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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-271 改 2

提出年月日

平成 30 年 7 月 24 日

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-2 R2Ⅴ-3-別添 3-2-4-2 放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の強度計算書

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-2 R2目

次1.

概 要

12.

基本方針

22.1 位置22.2 構造概要

32.3 評価方針

42.4 適用規格6

強度評価方法73.1 記号の定義

83.2 評価対象部位

103.3 荷重及び荷重の組合せ

113.

3.3.1 荷重の設定

113.3.2 荷重の組合せ

123.4 許容限界

133.5 評価方法

144.

評価条件

165.

強度評価結果171.

概 要
本資料は，添付資料Ⅴ-3-別添 3-1「津波への配慮が必要な施設の強度計算の方針」に基づき，浸水防護施設のうち放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋が津波荷重及び余震を考慮した荷重にNT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-2 R2対し，主要な構造部材が構造健全性を有することを確認するものである。

1

2.

基本方針

2.1 位置放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋は，放水路上版に設置する。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-2 R2放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の設置位置を図 2-1 に示す。

（平面図）

放水路ゲート点検用開口部
浸水防止蓋（全 3 箇所）

防潮堤

放水路

放水路ゲート（A-A 断面図）
図 2-1 放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の設置位置図

2放水口へ

2.2 構造概要
放水路ゲート点検用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を組合せた構造とし，本体を放水路上版に固定ボルトにより固定することで，止水性を確保する。放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の構造概要を表 2-1 に示す。
表 2-1 放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の構造概要
設備名称

構造概要
主体構造

説

支持構造

明 図

B

補助桁

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-2 R2

主桁

放水路ゲー

放水路上版

AA

ト 点 検 用 開 蓋により構 に 固 定 ボ ル
口 部 浸 水 防 成する。

トで固定す

止蓋 1,2,3る。

B（B-B 断面図）

（平面図）
固定ボルト

浸水防止蓋

（A-A 断面図）

3（単位：mm）

2.3 評価方針
放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の強度評価は，添付資料Ⅴ-3-別添 3-1「津波への配慮が必要な施設の強度計算の方針」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，放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の評価対象部位に作用する応力等が許容限界以下であることを「3. 強度評価方法」に示す方法により，「4. 評価条件」に示す評価条件を用いて評価し，「5. 強度評価結果」にて確認する。
放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の強度評価フローを図 2-2 に示す。放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の強度評価においては，その構造を踏まえ，津波及び余震に伴う荷重の作用方向及び伝達過程を考慮し，評価対象部位を設定する。強度評価に用いる荷重及び荷重の組合せは，津波に伴う荷重作用時（以下，「津波時」という。）及び津波に伴う荷重と余震に伴う荷重の作用時（以下，「重畳時」という。）を考慮し，評価される最大荷重を設定する。重畳時においては，添付資料Ⅴ-3-別添 3-1「津波への配慮が必要な施設の強度計算の方針」に示す津波荷重との重畳を考慮する弾性設計用地震動Ｓｄを入力して得られた最大床応答加速度のNT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-2 R2

最大値を設計震度として用いる。

4

浸水防止蓋の設計

余震

荷重及び荷重の組合せの設定

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

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-2 R2

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 強度評価フロー

52.4 適用規格
適用する規格，基準等を以下に示す。
・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 昭和 59 年）
・原子力発電所耐震設計技術指針 ＪＥＡＧ４６０１－1987 （（社）日本電気協会 昭和 62年）
・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

平成 3 年）

・日本工業規格 JIS G4053(2008) 機械構造用合金鋼鋼材
・「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

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-2 R2

平成 25 年 6 月）

63.

強度評価方法
放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の強度評価は，Ｖ-3-別添 3-1｢津波又は溢水への配慮が必要な施設の強度計算書の方針｣の「5. 強度評価方法」にて設定している方法を用いて，強度評価を実施する。
放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の強度評価は，「3.2 評価対象部位」に示す評価対象部位に対し，「3.3 荷重及び荷重の組合せ」及び「3.4許容限界」に示す荷重及び荷重の組合せ並

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-2 R2

びに許容限界を踏まえ，「3.5 評価方法」に示す方法を用いて評価を行う。

7

3.1 記号の定義
放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の強度計算に用いる記号を表 3-1 に示す。
表 3-1 放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の強度計算に用いる記号（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-3-別添 3-2-4-2 R2

記号の説明

許容圧縮・引張・曲げ応力
σa＝σv／Ｆ

ダム・堰施設技術基準（案）＊

許容せん断応力 ダム・堰施設技術基準（案）τa=σa／√3

N/mm2
N/mm2

ＫＨＳｄ

弾性設計用地震動Ｓｄによる水平方向の設計震度

－

ＫＶＳｄ

弾性設計用地震動Ｓｄによる鉛直方向の設計震度－

Ｗ0

海水の密度kg/m3ｈ

津波荷重水位(T.P.＋)ｑ

津波時静水圧ＩＨSd

余震による水平方向地震荷重

N

ＩＶSd

余震による鉛直方向地震荷重

NｍＤ

蓋の質量KgｍＳ

積雪荷重による質量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

荷重の作用幅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/mm2

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/mm2mN/mm2

注記 ＊：Ｆは安全率8表 3-1 放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の強度計算に用いる記号（2/2）
記号

記号の説明

Ｓｂ

固定ボルト 1 本当たりに加わるせん断荷重

σｂｍ

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/mm2

τ

浸水防止蓋に加わる最大せん断応力

N/mm2

Ａs

積雪面積

ｗs

積雪量 1cm ごとの積雪荷重

N/mm3ｄs

垂直積雪量mm単位N

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-2 R2m29

3.2 評価対象部位
放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の評価対象部位は，津波に伴う荷重の作用方向及び伝達過程を考慮し，Ｖ-3-別添 3-1「津波又は溢水への配慮が必要な施設の強度計算書の方針」の「4.2 許容限界」にて示すとおり，浸水防止蓋及び固定ボルトを対象とする。
放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の強度評価における評価対象部位を，図 3-1 に示す。
固定ボルト

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-2 R2

浸水防止蓋

図 3-1 評価対象部位

10

3.3 荷重及び荷重の組合せ
強度評価に用いる荷重の種類及び荷重の組合せに関して以下に示す。
3.3.1 荷重の設定
強度評価に用いる荷重は以下のとおりとする。
(1) 固定荷重（Ｄ）
固定荷重として，自重を考慮する。
(2) 突き上げ津波荷重(Ｐｔ)
突き上げ津波荷重を考慮して算出した設計水圧と各部材の受圧面積から各部材の津波荷重を算出する。
(3) 余震荷重(Ｓｄ)
余震荷重は，添付資料Ⅴ-3-別添 3-1「津波への配慮が必要な施設の強度計算の方針」に

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-2 R2）とする。強度評価
示すとおり，弾性設計用地震動Ｓｄ－Ｄ１に伴う地震力（動水圧含む。
における弾性設計用地震動Ｓｄ－Ｄ１に伴う地震力については，表 3-2 にて示す設計震度を用いて設定する。
地震力の算出に用いる設計震度ＫＨＳｄ及びＫＶＳｄについては，Ｖ-2「耐震性に関する説明書」のうちＶ-2-10-2-5-2「放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の耐震性についての計算書」の「4. 固有値解析」に示すとおり，放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の固有振動数が 20 Hz 以上であることを確認したため，放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の強度計算に用いる設計震度は，添付資料Ⅴ-2-1-7「設計用床応答曲線の作成方針」に示す防潮堤（鉄筋コンクリート防潮壁（放水路エリア））における最大床応答加速度の 1.2 倍を考慮して設定する。表 3-3 に固有振動数の算出結果を示す。
表 3-2 設計震度の諸元
設置場所
及び地震動

床面高さ（EL.m）

建屋
余震による設計震度＊及び高さ（EL.m）

防潮堤（鉄筋コ
弾性設計用地震動
Ｓｄ－Ｄ１

放水路上版3.500

ンクリート防潮水平方向ＫＨＳｄ0.44

鉛直方向ＫＶＳｄ

0.32

壁（放水路エリア））
3.500

注記 ＊：固有値解析結果より，放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の固有振動数が 20 Hz 以上であることを確認したため，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。
11

表 3-3 固有振動数の算出結果
固有振動数
(Hz)
450

(4) 積雪荷重（Ｐｓ）
積雪荷重Ｐｓについては，30 cm の積雪量を想定する。
3.3.2 荷重の組合せ
放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋は，放水路上版に設置されている浸水防止蓋であるため，その構造及び設置位置から風荷重の影響は考慮しない。
荷重の組合せを表 3-4 に示す。
表 3-4 荷重の組合せ
NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-2 R2

施設区分
浸水防止設備

機器名称
放水路ゲート点検用
開口部浸水防止蓋

荷重の組合せ＊1＊2
Ｄ＋Ｐｔ＋Ｓd＋Ｐs注記 ＊1：Ｄは固定荷重，Ｐｔは突き上げ津波荷重，Ｓｄは余震による地震荷重，Ｐs は積雪荷重を示す。
＊2：固定荷重（Ｄ）及び余震荷重（Ｓｄ）の組合せが，強度評価上，突き上げ津波荷重（Ｐｔ）を緩和する方向に作用する場合，保守的にこれらを組合せない評価を実施する。

12

3.4 許容限界
放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の許容限界値は，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。
各評価対象部位の許容限界を表 3-5 に示す。
表 3-5 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

組合せ

1.5σa

1.5τa

1.65σa

1.5σa

1.5τa

1.65σa

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 又は 1.65 とする。

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-2 R2＊2：σa：許容曲げ応力度，τa：許容せん断応力度

13

3.5 評価方法
放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の強度評価は，評価対象部位に加わる応力が許容値以下であることを確認するものとする。
各評価対象部位に加わる応力等の算出式を以下にまとめる。
(1) 浸水防止蓋
浸水防止蓋は，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。
ｑ＝ｈ・Ｗ0ＩＨSd＝Ｗ・ＫＨSd

ＩＶSd＝Ｗ・ＫＶSd

Ｗ＝（ｍＤ＋ｍＳ）・ｇ

Ｍ＝

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-2 R2

Ｓ＝ｗ・Ｂ・（２・ＬＢ）

３８ｗ・Ｂ

ｍＳ＝

２０．３５・ｗＳ・ｄＳ・ＡＳ
ｇ（案）
浸水防止蓋に加わる最大曲げモーメント及び最大せん断力はダム・堰施設技術基準に規定される計算式を用いる。
曲げ応力a.

津波時水圧により浸水防止蓋に加わる最大曲げ応力σは次式により算出する。
σ＝Ｍ／Ｚb.

せん断応力
浸水防止蓋に加わる最大せん断応力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。
２σｍ＝ σ + ３・τ

２(2) 固定ボルト
固定ボルトに加わる応力は，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14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／Ａｂc.

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。
２２NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-2 R2σｂｍ＝ σｂ ＋３・τｂ154.

評価条件
放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の強度評価に関する評価条件を表 4-1 に示す。
表 4-1 放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の強度評価に関する評価条件
浸水防止蓋の材質
SM490

支間Ｌ（mm）
1.450×103

積雪量 1 ㎝毎の積雪

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-2 R2

荷重ｗＳ（N/mm3）
2.0×106

蓋の質量ｍＤ

積雪質量ｍS

荷重の作用幅Ｂ

（kg）

（kg）

（mm）

3.00×1032

1.44×10固定ボルトの呼び径

固定ボルトの材質(mm)

SCM43530

垂直積雪量ｄS（mm）

固定ボルトの本数ｎ300

36

津波荷重水位ｈ（ｍ）
30

16

1.150×103

固定ボルトの断面積
Ａｂ（mm2）
7.06858×102

重力加速度ｇ（m/s2）
9.80665

5.

強度評価結果蓋、固定ボルトの強度評価結果を表 5-1 に示す。放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の各評

価対象部位における発生応力は許容応力以下であり，津波荷重及び余震を考慮した荷重に対して構造部材が十分な構造健全性を有することを確認した。
表 5-1 強度評価結果
評価対象部位

評価応力

端部桁
蓋

主桁
中間桁

NT2 補② Ⅴ-3-別添 3-2-4-2 R2

固定ボルト

発生応力

許容応力

（N/mm ）

（N/mm2）

曲げ47240

せん断

21135

組合せ＊160264

曲げ74240

せん断

42135

組合せ＊1104264

引張76588

せん断1339

組合せ＊277646

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172