東海第二発電所 工事計画審査資料
資料番号補足-370-10 改 1
提出年月日
平成 30 年 10 月 3 日

建物・構築物の地震応答解析についての補足説明資料
補足-370-10【原子炉建屋地下排水設備に関する補足説明】

平成 30 年 10 月
日本原子力発電株式会社

目次

1. 概要 ............................................................................ 1
2. 各部の評価方法について .......................................................... 2
3. ヒューム管の評価方法について .................................................... 4

1.

概要
本資料では，原子炉建 屋地下排水設備を設置する施設の耐震評価について説明する。
また，本資料は，以下 の添付資料の補足説明をするものである。
・添 付書 類「 Ⅴ-2-2-2-6

原 子炉建屋 地下排水設備地下 排水上屋の耐震性につ いての計算書」
・添 付書 類「 Ⅴ-2-2-2-7

原 子炉建屋 地下排水設備排水 シャフトの耐震性につ いての計算書」
・添 付書 類「 Ⅴ-2-2-2-8

原 子炉建屋 地下排水設備集水 管の耐震性についての 計算書」
・添 付書 類「 Ⅴ-2-2-2-9

原 子炉建屋 地下排水設備地下 排水上屋の耐震性につ いての計算書」

1

2.

各部の評価方法について

2.1

地下排水上屋の評価に用いる地震荷重
地下排 水上屋 の評価 に 用 いる地震荷重は， 建屋が壁式構造であり且つ屋根重量も 小さいため， 建屋の 増幅は 小さ いと 考えらる。し たがって，建屋評価に用いる地震荷 重 算定
用の震度には地表面の最大応答加速度を用いる。
2.2

スラブ評価の考え方（1）地下排水上屋床スラブ
地下排 水上 屋の床 ス ラ ブについては，荷 重として固 定荷重，積載荷重及び地震 荷重を考慮する。また，積載荷重には機器荷重を含むものとする。地震荷重は地表面（EL.8.0 m）の鉛直方向の最大加速度より算定される鉛直震度とする。
応力を算出する解析モデルは，四辺支持版として評価する。
（2）集水ピット頂版
集 水 ピ ッ ト の 頂 版 に つ い て は,荷 重 とし て 頂 版及 び 排 水 シ ャ フ トの 固 定 荷 重 及 び 地
震荷重を考慮する。地 震荷重は原子炉建屋基礎下（EL.-9.0 m）地盤の鉛直方向の最大加速度より算定される 鉛直震度とする。
頂版に は地 盤改良 体 が 上載しているが， 以下に示す ような状況であることから ，改良土自体が自立してい ると考えられるため，頂版への上載荷重として考慮しない。
・改良土は集水ピット側面まで造成されており，岩着している。
・地盤 応 答 解析 により 改良土に発生す るせん 断応力度が 改良土のせん断強 度以 下であるため，改良土はせん断破壊しない。（表 2-1 参照）
応力を 算出 する解 析 モ デルは，排水シャ フトが接続 する開口を考慮して，三辺 固定版として評価する。
表 2-1

改良土の地盤応答解析結果

ケース

発生せん断応力（kN/m 2 ）せん断強度（kN/m 2 ）

Ｓｓ−３１

190

1500（3）集水ピット底版
集水ピ ット の底版 に つ いては，荷重とし て固定荷重 ，積載荷重及び地震荷重を 考慮する。積載荷重は，集 水ピットに設定している常水位 2.75 m 及びポンプ重量 1000 kgより算定している。地 震荷重は原子炉建屋基礎下（EL.-9.0 m）地盤の鉛直方向の最大加速度より算定される 鉛直震度とする。
2

応力を 算出 する解 析 モ デルは，四辺単純 支持版とし て評価する。底版は，全体 の固定荷重 及び積 載荷重 か ら 底版の固定荷重及 び積載荷重を除いた重量に対して鉛直 地震力を考慮した際に生じ る地反力に対して評価する。

3

3.

ヒューム管の評価方法について
原子炉 建屋地 下排水 設 備 の排水シャフト及 び集水管を構成するヒューム管（遠心 力鉄筋コンクリート管）は，鉄筋コンクリート製の円形管きょであり，日本工業規格「JIS A5303 遠心力鉄筋コンクリート管」に基づく工場製品である。
表 3-1 に建設当時の設計年代に該当する JIS で規定されたヒューム管の形状寸法を示す。排水シャフトは呼び径 1000，集水管は呼び径 300 の製品を使用している。
表 3-1

ヒューム管の形状寸法（JIS A 5303：1972 年改正）

4

「 下 水 道 施 設 の 耐 震 対 策 指 針 と 解 説 − 2014 年 版 − （（ 社 ） 日 本 下 水 道 協 会 ）」（ 以 下「下水道指針」という。）では，JIS 製品である遠心力鉄筋コンクリート管を差し込み継手管きょ の管路 施設に 分類 して いる。重要な 幹線等の管路施設については，レベ ル １地震動（施設の供用期間内に 1〜2 度発生する確率を有する地震動）に対して設計流下能力を確保す るとと もに， レベ ル２ 地震動（施設 の供用期間内に発生する確率は低い が 大きな強度を 有する 地震動 ）に 対し て流下機能を 確保することが耐震性能として設定 さ れている。
これら の耐震 性能を 満 足 するために，レベ ル１地震動に対しては管きょ本体にひ び割れが生じ て漏水 しない 使用 限界 状態を想定し ，許容応力度法に基づく許容耐力と し て，
図 3-1 に示す薄肉リングの公式に基づく次式のひび割れ保証モーメントを照査基準値としている。表 3-2 に示すひび割れ荷重は，図 3-1 の荷重状態及び支持状態を再現した試験方法で 設定さ れたも ので ある 。管きょが地 中に配置される場合は，周囲の土圧 に よって円管の 変形が 拘束さ れて ひび 割れが発生し にくくなる。そのため，次式のひび 割 れ保証モーメ ントの 算定条 件は ，地 下排水設備の 排水シャフト及び集水管の配置状況 に 対して保守的 な設定 となっ てい る。 ここで，排水 シャフトは軸方向が鉛直方向となる こ とから「下水 道指針 」のマ ンホ ール の規定に従う ことも考えられるが，その場合の耐 震 照査
は差し込 み継手管 きょ と同 様に 許容応力度法 に基づく許容耐力 を基準値とするこ とか ら，基準値として次式を適用する。
=0.318･ ･ r 0.239･ W･ r
：ひび割れ保証モーメント：ひび割れ荷重（表 3-2 参照）

W ：管きょの自重
r ：管きょの管厚中心半径Pc

W/2prrPc=0.318･ ･ r=0.239･ W･ r

相対する２点集中荷重
図 3-1

自重及び１点支持薄肉リングの公式

5レベル ２地震 動に対 し て は管きょ本体の断 面崩壊等が起こらないように，終局限 界状態に対応するように補正した次式の破壊保証モーメントを照査基準値としている。
=0.318･ ･ r 0.239･ W･ r=
：破壊保証モーメント：破壊荷重（表 3-2 参照）：構造物の靭性を考慮した補正係数

なお，下水道指針では，小口径円形管きょ（φ700）については，一定の地盤条件等を満たせば耐震性の照査は省略することができるとされている。

6表 3-2

ヒューム管の外圧強さ（JIS A 5303：1972 年改正）

排水シ ャフト は地下 排 水 設備の支持機能を 有することから，保守的にひび割れを 許容しないこ ととし て許容 応力 度に よる照査を行 う。また，集水管は，通水機能を有 す ることから， 断面崩 壊を想 定し た終 局限界状態に 対する照査が求められる。それぞれ の 要求
され る 耐 震 性 能 に 応 じ て ，「 下水 道 指針 」で 規定 され た 照査 基 準 値 を許 容限 界 と し て 適用した場 合，排 水シャ フト はひ び割れ保証モ ーメント，集水管は破壊保証モーメ ン トを許容限界とできる。
ただし，ヒューム管の 評価にあたっては，基準地震動 Ss に対する妥当な安全余裕を持たせるた め，排 水シャ フト 及び 集水管ともに 許容応力度によって照査することと し ，両者の許容 限界を ひび割 れ保 証モ ーメントとす る。ひび割れ荷重は強度の小さい１ 種 の外圧強さを使用する。

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