本資料のうち，枠囲みの内容は，営業秘密又は防護上の観点から公開できません。

東海第二発電所工事計画審査資料
資料番号
提出年月日

工認-140 改 1
平成 30 年 4 月 17 日

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

Ｖ-2-別添 2-5 浸水防止堰の耐震性についての計算目次
1.

概要 ............................................................................................................................................... 1

2.

基本方針........................................................................................................................................ 1
2.1 位置 ......................................................................................................................................... 1
2.2 構造概要 ................................................................................................................................ 17
2.3 評価方針 ................................................................................................................................ 19
2.4 適用規格 ................................................................................................................................ 203.

地震応答解析 ..............................................................................................................................21
3.1 基本方針 ................................................................................................................................ 21
3.2 固有振動数の計算方法 .......................................................................................................... 224.

耐震評価方法 ..............................................................................................................................25
4.1 評価対象部位 ......................................................................................................................... 25
4.2 荷重及び荷重の組合せ .......................................................................................................... 31

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

4.3 材料の諸元............................................................................................................................. 32
4.4 許容限界 ................................................................................................................................ 32
4.5 評価方法 ................................................................................................................................ 34
4.6 評価条件 ................................................................................................................................ 44
5．評価結果........................................................................................................................................ 47

1.

概要
本資料は，Ｖ-1-1-8-5「溢水防護施設の詳細設定」に示すとおり，溢水拡大防止堰（以下「堰」という。）及び浸水防止止水板（以下「止水板という。
」）が，建物・構築物として，基準地震動ＳＳに対して，溢水伝播を防止する機能を維持するために，十分な構造強度を有することを説明するものである。その耐震評価は，応力評価により行う。
2.

基本方針

2.1 位置堰は，Ｖ-1-1-8-5「溢水防護施設の詳細設定」の「4.1 溢水伝播を防止する設備」に示す配置のとおり，原子炉建屋 EL.46.5 m，同 38.8 m，同 29.0 m，同 20.3 m，同 14.0 m，同 8.2 m，
同 2.0 m に設置し，止水板は，原子炉建屋 EL.46.5 m，同 38.8 m，同 29.0 m，同 20.3 m，同14.0 m，同 8.2 m，同 2.0 m，同-4.0 m に設置する。

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0堰の設置位置を第 2－1 図～第 2－7 図，止水板の設置位置を第 2－8 図～第 2－15 図に示す。

1

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

2
第 2－1 図 堰の設置位置図（EL.46.5 m）

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

3
第 2－2 図 堰の設置位置図（EL.38.8 m）

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

4
第 2－3 図 堰の設置位置図（EL.29.0 m）

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

5
第 2－4 図 堰の設置位置図（EL.20.3 m）

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

6
第 2－5 図 堰の設置位置図（EL.14.0 m）

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

7
第 2－6 図 堰の設置位置図（EL.8.2 m）

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R08
第 2－7 図 堰の設置位置図（EL.2.0 m）

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

9
第 2－8 図 止水板の設置位置図（EL.-4.0 m）

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

10
第 2－9 図 止水板の設置位置図（EL.2.0 m）

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

11
第2－10図 止水板の設置位置図（EL.8.2 m）

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

12
第2－11図 止水板の設置位置図（EL.14.0 m）

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

13
第2－12図 止水板の設置位置図（EL.20.3 m）

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

14
第2－13図 止水板の設置位置図（EL.29.0 m）

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

15
第2－14図 止水板の設置位置図（EL.38.8 m）

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

16
第2－15図 止水板の設置位置図（EL.46.5 m）

2.2 構造概要
堰及び止水板の構造は，Ｖ-1-1-8「発電用原子炉施設の溢水防護に関する説明書」のうちＶ-1-1-8-5「溢水防護施設の詳細設定」の「3. 要求機能及び性能目標」に示す構造計画を踏まえて，詳細な構造を設定する。
2.2.1 堰の構造
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
リート構造物である。堰の概略構造図を第 2－9 図に示す。
鉄筋＊2

アンカー筋（鉄筋）＊3

コンクリート▽堰天端堰＊1▽設置レベル

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

既存躯体＊1 高さ 0.30 m，又は 0.40 m＊2 既存のコンクリート躯体と一体化＊3 新設堰は接着系アンカー，既設堰は埋込み鉄筋とし，既存躯体への定着長さ，径の 10 倍以上とする。
第 2－9 図 堰の概略構造図

17

2.2.2 止水板の構造
止水板は，梁材，パネル，柱材，ベースプレート及びアンカーボルトから構成され，アンカーボルトにより床面と接合する構造とする。なお，パッキン及びコーキングにより止水性を維持する。
止水板の概略構造図を第 2－10 図に示す。
設備名称

計画の概要
主体構造
梁材，パネル，柱材，止水板

ベースプレート及びアンカーボルトにて構成

説明図

パネルを溶接した梁材を柱材に取付け，コン
クリート床面にアンカーボルトにて固定する。

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

する。

支持構造

第 2－10 図 止水板の概略構造図

18

第 2－10 図

2.3 評価方針
止水板は，十分に剛であるため，堰及び止水板の耐震評価は，資料Ⅴ-1-1-8-5「溢水防護施
設の詳細設定」に準じて，堰の評価対象部位に作用する応力又は荷重が許容限界内にあることを，「4. 耐震評価方法」に示す方法により確認を行う。
評価にあたっては，資料Ⅴ-2-1-7「設計用床応答曲線の作成方針」により得られた結果を用いて，荷重の組合せを行う。
堰及び止水板の耐震クラスは，Ｖ-2-1-4「重要度分類及び重大事故等対処施設の施設区分の基本方針」より，Ｃクラスである。
堰の耐震評価フローを第 2－9 図に示す。

評価対象部位の設定

基準地震動ＳＳNT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

設計用地震力地震応答解析

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

評価条件の設定

耐震評価

耐震評価結果の確認
第 2－9 図 堰の耐震評価フロー

19

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・同施工令
・各種合成構造設計指針・同解説((社)日本建築学会，2010 改定)
・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
改定）

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0・鋼構造設計規準 －許容応力度設計法－（（社）日本建築学会，2005 改定）

20

3.

地震応答解析

3.1 基本方針
堰及び止水板の耐震評価に用いる地震荷重を算定するための地震応答解析は，Ｖ-2-1-7「設計用床応答曲線の作成方針」に基づき，堰及び止水板の設置位置における地震応答解析結果を用いる。
地震応答解析に基づいて算定された，堰及び止水板の設置位置における最大応答加速度から各止水板及び堰の設計震度を設定する。
各止水板及び堰の設置位置における最大応答加速度から算出した設計用震度を第 3－1 表に示す。

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

第 3－1 表 地震荷重の算定に用いる設計用震度
水平方向（Ｇ）

鉛直方向（Ｇ）

ＫＨ

ＫＶ

EL.46.5 m

1.46

1.26

堰及び止水板EL.38.8 m

1.35

1.20

堰及び止水板EL.29.0 m

1.29

0.98

堰及び止水板EL.20.3 m

1.05

0.84

堰及び止水板EL.14.0 m

0.95

0.83

堰及び止水板EL.8.2 m

0.92

0.80

堰及び止水板EL.2.0 m

0.80

0.77

止水板

EL.-4.0 m

0.72

0.75

分類

設置場所

堰及び止水板21

3.2 固有振動数の計算方法
止水板及び堰の構造に応じて解析モデルを設定し，1 次固有振動数を求める。
3.2.1 解析モデルの設定
各部部位の寸法や形状を踏まえ堰は片持ちはりに，止水板は両端支持はりに，単純化したモデルとし，止水板及び堰の評価モデル図を 3－1 図に示す。

両端支持

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

止水板

堰

一端支持

第 3－1 図 堰及び止水板の評価モデル図
3.2.2 記号の説明
堰及び止水板の固有振動数算出に用いる記号を第3－2表に示す。
第3－2表 水密扉の固有振動数算出に用いる記号
記号

単位

ｆ

Hz

定義
堰及び止水板の1次固有振動数

m

はり長さ
2

Ｅ

N/m

ヤング率

I

m4

断面2次モーメント

ｍ

kg/m

質量分布

22

3.2.3 固有振動数の算出方法
1次固有振動数ｆを「土木学会 鋼構造力学公式集」に基づき以下の式より算出する。
（1）支持板
ｆ

π2
ＥＩ
2
ｍ
2π

（2）堰

ｆ

1 .8751 2 ＥＩ
2π 2ｍ

3.2.4 固有振動数の計算条件
水密扉の固有振動数の計算条件を第3－3表に示す。
第3－3表 水密扉の固有振動数の算出条件

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

水密扉名称

はり長さ

ヤング率Ｅ

（m）

（N/m2）

止水板
堰

23

断面2次
モーメントＩ（m4）

質量分布ｍ（kg/m）

3.2.5 固有振動数の計算結果
堰及び止水板の固有振動数の計算結果を第3－4表に示す。各水密扉の固有振動数は20Hz以上であることを確認した。

第3－4表 固有振動数の算出結果
固有振動数ｆ

堰及び止水板名称

（Hz）

止水板

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

堰

24

4.

耐震評価方法4.1 評価対象部位
堰及び止水板の評価対象部位は，自重及び地震荷重の作用方向及び伝達過程を考慮して設定する。
4.1.1 堰の評価対象部位
堰の評価対象部位は，地震荷重により応力が発生する堰と既存躯体の取合い部分とし，地震荷重の算定に用いる堰の自重，設計震度及び設計断面を踏まえ評価を包含できる堰により代表して評価する。
なお，堰上部に止水板を設置する堰については，止水板重量を鉛直方向の付加重量として取扱い，評価を実施する。

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

評価の対象となる堰の溢水水位，高さ及び評価代表を第 4－1 表に示す。

25

第 4－1 表 評価の対象となる堰の選定（1/2）
設置

設置床

建屋

高さ

設計断面

設計震度ｋ

設備名称

対象
幅

高さ

鉄筋量

水平＊

鉛直

0.80

0.77

0.92

0.80

0.95

0.83

1.05

0.84

1.29

0.98

1.35

1.20

原子炉建屋地下 1 階エレ
ベータ入口用溢水拡大防

0.3ｍ

止堰
東側階段用溢水拡大防止
EL.2.0 m

0.3ｍ

堰
北側階段用溢水拡大防止

0.3ｍ

堰
残留熱除去系 B 系熱交換0.3ｍ

器室用溢水拡大防止堰
原子炉建屋 1 階エレベー

0.3ｍ

残留熱除去系 A 系熱交換

原子炉建屋原子炉棟

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

タ入口用溢水拡大防止堰

EL.8.2 m

器ハッチ用溢水拡大防止

0.3ｍ

堰
残留熱除去系 B 系熱交換器ハッチ用溢水拡大防止

0.3ｍ

堰
原子炉建屋 2 階エレベー
EL.14.0 m

0.3ｍ

タ入口用溢水拡大防止堰
原子炉力建屋 2 階西側階

0.3ｍ

段用溢水拡大防止堰
原子炉建屋 3 階エレベー
EL.20.3 m

0.3ｍ

タ入口用溢水拡大防止堰
原子炉建屋 3 階西側階段

0.3ｍ

用溢水拡大防止堰
原子炉建屋 4 階エレベー
EL.29.0 m

0.3ｍ

タ入口用溢水拡大防止堰
原子炉建屋 4 階西側階段

0.3ｍ

用溢水拡大防止堰
原子炉建屋 5 階エレベー
EL.38.8 m

評価

0.3ｍ

タ入口用溢水拡大防止堰
原子炉建屋 5 階西側階段

0.3ｍ

用溢水拡大防止堰＊：ＮＳ方向及びＥＷ方向の最大値を用いる。
26

（代表）

第 4－1 表 評価の対象となる堰の選定（2/2）
設置床
高さ

設計断面
設備名称

燃料輸送容器搬出口用溢水拡大防止堰建屋

大物機器搬入口用溢水拡

鉄筋量

水平＊

鉛直

1.46

1.26

0.4ｍ
0.4ｍ

大防止堰
原子炉建屋換気系ダクト

0.4ｍ

用溢水拡大防止堰

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

高さ
0.4ｍ

タ入口用溢水拡大防止堰

設置

評価
対象

幅
原子炉建屋 6 階エレベー

EL.46.5 m

設計震度ｋ

原子炉建屋6階西側北面
階段用溢水拡大防止堰
原子炉建屋6階西側南面
階段用溢水拡大防止堰

0.4ｍ
0.4ｍ

＊：ＮＳ方向及びＥＷ方向の最大値を用いる。

27

（代表）

4.1.2 止水板の評価対象部位
止水板の評価対象部位は，止水板に作用する自重及び地震荷重により応力が発生する梁材，柱材，ベースプレート及びアンカーボルトを評価対象部位として設定する。なお，梁材及びパネルは一体構造であるが，梁材の評価でパネルを付加重量として扱い，パネルの断面剛性には期待せず梁材のみにて評価を行う。
地震荷重の算定に用いる止水板の自重，設計震度及び設計断面を踏まえ評価を包含できる堰により代表して評価する。
評価対象とする止水板の選定結果を第 4－2 表に示す。
第 4－2 表 評価対象とする止水板の選定結果（1/3）
設置建屋

設備名称

設置床高さ

水平震度

高さ

評価対象

（Ｇ）

（m）

（代表）

低圧炉心スプレイポンプ

0.82

室空調機用止水板

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

残留熱除去系B系ポンプ
室空調機用止水板

EL.-4.0 m

0.87

残留熱除去系C系ポンプ

0.84

室空調機用止水板
原子炉建屋 INST DIST

0.3

PNL3用止水板
直流125V MCC 2A-1用止水板
MCC 2C-5用止水板

0.84

0.3
EL.2.0 m

0.96

0.3

原子炉建屋

MCC 2C-3用止水板

0.3

原子炉棟

MCC 2D-3用止水板

0.3

MCC 2D-5用止水板

0.3

原子炉建屋 INST DISTPNL1用止水板
原子炉建屋 INST DIST

0.3
EL.8.2 m

1.10
0.3

PNL2用止水板
TIP 駆動装置電気盤用止水板

EL.14.0 m

1.14

EL.20.3 m

1.26

0.3

MCC 2Cｰ7及びFCSヒータ
制御盤（A）用
止水板
MCC 2C-8用止水板

0.3
0.3

28

第4－2表 溢水防護区画の溢水水位及び堰高さ（2/3）
設置建屋

設備名称

設置高さ

水平震度

高さ

評価対象

（Ｇ）

（m）

（代表）

CAMS（A）系ヒータ電源用

0.3

変圧用止水板CAMSモニタラック（A），
CAMS校正用計器ラック0.3（A）及びCAMS校正用ボン
ベラック（A）用止水板
FCSヒータ制御盤（B），
MCC 2D-7用止水板

EL.20.3 m

1.26

MCC 2D-8用止水板

0.3
0.3

MAIN STEAM LINE （A，B）
RADIATION MONITOR（検出0.3

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0器）用止水板MAIN STEAM LINE （C，D）
RADIATION MONITOR（検出0.3器）用止水板MCC 2C-9用止水板
原子炉建屋

直流125V MCC 2A-2用止水

原子炉棟

板

0.3
0.3

MCC 2A2-2用止水板

0.3

MCC 2B2-2用止水板

0.3

格納容器雰囲気モニタヒ
ータ電源盤（B）及びCAMS（B）系ヒータ電源用変圧EL.29.0 m

1.55

0.3

器用止水板
CAMS校正用ボンベラック

0.3（B）用止水板
MCC 2D-9用止水板

0.3

CAMSモニタラック（B）及びCAMS校正用計器ラック

0.3（B）用止水板
FPF/DEMIN.CONTROL PNL
用止水板
原子炉建屋6階エレベー
タ入口用止水板

EL.38.8 m

1.62

0.3

EL.46.9 m

1.76＊

0.3

＊：EL.57.0 m 及び EL.46.5 m の最大床加速度を直線補完
29

第4－2表 溢水防護区画の溢水水位及び堰高さ（3/3）
設置建屋

設備名称

設置高さ

水平震度

高さ

評価対象

（Ｇ）

（m）

（代表）

燃料輸送容器搬出口用止水板
大物機器搬入口用止水板

原子炉建屋
原子炉棟

原子炉建屋換気系ダクト
用止水板
原子炉建屋6階
西側北面階段用止水板
原子炉建屋6階
西側南面階段用止水板
残留熱除去系Ａ系熱交換器ハッチ用止水坂
残留熱除去系Ｂ系熱交換器ハッチ用止水坂

0.3
0.3
EL.46.9 m

1.76＊

0.3
0.3
0.3
0.7

EL.46.5 m

1.75
0.7

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0＊：EL.57.0 m 及び EL.46.5 m の最大床加速度を直線補完

30

4.2 荷重及び荷重の組合せ
4.2.1 荷重
(1) 固定荷重（Ｇ）
堰の自重を第 4－3 表に，止水板の自重を第 4－4 表示す。
第 4－3 表 堰の自重
堰名称

種類

単位容積重量

単位幅あたりの重量＊（kN/m3）（kN）＊：1 m あたりの重量
第 4－4 表 止水板の自重
種類

質量NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

梁材＊
柱材
ベースプレート
アンカーボルト
合計＊：パネル重量を考慮(2) 地震荷重（ＫＳ）
地震荷重は，基準地震動Ｓｓによる荷重を考慮する。
「3．地震応答解析」で設定した設計震度を用いて，次式により算定する。
ＫＳ＝Ｇ・ｋ

ここで，ＫＳ：地震荷重（kN）

Ｇ：堰の固定荷重（kN）

ｋ

：設計震度

4.2.2 荷重の組合せ
堰又は止水板の評価に用いる荷重の組合せを第 4－4 表に示す。
EL.46.5 m の堰は，積載荷重として止水板重量を考慮する。

31

第 4－4 表 荷重の組合せ

Ｇ

地震荷重

荷重の組合せＳｓ

Ｇ＋ＫＳＨ＋ＫＳＵＤ：堰又は止水板の固定荷重

ＫＳＨ ：基準地震動Ｓｓによる水平方向の地震荷重
ＫＳＵＤ ：基準地震動Ｓｓによる鉛直方向の地震荷重
4.3 材料の諸元
堰の諸元を第 4－5 表に，止水板の諸元を第 4-6 表に示す。
第 4－5 表 堰の仕様
種類

仕様

コンクリートNT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

鉄筋
第 4－6 表 止水板の仕様
種類

仕様

梁材
柱材
ベースプレート
アンカーボルト4.4 許容限界
Ｖ-2-1-9「機能維持の基本方針」のうち「3.1 構造強度上の制限」に基づき，使用材料の許
容限界は短期許容応力度又は短期許容荷重とする。
4.4.1 堰の許容限界(1)

鉄筋「各種合成構造設計指針・同解説（（社）日本建築学会，2010 改定）」に基づき算定した，アンカー筋として使用する鉄筋の短期許容荷重を第 4－6 表に示す。
第 4－6 表 鉄筋の短期許容荷重
短期許容荷重堰名称（kN/本）

種類
引張

32

せん断

(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 改定）」に基づき算定したコンクリートの短期許容応力度を第 4－7 表に示す。
第 4－7 表 コンクリートの短期許容応力度
短期許容応力度

設計基準強度Ｆｃ（N/㎜ 2）（N/㎜ 2）

せん断

圧縮

4.4.2 止水板の許容限界
(1)

枠材，柱材

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0「鋼構造設計基準－許容応力度設計法－」（（社）日本建築学会，2005 改訂）に基づき算定した，短期許容荷重を第 4－8 表に示す。
第 4－8 表 梁材等の評価条件
短期許容応力度
種類

引張

せん断

圧縮

2

2

2

（N/㎜ ）(2)（N/㎜ ）（N/㎜ ）

合成（N/㎜ 2）

ベースプレート「鋼構造設計基準－許容応力度設計法－」（（社）日本建築学会，2005 改訂）に基づき算定した，短期許容荷重を第 4－9 表に示す。
第 4－9 表 ベースプレートの評価条件
短期許容応力度種類

曲げ（N/㎜ 2）33

(1)アンカーボルト「各種合成構造設計指針・同解説（（社）日本建築学会，2010 改定）」に基づき算定した，
短期許容荷重を第 4－10 表に示す。
なお，引張力を受ける場合においては，アンカーボルトの降伏より決まる耐力及び定着したコンクリート躯体のコーン状破壊により決まる耐力を比較して，いずれか小さい値を採用する。また，せん断力を受ける場合においては，アンカーボルトのせん断強度に決まる耐力，
定着したコンクリート躯体の支圧強度及びコーン状破壊により決まる耐力を比較して，いず
れか小さい値を採用する。
第 4－10 表 アンカーボルトの短期許容荷重
短期許容荷重堰名称（kN/本）

種類

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

引張

せん断

4.5 評価方法
堰及び止水板の耐震評価は，地震により生じる応力度又は荷重が，「4.4 許容限界」で設定した許容限界値を超えないことを確認する。
4.5.1 堰の評価方法
堰に生じる応力は，地震荷重(水平方向及び鉛直方向)を受ける片持ちはりとして，既存躯
体との接合部に生じる曲げモーメント及びせん断力を算定し，鉄筋に生じる引張力及びせん
断力並びコンクリートに生じるせん断力及び圧縮力に対する確認を行う。
また，鉄筋に生じる引張力に対する確認においては，堰の自重による鉛直方向上向きの地震荷重を組み合せるものとし，荷重の組み合わせは組合せ係数法による。鉛直方向下向きに生じる荷重は，既存躯体により支持されるため堰の設計に考慮しない。

34

(1) 応力算定
基準地震動Ｓｓにより堰に生じる応力は，第 4－1 図及び第 4－2 図に示すとおり，地震荷
重が堰の重心位置に作用するものとし，単位幅当たりの算定とする。
a.

曲げモーメント
曲げモーメントは次式により算定する。
Ｍ＝ＫＳＨ・Ｌ

ここで，Ｍ ：曲げモーメント（kN・m）
ＫＳＨ：地震荷重（kN）
Ｌ ：堰の接合部から荷重作業位置までの高さ（m）
第 4－1 図 堰に生じる荷重模式図（曲げモーメント）b.

せん断力

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

せん断力は次式により算定する。
Ｑ＝ＫＳＨ

ここで，Ｑ

：せん断力（kN）

ＫＳＨ ：地震荷重（kN）
第 4－2 図 堰に生じる荷重模式図（せん断力）(2) 断面検定
a．鉄筋(a) 引張力に対する検定
堰に生じる曲げモーメント及び堰の自重による鉛直方向上向きの地震荷重の組合せにより，鉄筋 1 本当たりに生じる引張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。地震荷重は，組合せ係数法に基づいて水平 1.0＋鉛直 0.4 又は水平 0.4＋鉛直 1.0 のうち大なる値とする。
堰に生じる荷重の概念図を第 4－3 図に示す。
Ｍ
Ｋ
＋ ＳＵＤ
T＝
ｎ・ｊ
ｎ
ここで，Ｔ

：鉄筋 1 本当たりに生じる引張力（kN/本）Ｍ：曲げモーメント（kN・m）

ｎ：単位幅（1m）当たりの鉄筋本数（本）

ｊ

7
（mm）
：応力中心距離（ｊ＝ ・ｄ）
8（kN）
ＫＳＵＤ：地震荷重（鉛直上向き）
35

第 4－3 図 堰に生じる荷重(b) せん断力に対する検定
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NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

1 本当たりの許容限界値を超えないことを確認する。

Ｑ
Ｑａ＝ｎ：鉄筋 1 本当たりに生じるせん断力（kN/本）

ここで，ＱａＱ：せん断力（kN）

ｎ：単位幅（1m）当たりの鉄筋本数（本）b. コンクリート(a) せん断力に対する検定
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＝Ｑ
Ａ：せん断応力度（N/mm2）

ここで，τ
Ｑ

：せん断力（kN）

Ａ：堰の断面積（mm2）(b) 圧縮力に対する検定
堰に生じる曲げモーメントにより発生するコンクリートの圧縮縁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。圧縮縁応力の算定にあたり，圧縮側鉄筋は考慮しない。
堰に生じる荷重の概念図を第 4－4 図に示す。

Ｔ’
・2
ｘｎ・ｂ

Ｃ＝

ここで，

Ｃ

：コンクリートの圧縮縁応力度（N/mm2）36

Ｔ’：引張側鉄筋に生じる引張力（Ｍ/ｊ）（N）
Ｍ ：曲げモーメント（kN・m）

７
ｊ ：応力中心距離（ｊ＝ ・ｄ）（mm）
8ｄ ：部材の有効せい（mm）
ｘｎ ：中心軸から圧縮縁までの距離（mm）
ｘｎ＝ｄ－ｊ・3

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

ｂ ：単位幅（1000）（mm）

第 4－4 図 堰に生じる荷重37

4.5.2 止水板の評価方法
止水板に生じる応力は，自重及び地震荷重(水平方向及び鉛直方向)を受けるモデルに置き換え，梁材，柱材，ベースプレート及びアンカーボルトに発生する応力を算定し，各評価限界との比較により耐震性を確認する。
(1) 応力算定
自重及び地震荷重(水平方向及び鉛直方向)を受ける梁材に生じる曲げ応力及びせん断応，
柱材に生じる曲げ応力及びせん断力，
アンカーボルトに生じる引張力及びせん断力並びにベースプレートに生じる曲げ応力に対する確認を行うに当たり，各荷重により生じる曲げモー
メント，せん断力及び水平反力を次式により算出する。止水板に生じる力の概念図を第 4－
5 図，第 4－6 図，第 4－7 図及び第 4－8 図に示す。

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

RＦ

RＦ
ＷＦ

ＭＦ

ＭＦ
Ｌ
第 4－5 図 梁材に生じる力の模式図

ＷＬ
ＫＶ
Ｈ

ＫH

第 4－6 図 梁材に生じる力の模式図

38

PW

ｈ

Ｔ
ＭＬ
Qw
ｂ1
アンカーボルトNT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

第 4－7 図 アンカーボルト，柱材に生じる力の模式図

ＴLｐ
第 4－8 図 ベースプレートに生じる力の模式図(2) 梁材の検定a.

単位長さ当たりの水平方向地震荷重
単位長さ当たりの水平方向地震荷重は次式より算出する。
ＷＦ＝ＫＨ・ｗ1

Ｗ1＝ ・ｇ・10-3

ＷＦ：梁材に作用する単位長さ当たりの水平方向地震荷重（N/mm）
Ｗ1 ：梁材に作用する単位長さ当たりの質量（N/mm）
ＫＨ ：水平方向震度（Ｇ)λ ：梁材単位長さあたりの質量（kg/m）
ｇ ：重力加速度（m/s2)

39

b.

梁材に生じる曲げ応力度
梁材に生じる曲げ応力度は機械工学便覧に基づき次式より算出し，梁材の短期許容曲げ応力度を下回ることを確認する。
σＦ＝

ＭＦ
ＺＦ

ＭＦ＝

ＷＦ・Ｌ2
8

σＦ：梁材の曲げ応力度（N/mm2）
ＭＦ：梁材の曲げモーメント（N・mm）
ＺＦ：梁材の断面係数（mm3）
ＷＦ：梁材に作用する単位長さ当たりの水平方向地震荷重（N/mm）
Ｌ ：止水板全長（mm）
ｃ. 梁材に生じるせん断応力度

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

梁材に生じるせん断応力度は機械工学便覧に基づき次式より算出し，梁材の短期許容せん断応力度を下回ることを確認する。
τＦ＝

ＲＦ
ＡＦ

ＲＦ＝

ＷＦ・Ｌ
2

τＦ：梁材のせん断応力度（N/mm2）
ＲＦ：梁材の発生せん断力（N）
ＡＦ：梁材のせん断断面積（mm2）
ＷＦ：梁に作用する単位長さ当たりの水平方向地震荷重（N/mm）
Ｌ ：止水板全長（mm）
ｄ. 曲げとせん断の合成に対する検定
梁材に生じる曲げとせん断の合成応力度を「鋼構造設計規準－許容応力度設計法－」（（社）日本建築学会，2005改定）に基づく次式により算出し，梁材の短期許容合成応力度を下回ることを確認する。
σｅｐF＝ σF 2＋3・τF 2

σｅｐＦ ：梁材の合成応力度（N/mm2）
σＦ：梁材の曲げ応力度（N/mm2）

τＦ：梁材のせん断応力度（N/nm2）40

(3) 柱材の検定a.

単位長さ当たりの水平方向地震荷重
単位長さ当たりの水平方向地震荷重は次式より算出する。
ＷＬ＝ＫＨ・ｗ 2

Ｗ 2＝ Ｌ・ｇ・10-3

ＷＬ：柱材に作用する単位長さ当たりの水平方向地震荷重（N/mm）
Ｗ2：柱材に作用する単位長さ当たりの質量（N/mm）
ＫＨ ：水平方向震度（Ｇ)λＬ ：柱材単位長さあたりの質量（kg/m）
ｇ ：重力加速度（m/s2)b.

柱材に生じる曲げ応力度

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

柱材に生じる曲げ応力度は構造力学公式集に基づき次式より算出し，柱材の短期許容曲げ応力度を下回ることを確認する。
σＬ＝

ＭＬ
ＺＬ

MＬ＝

ＷＬ・h 22

σＬ: 柱材の曲げ応力度（N/mm2）
ＭＬ：柱材の曲げモーメント（N・mm）
ＺＬ：柱材の断面係数（mm3）
ＷＬ：単位長さ当たりの水平方向地震荷重（N/mm）
ｈc.

：止水板高さ（mm）
柱材に生じるせん断応力度

柱材に生じるせん断応力度は機械工学便覧に基づき次式より算出し，柱材の短期許容せん断応力度を下回ることを確認する。
Ｒ
τＬ＝ Ｌ
AＬ
ＲＬ＝ＷＬ・ hτＬ：柱材のせん断応力度（N/mm2）
ＲＬ：柱材の発生せん断力（N）
ＡＬ：柱材のせん断断面積（mm2）
ＷＬ：単位高さ当たりの水平方向地震荷重（N/mm）
ｈ ：止水板高さ（mm）

41

e.

曲げとせん断の合成に対する検定
柱材に生じる曲げとせん断の合成応力度を「鋼構造設計規準－許容応力度設計法－」((社)日本建築学会，2005改定)に基づく次式により算出し，柱材の短期許容合成応力度を下回ることを確認する。
σｅｐＬ＝ σＬ2＋3・τＬ

σｅｐＬ：柱材の合成応力度（N/mm2）
σＬ：柱材の曲げ応力度（N/mm2）

τＬ：柱材のせん断応力度（N/mm2）(4) アンカーボルトの検定
a.

柱材に作用する単位長さ当たりの水平方向地震荷重
柱材に作用する単位長さ当たりの水平方向地震荷重は次式より算出する。
ＷＬ＝ＫＨ・ｗ 2

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

ＷＬ：柱材に作用する単位長さ当たりの水平方向地震荷重（N/mm）
ＫＨ ：水平方向震度（Ｇ)ｇ ：重力加速度（m/s2)
ｂ. アンカーボルトの発生引張力に対する検定
アンカーボルトの発生引張力を算出し，アンカーボルトの短期許容引張荷重を下回ることを確認する。
Ｔ＝

ＭＬ
2b1

MＬ＝

ＷＬ・ｈ2
2

Ｔ ：アンカーボルトの発生引張力（N）
ＭＬ：枠材の曲げモーメント（N・㎜)
ｂ1 ：アンカーボルトピッチ（㎜）ＷＬ：柱材に作用する単位長さ当たりの水平方向地震荷重（N/mm）
ｈ ：止水板高さ（mm）
b. アンカーボルトの発生せん断力に対する検定
アンカーボルトの発生せん断力は次式より算出し，アンカーボルトの短期許容せん断力を下回ることを確認する。
Q＝

QＷ
ｎ

Q Ｗ＝ＷＬ・ｈ42Ｑ ：アンカーボルトの発生せん断力（N）
ＱＷ：アンカーボルトに作用するせん断力（N）
ｎ ：アンカーボルト本数（本）ＷＬ：柱材に作用する単位長さ当たりの水平方向地震荷重（N/mm）
ｈ ：止水板高さ（mm）
c. 引張力とせん断力の組合せに対する検定
組合せによる評価を「各種合成構造設計指針・同解説」((社)日本建築学会,2010改定)に基づく次式により算出し，1以下であることを確認する。
2

Q
Ｔ
＋
Ｐａ
ｑａ

2

≦1

Ｔ ：アンカーボルトの発生引張力（N）
Ｐａ：アンカーボルトの引張に対する短期許容荷重（N）

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

Ｑ ：アンカーボルトの発生せん断力（N）
ｑａ：アンカーボルトのせん断に対する短期許容荷重（N）(5) ベースプレートa.

ベースプレートに生じる曲げ応力度
ベースプレートに生じる曲げ応力度は機械工学便覧に基づき次式より算出し，ベースプ

レートの短期許容曲げ応力度を下回ることを確認する。
Ｌ
Q1＝Ｔ・ P
ＺP

Ｑ１：ベースプレートに生じる曲げ応力度（N/mm2）
Ｔ ：アンカーボルトの発生引張力（N）
ＬＰ：ベースプレートのレバー長さ（mm)ＺＰ：ベースプレートの断面係数（mm3)434.6 評価条件
4.6.1 堰の耐震評価に用いる入力値を第 4－11 表に示す

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

第 4－11 表 耐震評価に用いる入力値
記号

単位

ＫＳ

kN

Ｇ

kN

ｋ

―

Ｍ

kN･m

Ｌ

m

堰の接合部から荷重作用位置までの高さ

Ｑ

kN

せん断力

Ｔ

kN/本

鉄筋 1 本当たりに生じる引張力ｎ本

単位福（1m）当たりの鉄筋本数

ｊ㎜

応力中心距離ｄmm

部材の有効せいＱａkN/本鉄筋 1 本当たりに生じるせん断力

τ

N/㎜ 2

せん断応力度2

定義
地震荷重ＫＳＨ（水平方向）
地震荷重ＫＳＵＤ（鉛直方向)
堰の固定荷重設計震度(水平方向)
設計震度(鉛直万向)
曲げモーメント

Ａ

mm

堰の断面積

σＣ

N/㎜ 2

コンクリートの圧縮縁応力度

Ｔ‘N

引張側鉄筋に生じる引張力ｘａ㎜

中立軸から圧縮縁までの距離

ｂ

㎜

単位幅

44

数値

4.6.2 止水板の耐震評価に用いる入力値を第 4－12 表に示す
第 4－12 表 耐震評価に用いる入力値（1/2）
記号

単位

定義

ＷＦ

N/mm

梁材に作用する単位長さ当たりの水平方向地

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

震荷重
Ｗ1

N/mm

梁材に作用する単位長さ当たりの質量

ＫＨ

G

λ

kg/m

ｇ

m/s

2

σＦ

N/mm2

梁材の曲げ応力度

ＭＦ

N・㎜

梁材の曲げモーメント

ＺＦ

mm3

梁材の断面係数Ｌmm

水平方向震度

τＦ

N/mm

ＲＦ

N

ＡＦ

mm2

梁材単位長さあたりの質量
重力加速度

止水板全長
2

梁材のせん断応力度
梁材の発生せん断力
梁材のせん断断面積

2

σｅｐＦ

N/mm

梁材の合成応力度

ＷＬ

N/mm

柱材に作用する単位長さ当たりの水平方向地
震荷重

Ｗ2

N/mm

柱材に作用する単位長さ当たりの質量

λＬ

kg/m

柱材単位長さあたりの質量

σＬ

N/mm

2

ＭＬ

N・mm
3

柱材の曲げ応力度
柱材の曲げモーメント

ＺＬmm

柱材の断面係数ＷＬ

N/mm

単位長さ当たりの水平方向地震荷重

ｈ

mm

止水板高さ

45

数値

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0

第 4－12 表 耐震評価に用いる入力値（2/2）
記号

単位

τＬ

N/mm

2

ＲＬ

N

定義
柱材のせん断応力度
柱材の発生せん断力

2

ＡＬ

mm

σｅｐＬ

N/mm2

Ｔ

N

アンカーボルトの発生引張力ｂ1㎜

アンカーボルトピッチ

ＱN

アンカーボルトの発生せん断力

ＱＷ

N

アンカーボルトに作用するせん断力ｎ本

アンカーボルト本数ＰａN

アンカーボルトの引張に対する短期許容荷重ｑａ

N

アンカーボルトのせん断に対する短期許容荷重

Ｑ１

N/㎜ 2

ＬＰ

mm

ＺＰ

3

mm

柱材のせん断断面積
柱材の合成応力度

ベースプレートに生じる曲げ応力度
ベースプレートのレバー長さ
ベースプレートの断面係数46

数値

5．評価結果
堰の耐震評価結果を第5－1表に，止水板の耐震評価結果を第5－2表に示す。発生値は許容値を満足しており，地震荷重に対して溢水伝播を防止する機能を維持するために，十分な構造強度を有することを確認した。
第 5－1 表 堰の耐震評価結果
評価部位
鉄筋

NT2 補② Ⅴ-2-別添 2-5 R0E

コンクリート

発生値

分類（荷重又は発生応力度）

許容値

判定

許容値

判定

引張
せん断
せん断
圧縮

第 5－2 表 止水板の耐震評価結果
評価部位

分類

発生値
（荷重又は発生応力度）

曲げ
梁材

せん断
合成
曲げ

柱材

せん断
圧縮
合成

ベースプレート

曲げ
引張

アンカーボルト

せん断
組合せ47