 力（ 地盤 ばね反 力＋減衰力）の差分として，鉛直荷重については ， 地
震応答解析 モデル の各 節点 に接続 する上下部材に生じる最大応答軸力及び地盤の最 大 応
答鉛直地盤 ばね反 力（ 地盤 ばね反 力＋減衰力）の差分として設定する。最大応答地 盤 回
転ばね反力 （地盤 ばね 反力 ＋減衰 力）により設定した基礎スラブ位置の検討用曲げ モ ー
メントの不 足分は ，補 正モ ーメン トとして，基礎スラブのシェル要素全体に三角形 分 布となるよう 偶力置 換 し た面 荷重と して与える。地震荷重の設定方法を図 2−1 に示す。
ＦＥＭモデ ルに 作用 さ せる 水平力 及び補正モ ーメントを図 2−2 及び 図 2−3 に ， ＦＥ
Ｍモデルに 作用さ せ る 鉛直 力を図 2−4 に 示す。

2

(a)

(b)

最大 応答せん断力 Q ｎ と水平 荷重 P ｎ の 関係

地盤 の最大応 答回 転ばね反力 M B と基 礎スラブの補正モーメント⊿M の関係(c)

最大応答軸力 N ｎ と鉛直荷重 V ｎ の関係
図 2−1

地震荷重の設 定方法
3

U

NS

E

図2−2

(a)

断面荷重図

(b)

鳥瞰荷重図

Ｆ ＥＭモデル に作用させる水平力 （EW方向）

4

U

E

NS

(a)

断面荷重図

(b)

鳥瞰荷重図

U
W

N

図2−3

Ｆ Ｅ Ｍモデ ル に作用させる基礎ス ラブの補正モーメント（EW方向）

5

U

N
EW

図2−4

(a)

断面荷重図

(b)

鳥瞰荷重図

Ｆ ＥＭモデル に作用させる鉛直力

6使用済燃料 乾式 貯蔵 建 屋（ 杭）使用済燃料 乾式 貯 蔵建 屋の 杭の応 力解析にあ たっては，梁と地 盤ばねによるモ デ ルに入力する地 震荷重 と し て， 建屋慣 性力と地盤変位による地盤変位を考慮する。
建屋 慣 性 力 は ， 基 準 地 震 動 Ｓ s に対 する 水平 方向の 地震応答 解析 よ り 得られる 基 礎 底
面の水平地 盤ばね 反力 （地 盤ばね 反力＋減衰力）を杭本数で除した杭１本当たりの 荷 重を，杭頭位 置に入 力 す る。
地盤 変 位 は ， 基 準 地 震 動 Ｓ s に対す る水 平 方 向の自 由地盤応 答 解析 より得られ る 杭 先
端位置に対 する地 盤の 相対 変位の 最大値を強制変位として，水平地盤ばねの固定位 置 に入力する。
地震荷重の 入力 方法 の 概念 図を図 3−1 に示す。

7

建屋慣性力地盤変位

Q B ：地震 応答解 析より 得られる建屋慣性力

ug ： 自 由 地 盤 応 答 解 析 よ り 得 ら れ る 杭 先
端位置に対する地盤の相対変位の最
大値

図3−1

杭 の応力解 析 モデルに作用させる 水平地震荷重 （動的地震力）

8

緊急時対策 所建 屋
4.1

緊急 時対 策所 建屋 （基礎スラブ）
緊急時対策所建屋の基礎スラブの応力解析に当たって，ＦＥＭモデルに入力する
地震荷重として，水平地震力及び鉛直地震力を考慮する。また，上部構造物の基礎への地震時 反 力を考 慮 す る。
地震 荷 重の 入 力は ， 基 準地震 動Ｓ ｓ に対する 地震応答解 析結果を考 慮し，ＦＥ Ｍモ
デルの基礎底面ばね（地盤ばね反力＋減衰力）並びに基礎質点位置でせん断力，曲げモーメン ト 及び軸 力 が 地震応答解析結果 と等価になるように設定する。
具体的には，水平荷重のうち，各上部構造物から作用する基礎への地震時反力は，
ＦＥＭモデルにおける各上部構造物脚部に対応する各節点に支配面積に応じて分配し，節点荷重として入力する。基礎については，地震応答解析より求まる基礎底面
地盤ばねのせん断力から，上部構造物から作用する水平力を差し引いた値をＦＥＭ
モデルの基礎の各節点に節点の支配面積に応じて分配し，節点荷重として入力する。
曲げモーメントのうち，各上部構造物から作用する基礎への地震時反力は，偶力に置換して水平荷重の入力位置と同じ箇所に節点荷重として入力する。基礎については，地震応答解析より求まる基礎底面地盤ばねの曲げモーメントから上部構造から作用する曲げモーメントを差し引いた値をＦＥＭモデルの基礎の各節点に節点の支配面積と中心位置からの距離に応じて鉛直方向の偶力に置換して分配し，節点荷重として入 力 する。
鉛直荷重のうち，各上部構造物から作用する基礎への地震時反力は，ＦＥＭモデ
ルにおける各上部構造物脚部に対応する各節点に支配面積に応じて分配し，節点荷重として入力する。基礎については，地震応答解析より求まる基礎底面地盤ばねの軸力から，上部構造物から作用する鉛直力を差し引いた値をＦＥＭモデルの基礎の
各節点に節 点 の支配 面 積 に応じて分配し， 節点荷重として入力する。
地震荷重の 入力方法 の 概念図を図 4−1〜図 4−3 に示す。またＦＥＭモデルへ の入力荷重の例 を 図 4− 4〜 図 4−6 に示す。

9

QS
FB

QR

Q S ：地震 応答解 析より設定した上 部構造物か ら基礎へ作用するせん断力
F B ：基礎 に作用 する水平荷重
Q R ：地震 応答解 析より設定した基 礎底面に生 じるせん断力
F B ＝Q R −Q S

図 4−1

ＦＥＭモデルに作用させる水平荷重

MS
MB

MR

MS： 地 震 応 答 解 析 よ り 設 定 し た 上 部 構 造 物 か ら 基 礎 へ 作 用 す る 曲 げ モ ー メ ント
M B ：基礎 に作用 する曲げモーメン ト
M R ：地震 応答解 析より設定した基 礎底面に生 じる曲げモーメント
M B ＝ M R −M S

図 4−2

Ｆ ＥＭモデルに作用させる曲げモ ーメント

10

VS
FB
VR

V S ：地震 応答解 析より設定した上 部構造物か ら基礎へ作用する軸力
F B ：基礎 に作用 する鉛直荷重
V R ：地震 応答解 析より設定した基 礎底面に生 じる軸力
F B ＝V R −V S

図 4−3

ＦＥＭモデルに作用させる鉛直荷重

11

U
N

E

(a)

上部構造物の地震 力(b)

基礎スラブの地震 力

U
N

E

図 4−4

Ｆ ＥＭモデルに作用させる水平力（EW 方向）

12

U
N

E

(a)

上部構造物の地震 力(b)

基礎スラブの地震 力

U
N

E

図 4−5

Ｆ ＥＭモ デルに作用させる曲げモ ーメント（EW 方向）

13

U
N

E

(a)

上部構造物の地震力（耐震壁）

U
N

E

(b)

図 4−6（1/2）

上部構造物の地震力（柱）ＦＥＭモデルに作用させる鉛直力

14

U
N

E

(c)

図 4−6（ 2/2）

基礎スラブの地震 力

Ｆ ＥＭモデルに作用させる鉛直力

15

4.2

緊急 時対 策所 建屋 （杭）緊急時対策所建屋の杭の応力解析にあたっては，弾性支承ばりモデルに入力する
地震荷重と して， 建 屋 慣性 力と地 盤震動によ る地盤変位を考慮する。
建 屋 慣 性 力 は ， 基 準 地震 動Ｓ s に対する 水平方向 の地震 応答解析より求まる 基 礎 底
面の水平地盤ばね反力（地盤ばね反力＋減衰力）を杭本数で除した杭１本当たりの水平力を， 杭頭位 置 に 入力 する。
地 盤 震 動 に よ る 地 盤 変位 は， 基準地 震動Ｓ s に対する 水平方向 の自由地盤 応 答 解 析より求まる地盤変位を用いることとし，地盤変位としては，杭先端位置に対する地盤の相対変 位の最 大 値 を水 平地盤 ばねの固定 位置に強制変位として入力する。
地震荷重の 入力 方法 の 概 念図を図 4−7 に示す。

16

建屋慣性力地盤震動による地盤 変位ug

Q B ：地震 応 答解 析より 求まる 建屋 慣性力
図4−7ug ： 自 由 地 盤 応 答 解 析 よ り 求 ま る 杭 先 端 位置に対する地盤の相対変位の最大 値

弾 性 支承ばり に作用させる水平地 震荷重（動的地震力）

17

主排気筒
5.1

主排 気筒 （上 部構 造物）
主 排 気 筒 の 上 部構 造 物の 応力解 析に当たっ て，立体骨 組モデルに 入力する地 震 荷 重とし て ， 水 平 地震 力 及び 鉛 直地 震力を考慮 する。また ，水平方向 については 地 震 と 組合せる風荷 重につ い て も考 慮する 。
水 平 地 震 力 に つい て は， 鉄塔と 筒身で入力 方法を使い 分けている 。鉄塔につ い て は，
基準 地 震 動 Ｓ ｓ に 対 す る 地 震 応 答 解 析 によ り 算 定 さ れ る鉄 塔 の最 大 応答 （ 曲 げ モ ー メ
ント ， せ ん 断 力） に 対し ， 等価 な曲げモー メント及び せん断力分 布となる水 平 荷 重 及
びモ ー メ ン ト を算 出 し， こ れを 地震荷重と して鉄塔部 のみをモデ ル化した解 析 モ デ ルに入 力 す る 。ま た ， 筒身 に つい ては，単純 構造である ことから連 続梁とみな せ るた め ，
基準 地 震 動 Ｓ ｓ に 対 す る 地 震 応 答 解 析 によ り 算 定 さ れ る筒 身 の最 大 応答 （ 曲 げ モ ー メ
ント ， せ ん 断 力） を その ま ま水 平地震力と して評価に 使用する。 鉄塔に作用 さ せ る 水平地震力の 設定方 法 を 図 5−1 に示す。
鉛 直 地 震 力 に つ い て は ， 基準 地 震 動Ｓ ｓ に 対 す る地 震 応 答解 析 に よ り 算定 さ れ る鉄塔及 び 筒 身 の 最大 応 答（ 軸 力） を用いるこ ととし，鉄 塔について は，鉄塔部 の み を モ
デル 化 し た 解 析モ デ ルに 鉛 直地 震力として 入力する。 また筒身に ついては， 水 平 方 向と同様に連 続梁と み な して ，その まま鉛直地震力として評価に使用する。
風 荷 重 に つ い ては ， 鉄塔 −筒身 間で応力の 伝達が発生 する事から ，鉄塔と筒 身 を モ
デル 化 し た 解 析モ デ ルの 各 節点 に風荷重を 入力する。 鉄塔に作用 させる風荷 重 の 設 定
方法を図 5−2 に示 す。
以 上 よ り 算 出 した 水 平地 震力， 鉛直地震力 及び風荷重 によるそれ ぞれの応力 解 析 の結果から得 られた 部 材 応力 を足し 合わせて部材の応力評価を行う。
な お ， 水 平 方 向の 荷 重の 載荷方 向としては ，ブレース 材の発生応 力が大きく な る 構
面直 交 方 向 （ 0 度 方 向 ）， 及 び柱材の 発生応力が大 きくなる 対角方向（45 度方 向 ） の ，
2 方 向 に つ い て そ れ ぞれ 評 価を 行う。主排 気筒への荷 重の載荷方 向の違いに よ る 発 生
応力の違い につい て ， 図 5−3 に概念図を 示す。

18

QD

MD
MT

QT

P1

地震応答解 析 曲げモーメント分布 せん断力分布

P2

⊿M 1

P3

⊿M 2

P4

⊿M 3

P5

⊿M 4

P6

⊿M 5

地震荷重入力MT：質点系モ デルの 地 震 応答解析か ら得られた 鉄塔の最大曲げモーメントMD：質点系モ デルの 地 震 応答解析か ら得られた 筒身の最大曲げモーメントQT：質点系モ デルの 地 震 応答解析か ら得られた 鉄塔の最大せん断力

QD：質点系モ デルの 地 震 応答解析か ら得られた 筒身の最大せん断力Pn： 鉄 塔 の 最 大 せ ん 断 力 分 布 と 等 価な せ ん断 力 分布 を 生 じ さ せ る水 平 荷 重 （ 鉄 塔 支 持
点高さに載 荷 ）⊿M n ：水平荷重 P n から得ら れる転倒モーメント分 布と M T との差異を調整 する偶力モ ーメ
ント
注記 ：M D ，Q D は直接 筒身の 応力評価に 用いる。

図 5−1

鉄 塔に作用させる水平地震力の設 定方法（1/2）

19

要素
番号

節点
番号

最大 応 答せん 断 力 Q T

EL.125.543 m

1EL.112.205 m

(1) 2

Q1

(2)

Q2

EL. 95.432 m(3)

EL. 75.444 m(4)

EL. 52.618 m(5)EL. 26.257 m
EL.

3
Q3

4

Q5

6

1

EL.112.205 m(1) 2

EL. 75.444 m

(2)
(3)
(4)
(5)

EL. 26.257 m
EL.

8.500 mP 2 =Q 2 -Q 1

P3

P 3 =Q 3 -Q 2

P4

P 4 =Q 4 -Q 3

P5

P 5 =Q 5 -Q 4

P6

P 6 =Q 6 -Q 5

最大 応答せん断力 Q n と水 平荷重 P n の関係

M

1 E

M

1 T

3
2

2

ME

水平荷重によって生じる
曲げ モ ーメン ト n M E

MT

M

3 E

4
3

EL. 52.618 m

P2

節点
番号

EL.125.543 m

EL. 95.432 m

P 1 =Q 1

Q6

(a)
要素
番号

P1

Q4

5

(6)

8.500 m応力解析に用い る水 平荷 重

地震応答解析によって生じ る曲 げモ ーメ ント n M T

MT
M

4 E

5
M

4 T

6

5
5

(6)

ME

MT

EL.125.543 m
EL.112.205 m⊿M 1=1 M E - 1 M T

EL. 95.432 m⊿M 2=2 M E - 2 M T

EL. 75.444 m⊿M 3=3 M E - 3 M T

⊿M 1
⊿M 2

地震 応 答解析 に よ っ て生
じる 曲 げモー メン ト n M T⊿M 3
EL. 52.618 m

水平荷重によって生じる
曲げ モ ーメ ント n M E⊿M 4=4 M E - 4 M T⊿M 4

EL. 26.257 m⊿M 5=5 M E - 5 M T
⊿M 5

EL.

(b)

8.500 m

最大 応答 曲げモーメント M T と補正モーメント⊿M n の 関係

図 5−1

鉄 塔に作用させる水平地震力の設 定方法（2/2）
20

P W1
P W2
P W3
P W4
P W5
P W6
P W7
風荷重入力
P Wn ：排気筒 に 作用させる 風荷重

図 5−2

排気筒に作用させる風荷重の設定方法

圧縮
引張

0 度方向載 荷

図 5−3

45 度方向載荷

主 排気筒 への荷重の載荷方向の違い による発生 応力の違 い
21

5.2

主排 気筒（基 礎 ）主排気筒の基礎の応力解析に当たって，ＦＥＭモデルに入力する地震荷重として，上部構造物及び杭による基礎への地震時反力を考慮する。地震荷重の入力は，
基 準 地 震 動 Ｓ ｓ に 対 す る 地震応答 解析結果をもとに定め る。また，水平方向 に つ いては地震と 組合 せる 風 荷重につい ても考慮す る。
上部構造物からの地震外力として，筒身によるものは筒身脚部が位置する円周近傍に分散させた点荷重として，また，鉄塔のように柱脚を介するものは柱脚近傍位置に点荷重として作用させる。杭からの荷重は杭頭近傍位置に点荷重として作用させる 。基 礎自 身 に起因する 荷重は，分 散した節点への荷重とする。
具体的には，水平方向の荷重によって上部構造物から作用する基礎上でのせん
断力は，筒身脚部と柱脚のそれぞれの近傍の節点に分散させて水平力として加える。基礎自身が受ける慣性力は，各杭の杭頭近傍の節点に分散させて水平力として考慮する。また，基礎下には，基礎下に作用するせん断力を杭に加えた際に生じる杭頭で の曲 げモ ー メントを各 杭の杭頭位 置に作用させる。
水平方向の荷重によって上部構造物から作用する基礎上での曲げモーメントは，
筒身脚部と柱脚のそれぞれの近傍の節点に偶力として分散させて鉛直力として加える。また，基礎上に作用するせん断力に基礎の厚さ分を考慮して付加曲げモーメントを評 価し ，杭 頭 近傍の節点 に偶力とし て分散させて鉛直力として与える 。
鉛直方向の荷重による上部構造物から作用する基礎上での軸力は，筒身脚部と柱脚のそれぞれの近傍の節点に分散させて鉛直力として与える。また，基礎自身が受ける慣 性力 は杭 頭 近傍の節点 に分散させ て鉛直力として与える。
また，水平方向の風荷重により上部構造物から作用するせん断力及び曲げモー
メントについては，地震荷重と同じ方法で与える。ただし，風荷重の場合，慣性力はない。
地震荷重の 入力 方法 の 概念図を 図 5−4〜図 5−6 に示す。またＦＥ Ｍモデルへ の
入力荷重の 例を 図 5−7〜図 5−9 に示す。

22

ｑ1

ＱT

ｑ2

ｆ1

ｆ2

ｍ1

ｍ2

ｑｎ

Ｆ

ｆn
ｍｎ

ＱＴ

：水平方向の荷重によって上部構造物から作用する基礎上でのせん断力ｑｎ：上記ＱＴを筒身脚部と柱脚のそれぞれの近傍に分散させて加える際の水平力

Ｆ：基礎自身が受ける慣性力ｆｎ：上記Ｆを杭頭近傍に分散させて加える際の水平力ｍｎ：基礎下に作用するせん断力（Ｑ＋Ｆ）を各杭で分散させてに加えた際に生じる各杭の頭部で生じる曲げモーメント
図 5−4 ＦＥＭモデルに作用させる水平荷重

Ｎ1

Ｎ2

ＭＴ
Ｎｎ

ｈ

Ｎ1

Ｎ2

ＭＢ
Ｎｎ

ＭＴ

：水平方向の荷重によって上部構造物から作用する基礎上での曲げモーメントＮｎ：上記ＭＴを筒身脚部と柱脚のそれぞれの近傍に偶力として分散させて加える際の鉛直力

ＭＢ：基礎の厚さ分の影響として考慮すべき付加曲げモーメントＮｎ：上記ＭＢを杭頭近傍に偶力として分散させて加える際の鉛直力

ｈ：基礎の厚さ
図 5−5 ＦＥＭモデルに作用させる曲げモーメント

23

Ｖ
v1

v2

p1

p2

vｎ

Ｐ

pｎ

Ｖ

：鉛直方向の荷重による上部構造物から作用する基礎上での軸力vｎ：上記Ｖを筒身脚部と柱脚のそれぞれの近傍に分散させて加える際の鉛直力

Ｐ：基礎自身が受ける慣性力pｎ：上記Ｐを杭頭近傍に分散させて加える際の鉛直力
図 5−6 ＦＥＭモデルに作用させる鉛直荷重

Ｚ(UD)
Ｙ(NS)

Ｘ(EW)

(a) 断面荷重図

Ｚ(UD)
Ｙ(NS)

Ｘ(EW)

(b) 鳥瞰荷重図
図 5−7 ＦＥＭモデルに作用させる水平荷重の例

24

Ｚ(UD)
Ｙ(NS)

Ｘ(EW)

(a) 断面荷重図

Ｚ(UD)
Ｙ(NS)

Ｘ(EW)

(b) 鳥瞰荷重図
図 5−8 ＦＥＭモデルに作用させる曲げモーメントの例
Ｚ(UD)
Ｙ(NS)

Ｘ(EW)

(a) 断面荷重図

Ｚ(UD)
Ｙ(NS)

Ｘ(EW)

(b) 鳥瞰荷重図
図 5−9 ＦＥＭモデルに作用させる鉛直荷重の例

25

非常用ガス処理系配管支持架構
非常用ガス処理系配管支持架構の応力解析に当たって，立体骨組モデルに入力する地震荷重として，水平地震力及び鉛直地震力を考慮する。また，水平方向については地震と組み合わせる風
荷重についても考慮する。
水平地震力は，基準地震動Ｓｓに対する地震応答解析により算定される最大応答を，各部の部
材応力（曲げモーメント，せん断力及び軸方向力）として考慮する。
鉛直地震力は，基準地震動Ｓｓに対する地震応答解析により算定される最大応答加速度と，常時荷重作用時の応力分布を参照し，基礎上端から最上部までの柱，梁及びブレースの交点等の節点での荷重（曲げモーメント，せん断力および軸方向力）として考慮する。
風荷重については，基礎下端から最上部までの柱，梁及びブレースの交点等の節点での集中荷重として考慮する。
図 6−1 及び図 6−2 に，解析モデルに作用させる水平地震力，鉛直地震力の概念図を示す。

26

EL.20.8 m
EL.20.0 m

EL.14.2 m

EL. 7.7 m
Z(鉛直方向)Y(NS 方向)

X(EW 方向)
水平荷重（NS）

水平荷重（EW）

NS 方向軸周りのモーメントEW 方向軸周りのモーメント

図6−1 解析モデルに作用させる水平地震力の概念図

EL.20.8 m

EL.20.0 m

EL.14.2 m

EL. 7.7 m
Z(鉛直方向)Y(NS 方向)

X(EW 方向)

鉛直荷重
NS 方向軸周りのモーメントEW 方向軸周りのモーメント

図6−2 解析モデルに作用させる鉛直地震力の概念図

27

格納容器圧力逃がし装置格納槽
格納容器圧力逃がし装置格納槽の応力解析に当たって，ＦＥＭモデルに入力する地震荷重として，水平地震力及び鉛直地震力を考慮する。また，地震時の側方地盤からの土圧についても考慮する。なお，ＦＥＭモデルについては，評価対象である基礎スラブ，耐震壁（地下外壁）及び上版に加え，内部耐震壁もモデル化し，上部構造物からの地震荷重等を適切に評価する。
地震荷重のうち水平地震力の入力は，基準地震動Ｓｓに対する地震応答解析結果を考慮し，各質点の地震応答解析結果と，ＦＥＭモデルの対応する高さにおける節点でのせん断力及び曲げモーメントが等価になるように設定する。
具体的には，最大応答せん断力より得られた水平荷重を，ＦＥＭモデルの耐震壁の節点のうち
地震応答解析の質点レベルに対応する節点に，各節点の支配面積に応じて分配した荷重として入力する。このとき，水平荷重は地震応答解析モデルの各質点の上下部材に生じる最大応答せん断力の差分とする。基礎スラブ部に生じるせん断力は，基礎スラブの各節点の支配面積に応じて分配した水平荷重に置換し，算出した水平荷重を基礎スラブに入力する。
上部構造物の最大応答曲げモーメントについては，質点の回転慣性重量及び地下外壁と地盤との摩擦による影響で，地震応答解析の質点上下で差がある。その差を調整する補正モーメントを，
耐震壁の節点のうち，地震応答解析の質点レベルに対応する節点に，鉛直荷重に置換して入力する。
基礎スラブ部内に生じる曲げモーメントについては，ＦＥＭモデルの地盤ばねの反力による回
転モーメントと，基礎スラブ下端に発生する曲げモーメント(6MD)が同じ値となるように算出した付加曲げモーメント(⊿MS)を，基礎スラブのシェル要素全体に三角形分布となるよう偶力置換した面荷重として与える。
地震荷重のうち鉛直荷重については，地震応答解析より算出した鉛直方向の応答加速度のうち最大の値を震度換算し，全ての常時荷重に作用する鉛直震度として入力する。この鉛直荷重の入力方法は「2.

使用済燃料乾式貯蔵建屋（基礎スラブ）」の鉛直荷重の入力方法と異なる。格納槽では応力解析結果により耐震壁を評価するため構造物を三次元連続体として評価しており，最大鉛直震度を考慮した係数を自重に乗じ，鉛直力として入力することで，軸力が連続的に評価できるようにしている。
地震荷重の設定方法を図 7−1 に示す。
ＦＥＭモデルに作用させる水平力及び補正モーメントを図 7−2 に，ＦＥＭモデルに作用させる鉛直力を図 7−3 に示す。
地震荷重のうち地震時土圧荷重については，添付書類Ⅴ-2-2-19「格納容器圧力逃がし装置格
納槽の耐震性についての計算書」に基づき常時土圧と地震時増分土圧を設定する。ＦＥＭモデルに作用させる荷重を図 7−4〜図 7−6 に示す。

28

地震時水平荷重
要素番号
EL.

8.00m

EL.

4.00m

(1)

質点番号
1

1

MD
水平荷重 Pn による
曲げモーメント(iME)

2
2

MD
ME

動的地震力による
曲げモーメント(iMD)

2

(2)
3

EL. −5.80m(3)EL. −8.60m(4)EL.−12.80m(5)EL.−15.80m

4

3

MD
4

ME

3

MD

ME

4

5

ME

6

S

M

'
6 D

6

応力解析に用いる
補正モーメント

応力解析の
曲げモーメント
ΔM1

EL.

8.00m

ΔM1=1MD

EL.

4.00m

ΔM2=2ME-(2MD-1MD)

EL. −5.80m

ΔM3=3ME-2ME-(3MD-2MD)

EL. −8.60m

ΔM4=4ME-3ME-(4MD-3MD)

EL.−14.30m

ME

ΔM2

水平荷重 Pn による
曲げモーメント(iME)
応力解析に用いる
補正モーメント(ΔMi)

ΔM3
ΔM4

ΔMS=SME-4ME-(6MD'-4MD)
ΔMS
動的地震力による
曲げモーメント(iMD)(a) 最大応答曲げモーメント iMD と補正モーメント⊿Mi の関係
図 7−1 地震荷重の設定方法（1/2)

29

応力解析に用いる
鉛直荷重

最大応答
加速度 An
要素番号
EL.
EL.

8.00m
4.00m

(1)

質点番号
1

A1

2

A2
S=AMAX/g(2)
W×S
EL. −5.80m
EL. −8.60m
EL.−12.80m
EL.−15.80m

(3)
(4)
(5)

3

A3

4

A4

5

A5

6

A6
S ：鉛直震度
AMAX：鉛直応答加速度の最大値
g ：重力加速度
W ：質点重量*ここでは鉛直震度 S を入力する。

(b) 最大応答加速度 Aｎと鉛直荷重 W×S の関係
図 7−1 地震荷重の設定方法（2/2)

30

加振方向

U
N

E

(a) 上部構造物の地震力（水平荷重）

加振方向

U
N

E

(b) 基礎スラブの地震力（水平荷重）
図7−2 ＦＥＭモデルに作用させる水平力（NS方向)（1/2)

31

加振方向

U
N

E

(c) 上部構造物の地震力（補正モーメント）

加振方向

U
N

E

(d) 基礎スラブの地震力（補正モーメント）
図7−2 ＦＥＭモデルに作用させる水平力（NS方向)（2/2)

32

U
N

E

図7−3 ＦＥＭモデルに作用させる鉛直力

33

A 立面

B 立面
(a) 鳥瞰図(b) A立面図(c) B立面図
図7−4 ＦＥＭモデルに作用させる土圧（常時土圧）

34

立面

(a) 鳥瞰図

(b) 立面図

図7−5 ＦＥＭモデルに作用させる土圧（地震時増分土圧̲NS方向）

立面(a) 鳥瞰図

(b) 立面図

図7−6 ＦＥＭモデルに作用させる土圧（地震時増分土圧̲EW方向）

35使用済燃料プール
使用済燃料プールは，原子炉ウェルをはさんで反対側に燃料交換時に蒸気乾燥器と気水分離器を仮置きする蒸気乾燥器・気水分離器ピットがあり，これらは同一のＦＥＭモデルで応力解析を実施している。
応力解析に当たって，ＦＥＭモデルに入力する地震荷重として，水平地震力及び鉛直地震力に加えて動水圧荷重を考慮する。また，水平方向については周辺構造物である内部ボックス壁（I／W）の地震時反力を考慮する。
地震荷重の入力は，基準地震動Ｓｓ，弾性設計用地震動Ｓｄ及び静的地震力に対する地震応答
解析結果を考慮し，ＦＥＭモデルの原子炉ウェルの節点のうち地震応答解析の質点レベルに対応する節点で，せん断力及び曲げモーメントが地震応答解析結果と等価になるように設定する。
具体的には，地震応答解析の質点系の最大応答せん断力より求まる層せん断力を，ＦＥＭモデルの対応する各節点に節点の支配長さに応じて分配し，節点荷重として入力する。
曲げモーメントは，偶力に置換して水平荷重の入力位置に節点荷重として入力する。地震応答
解析の質点系より求まる各層の付加曲げモーメントを，対応する各節点に節点の支配長さと中心位置からの距離に応じて偶力に置換して分配し，節点荷重として入力する。
また，NS 方向の水平荷重のうち，プール側壁に生じるせん断力は，プールガーダー端部の I／
W と交わる節点に鉛直方向の線荷重として入力する。EW 方向の水平荷重のうち，I／W と原子炉
ウェルの回転角の差分は，プールガーダー端部の I／W と交わる節点に強制変位として入力する。
鉛直荷重は，地震応答解析より算定されるプール部において包絡した最大応答加速度から換算した鉛直震度を，固定荷重及び機器荷重，配管荷重及び積載荷重に乗じて入力する。
水平荷重の設定方法を図 8−1 に，入力方法の概念図を図 8−2 に示す。
動水圧荷重の入力方法の概念図を図 8−3 に示す。また，参考に静水圧荷重の入力方法の概念図についても図 8−4 に示す。

36

M1

EL. 46.5m

P1

M2

EL. 38.8m

P2

EL. 34.7m

地震応答解析

曲げモーメント分布

せん断力分布

水平荷重

Pn：最大せん断力分布と等価なせん断力分布を生じさせる水平荷重

Mn：水平荷重 Pn から得られる転倒モーメント分布と曲げモーメント分布との差異を調整する付
加曲げモーメント
図 8−1 作用させる水平地震力の設定方法

37

U
E
S
(a) せん断力及び曲げモーメント N→SUES(b) プール部の壁が負担するせん断力 N→S
図 8−2（1/2） ＦＥＭモデルに作用させる水平地震力

38

U
E
S
(a) せん断力及び曲げモーメント W→EUES(b) 内部ボックス壁の回転変形 W→E
図 8−2（2/2） ＦＥＭモデルに作用させる水平地震力

39

プール壁
及びピット壁

シェル要素

底版中心

U
E
S
(a) 動水圧 N→S
プール壁
及びピット壁

シェル要素

底版中心

U
E
S
(b) 動水圧 W→E
図 8−3 ＦＥＭモデルに作用させる動水圧荷重

40

プール壁
及びピット壁

シェル要素

底版中心

U
E
S

図 8−4 ＦＥＭモデルに作用させる静水圧荷重（参考）

41

9.

原子炉格納施設の基礎
原子炉格納施設の基礎は，原子炉格納容器底部に当たる部分（原子炉格納容器底部コンクリー
トマット）とその周辺部の原子炉建屋の基礎で構成され，これらは同一のＦＥＭモデルで応力解析を実施している。
応力解析に当たって，ＦＥＭモデルに入力する地震荷重として，水平地震力及び鉛直地震力を考慮する。また，上部構造物である外部ボックス壁（O／W），内部ボックス壁（I／W）
，シェル壁
（S／W）
，PCV 及び RPV 基礎の基礎への地震時反力を考慮する。
地震荷重の入力は，基準地震動Ｓｓ，弾性設計用地震動Ｓｄ及び静的地震力に対する地震応答

解析結果を考慮し，ＦＥＭモデルの基礎底面ばね（地盤ばね反力＋減衰力）並びに上部構造物及び基礎質点位置でせん断力，曲げモーメント及び軸力が地震応答解析結果と等価になるように設定する。
具体的には，水平荷重のうち，各上部構造物から作用する基礎への地震時反力は，ＦＥＭモデ
ルにおける各上部構造物脚部に対応する各節点に，支配面積に応じて分配し，節点荷重として入力する。基礎については，地震応答解析より求まる基礎底面地盤ばねのせん断力から，上部構造物から作用する水平力を差し引いた値を，ＦＥＭモデルの基礎の各節点に節点の支配面積に応じて分配し，節点荷重として入力する。
曲げモーメントのうち，各上部構造物から作用する基礎への地震時反力は，偶力に置換して水平荷重の入力位置に節点荷重として入力する。地震応答解析より求まる基礎底面地盤ばねの曲げモーメントから上部構造から作用する曲げモーメントを差し引いた値を，ＦＥＭモデルの基礎の各節点に，節点の支配面積と中心位置からの距離に応じて偶力に置換して分配し，節点荷重として入力する。
鉛直荷重のうち，各上部構造物から作用する基礎への地震時反力は，ＦＥＭモデルにおける各
上部構造物脚部に対応する各節点に，支配面積に応じて分配し，節点荷重として入力する。基礎については，地震応答解析より求まる基礎底面地盤ばねの軸力から，上部構造物から作用する鉛
直力を差し引いた値を，ＦＥＭモデルの基礎の各節点に節点の支配面積に応じて分配し，節点荷重として入力する。
地震荷重の入力方法の概念図を図 9−1〜図 9−3 に示す。またＦＥＭモデルへの入力荷重の例を図 9−4〜図 9−6 に示す。

42

QS
FB

QR

QS：地震応答解析より設定した上部構造物から基礎へ作用するせん断力
FB：基礎に作用する水平荷重
QR：地震応答解析より設定した基礎底面に生じるせん断力
FB＝QR−QS
図 9−1 ＦＥＭモデルに作用させる水平荷重

MS
MB

MR

MS：地震応答解析より設定した上部構造物から基礎へ作用する曲げモーメント
MB：基礎に作用する曲げモーメント
MR：地震応答解析より設定した基礎底面に生じる曲げモーメント
MB＝ MR−MS
図 9−2 ＦＥＭモデルに作用させる曲げモーメント

43

VS
FB
VR

VS：地震応答解析より設定した上部構造物から基礎へ作用する軸力
FB：基礎に作用する鉛直荷重
VR：地震応答解析より設定した基礎底面に生じる軸力
FB＝VR−VS
図 9−3 ＦＥＭモデルに作用させる鉛直荷重

44

U
N

E

(a) 上部構造物の地震力

UNE(b) 基礎スラブの地震力
図 9−4 ＦＥＭモデルに作用させる水平力（EW 方向）

45

U
N

E

(a) 上部構造物の地震力

UNE(b) 基礎スラブの地震力
図 9−5 ＦＥＭモデルに作用させる曲げモーメント（EW 方向）

46

U
N

E

(a) 上部構造物の地震力

UNE(b) 基礎スラブの地震力
図 9−6 ＦＥＭモデルに作用させる鉛直力

47

別紙 原子炉建屋基礎盤の応力解析における荷重の入力方法について

目次
1.

荷重の入力位置 ................................................................. 12.

荷重の入力方法 ................................................................. 7

1. 荷重の入力位置
各荷重について，考慮する位置を以下に示す。
(a) 耐震壁（外部ボックス壁：O／W，内部ボックス壁：I／W およびシェル壁：S／W）
耐震壁は壁芯位置に荷重を作用させる。なお，鉛直荷重については，壁面から 45 度方向に荷重が分配されると仮定し，壁芯の節点から基礎版厚さの半分（2.5 m）までの範囲に存在する節点に分配する。耐震壁から作用する荷重の入力位置を図 1 に示す。
(b) 原子炉格納容器（PCV）および原子炉本体の基礎（RPV 基礎）
PCV および RPV ペデスタルから作用する荷重は，各位置に対応する節点の支配長さに応じて節点荷重に変換して作用させる。PCV および RPV ペデスタルから作用する荷重の入力位置を図 2 に示す。
(c) クエンチャサポートおよびコラムサポート
クエンチャサポートおよびコラムサポートは，円周上に配置されており，図 3 に示すように，設置位置近傍の節点に等分割で作用させる。
(d) サプレッションプール水
サプレッションプール水から作用する静水圧は，PCV 内部に等分布面荷重として作用させる。PCV および RPV ペデスタルから作用する荷重の入力位置を図 4 に示す。
(e) 基礎盤自重
基礎盤の自重は，単位体積重量 24 kN/m3 として考慮する。また，荷重の合計値を質点系モデルと整合させるために基礎盤全体に作用させている荷重については，基礎盤上の節点の支配面積に応じて節点荷重として考慮する。
(f) 土圧荷重
土圧荷重は，基礎版そのものに作用する土圧および地下外壁から基礎上端に作用する荷重を考慮する。地下外壁から作用する土圧荷重は，図 5 に示すように，外壁を梁として切り出したモデルの脚部固定端反力が基礎上端位置に作用するものとし，基礎版中央におけるせん
断力による付加曲げモーメントおよび基礎版側面に作用する付加水平力を考慮し，節点の支配長さに応じて節点水平力および節点モーメントとして考慮する。

別紙 1-1ＰＮ

ＰＮ（a）水平荷重（b）鉛直荷重
I／W

S／W

Ｂ

O／W

の
概略平面図（EL.−4.0 m）
図 1 荷重の入力位置（耐震壁）

別紙 1-2ＰＮ

PCV

RPV 基礎図 2 荷重の入力位置（PCV および RPV 基礎）
ＰＮ

ｸｴﾝﾁｬｻﾎﾟｰﾄ

ｺﾗﾑｻﾎﾟｰﾄ

図 3（1／2） 荷重の入力位置（クエンチャサポートおよびコラムサポート）

別紙 1-3図 3（1／2） 荷重の入力位置（クエンチャサポートおよびコラムサポート位置 平面図）

別紙 1-4

ＰＮ

PCV位置

図 4（1/2） 荷重の入力位置（サプレッションプール水）

図 4（1/2） 荷重の入力位置（原子炉格納容器内 サプレッションプール 断面図）

別紙 1-5

ＰＮ

シェル壁
（S/W）

typeＣ
C部

AtypeＡ
部

内部ボックス壁（I/W）

BtypeＢ部

外部ボックス壁
（O/W）

typeＣ
C
部

typeＢ

B部

E.L.
(m)

E.L.
(m)
30.3

29.0
(t=900mm)
23.0
20.3

18.0
地下外壁

14.0

13.7
(t=1,000mm)

8.2(t=1,500mm)(t=1,500mm)(t=1,500mm)

E.L.
(m)
0.7

2.5

2.0

-4.0
(typeＡ)
A部(typeＢ)B
部(typeＣ)
C部：床スラブ位置(支持点)

図 5 土圧荷重算定の解析モデル

別紙 1-6

2. 荷重の入力方法(a) せん断力・矩形部（O／W および I／W）
ウェブ部に等分布する線荷重として考慮し，各節点の支配長さに応じて節点荷重として入力する。

ここで，：対象部の負担せん断力：対象部の長さ

τ分布

QL【地震時の荷重入力】
・円筒部（S／W，PCV および RPV ペデスタル）
X 方向もしくは Y 方向に作用するせん断力は，円周方向に sin 分布する線荷重として考慮し，各節点の支配角度に応じて円周方向の節点荷重として入力する。

半径方向に作用するせん断力は，半径方向の等分布荷重として考慮し，各節点の支配角
度に応じて節点荷重sin

ここで，として入力する。
（X 方向 or Y 方向）

2（半径方向）：対象部の負担せん断力：載荷方向軸からの対象節点の角度

τ分布

Q

θr
Q

（a）X 方向 or Y 方向
【地震時の荷重入力】（b）半径方向【圧力，水力学的動荷重による入力】

別紙 1-7

・円筒部（クエンチャサポートおよびコラムサポート）
X 方向もしくは Y 方向に作用するせん断力は，考慮する台数分の合計せん断力を円周上の等分布荷重として各節点の支配角度に応じて節点荷重として入力する。

半径方向に作用するせん断力は，考慮する台数分の合計せん断力を半径方向の等分布荷重として考慮し，各節点の支配角度に応じて節点荷重として入力する。

2
ここで，：対象部に考慮する台数分の合計せん断力：載荷方向軸からの対象節点の角度

QQ（a）X 方向 or Y 方向（b）半径方向【地震時の荷重入力】【圧力，水力学的動荷重による入力】

別紙 1-8(b) 曲げモーメント・矩形部（O／W および I／W）
鉛直方向の等変分布する面荷重として考慮し，節点の支配面積に応じて節点荷重として入力する。なお，フランジ幅 は，O／W については，壁外面から 5.0 m の範囲，I／W については，全幅とする。

ここで，：対象部の負担モーメント：対象部の断面２次モーメント：対象部の図心からの対象節点の距離

L

L

M

M

B

B

（a）O／W（b）I／W【地震時の荷重入力】

・円筒部（S／W，PCV 及び RPV ペデスタル）
X 方向もしくは Y 方向に作用する曲げモーメントは鉛直方向の等変分布する線荷重もし
くは面荷重として考慮*し，各節点の支配角度に応じて節点荷重として入力する。

半径方向に作用する曲げモーメントは，半径方向の等分布の曲げモーメントとして考慮
し，各節点の支配角度に応じて節点曲げモーメント（X 方向 or Y 方向）
ここで，2として入力する。
(半径方向)：対象部の負担モーメント：対象部の断面２次モーメント：対象部の半径：対象部の図心からの対象節点の距離

注記 ＊：S／W は図 1 より面荷重とし，PCV 及
び RPV は図 2 より線荷重として与える。

Mr（a）X 方向 or Y 方向
【地震時の荷重入力】（b）半径方向【圧力，水力学的動荷重による入力】

別紙 1-9

・円筒部（クエンチャサポートおよびコラムサポート）
X 方向もしくは Y 方向に作用する曲げモーメントは，考慮する台数分の合計曲げモーメ
ントを円周上の各節点の支配角度に応じて節点曲げモーメントとして入力する。

半径方向に作用する曲げモーメントは，半径方向の等分布の曲げモーメントとして考慮
し，各節点の支配角度に応じて節点曲げモーメントとして入力する。

2
ここで，：対象部の負担モーメント：載荷方向軸からの対象節点の角度（a）X 方向 or Y 方向
【地震時の荷重入力】（b）半径方向【圧力，水力学的動荷による入力】

別紙 1-10