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資料番号

工認-243 改 2

提出年月日

平成 30 年 7 月 24 日

Ⅴ-2-10-2-5-2 放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋のNT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-2 R2

耐震性についての計算書

目

次

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

53.

評価対象部位

64.

固有値解析

75.

応力評価

85.1 基本方針

85.2 荷重及び荷重の組合せ

8NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-2 R2

1.

6.

5.2.1 荷重の設定

85.2.2 荷重の組合せ

95.2.3 許容限界

105.3 設計用地震力105.4 応力評価方法

115.4.1 記号の定義

115.4.2 応力計算

125.5 応力評価条件

13

耐震評価結果

14

1.

概 要
本資料は，添付資料Ⅴ-2-1-9「機能維持の基本方針」にて設定している構造強度に基づき，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設計用地震力に対して，主要な構造部材が十分な構造健全性を有することを説明するものである。その耐震評価は放水路ゲート点検用

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-2 R2

開口部浸水防止蓋の固有値解析及び応力評価により行う。

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-2-10-2-5-2 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

放水路放水口へ

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

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

説明図

支持構造

B

補助桁

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-2 R2主桁

放水路ゲー

放水路上版

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 1,2,3AA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耐震評価は，添付資料Ⅴ-2-1-9「機能維持の基本方針」にて設定した荷重及び荷重の組合せ並びに許容限界に基づき，「2.2 構造概要」に示す放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の構造を踏まえ，「3.
対象部位において，「4.

耐震評価部位」にて設定する評価

固有値解析」で算出した固有振動数に基づく設計用地震力により算出した応力等が許容限界内に収まることを，「5.

応力評価」に示す方法にて確認する。応力評価の確認結果を「6. 耐震評価結果」に示す。
耐震評価フローを図 2-2 に示す。

浸水防止蓋の設計

基準地震動Ｓｓ

荷重及び荷重のNT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-2 R2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 耐震評価フロー4

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-2-10-2-5-2 R2

平成 25 年 6 月）

5

3.

評価対象部位
放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋は，主桁及び補助桁等を有する構造である浸水防止蓋，固定ボルト等で構成されている。耐震評価においては，そのうち主要部材である浸水防止蓋及び固定ボルトを評価対象部位とする。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ついて，図 3-1 に示す。

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-2 R2

固定ボルト

浸水防止蓋

図 3-1 評価対象部位

6

4.

固有値解析
(1) 解析モデル
放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の主桁を単純支持梁としてモデル化する。
(2) 固有振動数の計算
固有振動数の計算に用いる寸法は，公称値を使用する。
「構造力学公式集(1988 年)、土木学会」より，両端支持梁の一次固有振動数は次のとおり与えられる。
f=2

各記号の定義並びに評価に必要な諸元を表 4-1 に示す。
表 4-1 固有振動数の計算における記号の定義と評価に必要な諸元
NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-2 R2

記号ｆ定義

数値

一次固有振動数

単位－Hz5Ｅ

縦弾性係数

2.06×10N/mm2Ｉ

主桁の断面二次モーメント9.57×107mm4ｍ

主桁の単位長さ当たりの質量54.3×10-3kg/mm

Ｌ

主桁の長さ1450mm(3) 固有値解析結果
固有振動数の算出結果を表 4-2 に示す。固有振動数は，20 Hz 以上であることから，剛構造である。
表 4-2 固有振動数の算出結果
固有振動数
(Hz)
4507

5.

応力評価

5.1 基本方針（1） 放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の評価対象部位の応力評価を実施し，発生応力を算出する。
（2） 評価対象部位の発生応力と許容応力を比較し，発生応力が許容応力以下であることを確認する。
5.2 荷重及び荷重の組合せ
耐震評価に用いる荷重及び荷重の組合せに関して以下に示す。
5.2.1 荷重の設定
耐震評価に用いる荷重は以下のとおりとする。
(1) 固定荷重（Ｄ）

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-2 R2固定荷重として，自重を考慮する。
(2) 基準地震動Ｓｓによる地震荷重(Ｓｓ)基準地震動Ｓｓによる地震荷重を考慮する。
なお，鉛直震度は，自重と同じ鉛直下向きに考慮する。
(3) 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。

8

5.2.2 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 5-1 に示す。
表 5-1 荷重の組合せ
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＊Ｄ＋Ｓｓ＋Ｐs

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-2 R2

注記 ＊：Ｄは固定荷重，Ｓｓは基準地震動Ｓｓによる地震荷重，Ｐs は積雪荷重を示す。

95.2.3 許容限界
放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の各部材の許容値は，評価対象部位毎に，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 5-2 に示す。
表 5-2 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

せん断

1.5σa

1.5τa

1.65σa1.5τa

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-2-10-2-5-2 R2＊2：σa：許容曲げ応力度，τa：許容せん断応力度
5.3 設計用地震力「4.

固有値解析」に示した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20Hz 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耐震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。放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の耐震計算に用いる設計震度を表 5-5 に示す。
表 5-3 設計震度の諸元
設置場所
地震動

及び床面高さ（EL.m）

建屋及び高さ（EL.m）
防潮堤（鉄筋基準地震動

放水路上版

ＳＳ

3.500

地震による設計震度＊

コンクリート水平方向ＫＨ

0.79

鉛直方向ＫＶ0.90

防潮壁（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 20Hz 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。

10

5.4 応力評価方法
5.4.1 記号の定義
放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の耐震計算に用いる記号を表 5-4 に示す。
表 5-4 放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の耐震計算に用いる記号（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-2-10-2-5-2 R2

記号の説明

許容圧縮・引張・曲げ応力

ダム・堰施設技術基準（案）

σa＝σv／Ｆ＊
許容せん断応力 ダム・堰施設技術基準（案）τa=σa／√3

N/mm2
N/mm2

ＫＨ

基準地震動Ｓｓによる水平方向の設計震度－

Ｋｖ

基準地震動Ｓｓによる鉛直方向の設計震度－

ＩＨ

水平方向地震荷重

NＩＶ

鉛直方向地震荷重

Niｖ

鉛直地震分布荷重N/mm2ｍＤ

蓋の質量kgｍＳ

積雪質量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

荷重の負担幅mm

Ｌ支間mmＳ

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/mm2

σｂ

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/mm2

Ｓｂ

固定ボルト 1 本当たりに加わるせん断荷重

N

注記 ＊：Ｆは安全率11表 5-4 放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の耐震計算に用いる記号（2/2）
記号

記号の説明

単位

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/mm2ｗｓ

積雪量 1 ㎝毎の積雪荷重

N/mm3ｄｓ

垂直積雪量mmｗｓ

積雪量 1 ㎝毎の積雪荷重

N/mm35.4.2 応力計算
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

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-2 R2出に必要な荷重を次式により算出する。
ＩＨ

＝Ｗ・ＫＨ

ＩＶ＝Ｗ・ＫＶ

Ｗ＝（ｍＤ＋ｍＳ）・ｇ
iｖ＝ＩＶ／Ａ

Ｍ＝

ｗ・Ｂ・（２・ＬｍＳ ＝Ｂ）

３

８

０．３５・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。
ａ．曲げ応力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／Ｚ
b.

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。

12

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
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／Ａｂ

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-2 R2c.

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。
２σｂｍ＝ σｂ ＋３・τｂ２13

5.5 応力評価条件
放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の耐震評価に関する応力評価条件を表 5-5 に示す。
表 5-5 放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の耐震評価に関する応力評価条件
浸水防止蓋の材質
SM490

支間Ｌ（mm）
1.450×103

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-2 R2

積雪量 1 ㎝毎の積雪
荷重ｗＳ（N/mm3）
2.0×106

蓋の質量ｍＤ

積雪質量ｍS

荷重の負担幅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

36131.350×103

固定ボルトの断面積
Ａｂ（mm2）
7.06858×102

重力加速度ｇ（m/s2）
9.806656.

耐震評価結果蓋，固定ボルトの耐震評価結果を表 6-1 に示す。放水路ゲート点検用開口部浸水防止蓋の評価
対象部位における発生応力は，許容応力以下であり，設計用地震力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 6-1 強度評価結果
評価対象部位発生応力

許容応力（N/mm2）（N/mm2）1240

せん断

1135＊2264

2240

せん断

1135＊3264

せん断

1339評価応力
曲げ
端部桁

蓋組合せ

主桁

曲げ
中間桁

NT2 補② Ⅴ-2-10-2-5-2 R2組合せ
固定ボルト
注記 ＊：曲げとせん断の組合せ応力14