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 0

公開できません。

提出年月日

平成 30 年 5 月 28 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

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1

目次
1.

概要

1

2.

基本方針

1

2.1 配置概要

1

2.2 構造説明

1

2.3 評価方針

1

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(1/3)
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(2/3)
計画の概要
主体構造

基礎・支持構造【エリア⑦】

防護鋼板に作用する取水構造物の外縁に設け荷重は、架構を介した鉄骨造躯体に，防護鋼て周辺地盤及び鉄筋板を設置。

コンク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

3

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1

第 2-1 表 構造計画(3/3)
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

骨造躯体に，飛来物防護る荷重は、架構を介ネット及び防護鋼板を設して鉄筋コンクリー置。

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

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，2 次元はりモデル等の式による評価及び 3 次元はりモデルによるフレーム解析を行う。
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。
解析モデル設定

設計用地震力NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1

評価用加速度の設定

規格式及び解析による応力計算
組み合わせる荷重
地震力による応力・自重・風荷重

海水ポンプエリア竜巻防護・積雪荷重対策施設の構造強度評価
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
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(5) コンクリート標準示方書 2002 年（構造性能照査編）及び 2012 年（設計編）土木学会

5

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，鉄筋コンクリート造の躯体に上載された防護ネットを有する構造となっている。また，エリア⑦及びエリア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。
よって，防護ネットの落下若しくは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，「4.1 地震応答解析及び構造強度評価方法」に示す条件に基づき，エリア①からエリア⑤については鉄筋コンクリート造躯体並びに防護ネットと躯体の取付ボルトを選定して実施する。エリア⑦及びエリア⑧については，鉄骨架構及びアンカーボルト並びに架構と防護ネット及び防護鋼板の取付ボルト並びに地中に埋め込まれている基礎コンクリートを，評価箇所として選定する。

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1

埋込の基礎コンクリートの配置と形状については，図 3-1 に示す。

6

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1

図 3-1 エリア⑦,⑧の基礎コンクリートの評価箇所（1/2）

7

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1

図 3-1 エリア⑦,⑧の基礎コンクリートの評価箇所（2/2）

8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）

躯体
鉄骨架構
基礎コンクリート

応力（曲げ，せん断）応力（曲げ，せん断）安定性（地盤の支持力）

アンカーボルト，防護ネット及び防護鋼板取引張，せん断，組合せ

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1付ボルト
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。
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，表4-6及び表4-8に示す。

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，表4-7及び表4-9に示す。

9

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1

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

表 4-2 荷重の組合せ及び許容応力状態（DB 条件)
耐震重要度
機器等の荷重の組合せ
分類
区分
Ｃ－Ｄ＋ＰＤ＋ＭＤ＋Ｓｓ

許容応力状態・ⅣＡＳ（鋼構造部）＊
・短期許容地盤反力（基礎）＊：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)
機器等の設備分類
荷重の組合せ区分－－

Ｄ＋Ｐ Ｓ Ａ Ｄ ＋Ｍ Ｓ Ａ Ｄ ＋ Ｓｓ＊：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。

許容応力状態・ⅣＡＳ（鋼構造部）＊
・短期許容地盤反力（基礎）01NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1

表4-4 鋼構造部の許容応力
許容限界＊1，（ボルト以外）

許容限界＊1（ボルト等）

一次応力

一次応力

許容応力状態

Ⅳ ＡＳ

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。

評価部材

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
温度条件
Ｓｕ材料
＊(℃)
(MPa)
(MPa)
1.5 ft
1.5 fs＊
1.5 fc＊

1.5 fb＊

1
1

SS400
架構

SM400
SM490ボルト

周囲環境
温度

40

（注 1）

（注 2）

――

追而

S45C

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。

NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1

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）」，「道路土工 カルバート工指針（（社）日本道路協会 平成 21 年度版）」に基づき，表 4－7 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 4－7 鉄筋コンクリートの許容応力（DB 条件及び SA 条件）

評価項目

短期許容応力度（N/mm2）

コンクリ

設計基準強度

許容曲げ圧縮応力度σｃａ13.5＊1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σｓａ２21
鉄筋SD345＊1（軸方向鉄筋）
許容曲げ引張応力度σｓａ２（せん断補強筋）

294294＊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NT2 補② Ⅴ-2-11-2-9 R1

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

表4-8 地盤の安定性評価の許容荷重
定義

許容限界＊1
地盤反力

道路橋示方書に1.5ｆｒ

おける短期許容地盤反力

ｆｒ：示方書より定まる常時許容地盤反力
表 4-9 基礎部の許容応力（DB 条件及び SA 条件）
地盤反力（kN/m2）
評価部材
1.5 fｂｃ
基礎地盤45031

4.3 設計用地震力評価に用いる設計用地震動又は地震力については，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又は地震力として，基準地震動ＳＳ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」に基づく。
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。
表 4-10 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）
据付場所及び評価部位

床面高さ

場所

方向

減衰定数

備考

取水構造物上

取水構造物

水平3 %

図4-1における節点番

E.L.+6.3

E.L.+6.3

鉛直3 %

水平3 %

鉛直3 %

(m)
エリア①からエリア⑤NT2 補① Ⅴ-2-11-2-9 R1

エリア⑦エリア⑧

設計用応答

地表面
E.L.+3.0

地表面号37001及び37095を取水構造物上

取水構造物

水平3 %

E.L.+3.0

E.L.+3.0

鉛直3 %

14

包絡させる
図4-1参照図4-1における節点番号37235及び37247を包絡させる

図4-1 評価用地震動の抽出位置

15NT2 補① Ⅴ-2-11-2-9 R1

4.4 解析モデル及び諸元
海水ポンプエリア竜巻防護対策施設の解析モデルは，エリア①～⑤は，図4-2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辺自由の不等分布スラブとして扱う。また，エリア⑦及びエリア⑧の鉄骨架構は，図4-1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。
解析モデルを図4-3に，施設の諸元を表4-8に示す。
スラブに作用する不等分布荷重は，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こととする。
鉄骨架構の計算には，計算機コード「Ｅｎｇｉｎｅｅｒ’ｓ Ｓｔｕｄｉｏ」を使用し，固有値及び断面力を求める。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 Ｅｎｇｉｎｅｅｒ’ｓ Ｓｔ

NT2 補① Ⅴ-2-11-2-9 R1ｕｄｉｏ」に示す。

16

NT2 補① Ⅴ-2-11-2-9 R1

南北方向の防護壁（エリア①～⑤）

東西方向の防護壁（エリア①～⑤）：片持ちはりモデル：不等分布スラブモデル

図4-2 解析モデル（エリア①～⑤の鉄筋コンクリート躯体）

17NT2 補① Ⅴ-2-11-2-9 R1（エリア⑦）（エリア⑧）

図4-3 解析モデル（エリア⑦，⑧の鉄骨架構）

18

表4-9 施設諸元（鉄筋コンクリート）
項目

記号

単位

入力値

Ｆｃ

N/mm224

鉄筋種別

――

SD345

縦弾性係数

ΕMPa25000

ポアソン比

ν－0.2

コンクリート圧縮
強度

表4-9 施設諸元（鉄骨架構）
項目

記号単位

入力値

－－

SS400，SM400，SM490

Τ

℃40

縦弾性係数

ΕMPa205000

ポアソン比

ν－0.3

材質
温度条件

NT2 補① 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

001.456Z

111.056-0.097-0.022-2.796Z

420.941-3.410-0.047-0.653

X

627.734

0.025-2.0550.006

Y713.260

0.016-0.046-3.115Z

1330.292-6.7530.0970.017X2663.089

0.002-3.403-0.083Y

19

方向X（南北）方向卓越・1 次（0.267 sec）

Y（鉛直）方向卓越

NT2 補① 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）20

X（南北）方向卓越・2 次（0.077 sec）

Y（鉛直）方向卓越

NT2 補① 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）21

Z（東西）方向卓越・1 次（0.090 sec）

X（南北）方向卓越

NT2 補① 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）22

Z（東西）方向卓越・7 次（0.075 sec）

X（南北）方向卓越

NT2 補① 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）23

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τ

MPa

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
NtANcAMy
Mz,
ZyZz
QyQz,
Asz
Asz
max

σc
1.5fc

max

*+σbx +σby
1.5fb

σt +σbz +σby
1.5ft*，*，

σc +σbz +σby
曲げ＋せん断1.5ft *

σbz +σby -σt
1.5fb *
2+3τz2

1.5ft *

max―

σbx+σby-σc

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)Ｍｙ，Ｍｚ：曲げモーメント(Y，Z 軸回り)(N・mm)
24，

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

圧縮応力σcMPa

せん断＋引張せん断応力τ

応力計算式
Fx
Ab
Fy 2 +Fz 2Ab
Fx
Ab―
QyAsz

MPa

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)25,QzAsz

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。

26