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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-197 改 0

提出年月日

平成 30 年 3 月 14 日

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 RO

Ⅴ-2-2-10-1 緊急時対策所建屋の耐震性についての計算書

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R1目

次

概要

1

基本方針

2

位置

2

構造概要

3

評価方針

10

適用規格

12

地震応答解析による評価方法

13

応力解析による評価方法

15

評価対象部位及び評価方針

15

荷重及び荷重の組合せ

17

許容限界

19

解析モデル及び諸元

21

評価結果

34

地震応答解析による評価結果

34

応力解析による評価結果

34

概要
本資料は，資料Ⅴ-2-1-9「機能維持の基本方針」に基づき，緊急時対策所建屋の地震時の構造強度及び機能維持の確認について説明するものであり，その評価は，地震応答解析による評価及び応力解析による評価により行う。
緊急時対策所建屋は，設計基準対象施設においては「C クラスの施設」及び「C クラスの施設の間接支持構造物」に，重大事故等対処施設においては「常設重大事故緩和設備の間接支持構造物」に分類される。また，緊急時対策所建屋を構成する壁及びスラブの一部は緊急時対策所遮蔽に該当し，その緊急時対策所遮蔽は，重大事故等対処施設において「常設重大事故緩和設備」に分類される。

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 RO

以下，それぞれの分類に応じた耐震評価を示す。

1

基本方針
位置

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 RO

緊急時対策所建屋の設置位置を図 2－1 に示す。

図 2－1 緊急時対策所建屋の設置位置

2

構造概要
緊急時対策所建屋は，主体構造が鉄筋コンクリート造で，地上 4 階の建物である。平面が南北方向 37.7 m，東西方向 35.5 m，地上高さ 28.0 m である。
緊急時対策所建屋の基礎は，厚さ 2.5 m（一部 2.0 m 及び 2.2 m）で，鋼管コンクリート杭（外径 1.0 m，88 本）を介して，砂質泥岩である久米層に岩着している。また，表層の fl層，du 層及び lm 層について地盤改良を実施する。
建屋は全体として非常に剛性が高く，建屋に加わる地震時の水平力はすべてこれらの耐震壁で負担する。柱及び梁は，耐震壁の一部とつながってラーメン構造を形成している。このラーメン構造部材は地震時の建屋層間変形に追従できるようになっている。
緊急時対策所建屋の杭伏図，概略平面図，概略断面図及び遮蔽及び気密の範囲を図 2－2～

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R1

図 2－5 に示す。

3

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 RO

EL.17.3 m（杭伏図：EL.20.8 m）
凡例：杭図 2－2 緊急時対策所建屋の杭伏図（2 階平面図：EL.30.3 m）
図 2－3 緊急時対策所建屋の概略平面図

4

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 RO（NS 方向，A－A 断面）
図 2－4（1／2） 緊急時対策所建屋の概略断面図（EW 方向，B－B 断面）
図 2－4（2／2） 緊急時対策所建屋の概略断面図
5ａａｂｂEL.19.8 m

EL.27.3EL.27300 m

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R1EL.19800

緊急時対策所遮蔽(壁)を示す。

（1 階平面図：EL.23.3 m）

緊急時対策所遮蔽(床)を示す。

図 2－5（1／7） 緊急時対策所建屋遮蔽の範囲

ｃｄdｃ
EL.33.0 m
EL.33000

EL.33500m
EL.33.5

緊急時対策所遮蔽(壁)を示す。

（2 階平面図：EL.30.3 m）

緊急時対策所遮蔽(床)を示す。

図 2－5（2／7） 緊急時対策所建屋遮蔽の範囲

6

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R1

緊急時対策所遮蔽(壁)を示す。

（3 階平面図：EL.37.0 m）緊急時対策所遮蔽(床)を示す。

図 2－5（3／7） 緊急時対策所建屋遮蔽の範囲

ａeａe

EL.47.5
EL.47500m

緊急時対策所遮蔽(壁)を示す。

（4 階平面図：EL.43.5 m）

緊急時対策所遮蔽(床)を示す。

図 2－5（4／7） 緊急時対策所建屋遮蔽の範囲

7

緊急時対策所遮蔽(床)を示す。

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R1（R 階平面図：EL.51.0 m）
図 2－5（5／7） 緊急時対策所建屋遮蔽の範囲

8

（NS 方向，A－A 断面）
NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R1

図 2－5（6／7） 緊急時対策所建屋遮蔽の範囲（EW 方向，B－B 断面）
図 2－5（7／7） 緊急時対策所建屋遮蔽の範囲

気密範囲追而

9

評価方針
緊急時対策所建屋は，設計基準対象施設においては「C クラスの施設」及び「C クラスの施設の間接支持構造物」に，重大事故等対処施設においては「常設重大事故緩和設備の間接支持構造物」に分類される。また，緊急時対策所建屋を構成する壁及びスラブの一部は緊急時対策所遮蔽に該当し，その緊急時対策所遮蔽は，重大事故等対処施設において「常設重大事故緩和設備」に分類される。
緊急時対策所建屋の評価においては，基準地震動Ｓｓによる地震力に対する評価（以下「Ｓｓ地震時に対する評価」という）及び保有水平耐力の評価を行うこととし，それぞれの評価は

資料Ⅴ-2-2-10「緊急時対策所建屋の地震応答計算書」の結果を踏まえたものとする。緊急時対策所建屋の評価は，資料Ⅴ-2-1-9「機能維持の基本方針」に基づき，地震応答解析による評価においてはせん断ひずみ，保有水平耐力及び杭の鉛直支持力・引抜き力の評価を，応力解析による評価においては断面の評価を行うことで，緊急時対策所建屋の地震時の構造強度及び機能維持の確認を行う。評価に当たっては地盤物性のばらつきを考慮する。

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R1

緊急時対策所建屋の評価フローを図 2－6 に示す。

10

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R0

評価開始

基本方針

＜応力解析による評価＞＊＜地震応答解析による評価＞※

保有水平耐力の評価

せん断ひずみの評価

断面の評価○構造強度の確認○構造強度の確認○構造強度の確認○構造強度の確認○機能維持の確認○機能維持の確認

・気密性能の維持・気密性能の維持・遮蔽性能の維持・遮蔽性能の維持・支持機能の維持・支持機能の維持

11

杭の支持力・引抜力の評価

評価終了

図 2－6 緊急時対策所建屋の評価フロー＊ ：資料Ⅴ-2-2-10「緊急時対策所建屋の地震応答計算書」の結果を踏まえた評価を行う。

適用規格
原子炉建屋の評価において，適用する規格，基準などを以下に示す。
原子力発電所耐震設計技術指針ＪＥＡＧ４６０１－1987（（社）日本電気協会）
原子力発電所耐震設計技術指針 重要度分類・許容応力度編ＪＥＡＧ４６０１・補－1984（（社）日本電気協会）
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）
建築基準法・同施行令
鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説（（社）日本建築学会，1999）
原子力施設鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説（（社）日本建築学会，2005）（以下「ＲＣ－Ｎ規準」という。
）
建築基礎構造設計指針（（社）日本建築学会，2001）2015 年版 建築物の構造関係技術基準解説書（国土交通省国土技術政策総合研究所・

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 RO

国立研究開発法人建築研究所）（以下「技術基準解説書」という。
）

12

地震応答解析による評価方法
地震応答解析による評価において，緊急時対策所建屋の構造強度については，資料Ⅴ-2-2-10「緊急時対策所建屋の地震応答計算書」に基づき，地盤物性のばらつきを考慮した耐震壁の最大せん断ひずみが許容限界を超えないこと，保有水平耐力が必要保有水平耐力に対して妥当な安全余裕を有すること及び地盤物性のばらつきを考慮した杭の最大鉛直支持力及び最大引抜き力が，終局鉛直支持力及び引抜き抵抗力を超えないことを確認する。
また，気密性，遮蔽性及び支持機能の維持については，資料Ⅴ-2-2-10「緊急時対策所建屋の地震応答計算書」に基づき，地盤物性のばらつきを考慮した耐震壁の最大せん断ひずみが許容限界を超えないことを確認する。
地震応答解析による評価における緊急時対策所建屋の許容限界は，資料Ⅴ-2-1-9「機能維持のNT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 RO基本方針」に基づき，表 3－1 のとおり設定する。

13

表 3－1 地震応答解析による評価における許容限界
要求

機能設計上の機能性能目標

地震力

部

位

機能維持のための許容限界

考え方（評価基準値）

最大せん断ひずみが基準地震動Ｓｓ

耐震壁＊2構造強度を確保する

最大せん断ひずみための許容限界を超

2.0×10-3えないことを確認
保有水平耐力が必要
保有
構造強度を―

水平耐力

構造物全体保有水平耐力に対し必要保有て妥当な安全余裕を水平耐力有することを確認

有すること

杭の最大鉛直力が終終局鉛直支持力

局鉛直支持力を超え

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 RO

基準地震動
Ｓｓ

ないことを確認
基礎地盤
杭の最大引抜き力が終局引抜き抵抗力終局引抜き抵抗力を超えないことを確認
換気機能と気密性

遮蔽性

最大せん断ひずみがあいまって基準地震動

気密機能をＳｓ

耐震壁＊2，3

気密性を維持するた

維持することないことを確認

遮蔽体の損傷最大せん断ひずみがにより遮蔽性

基準地震動を損なわない

Ｓｓ

耐震壁＊2

こと

等の設備を機能支持する機能＊1

を損なわない遮蔽性を維持するた最大せん断ひずみめの許容限界を超え

2.0×10-3ないことを確認

機器・配管系
支持

概ね弾性めの許容限界を超え

最大せん断ひずみが基準地震動
Ｓｓ

耐震壁＊2

支持機能を維持する

最大せん断ひずみための許容限界を超

2.0×10-3えないことを確認

こと＊1：「支持機能」の確認には，「内包する設備に対する波及的影響の確認」が含まれる。
＊2：建屋全体としては，地震力を主に耐震壁で負担する構造となっており，柱，梁，間仕切壁などが耐震壁の変形に追従することと，全体に剛性の高い構造となっており，複数の耐震壁間の相対変形が小さく床スラブの変形が抑えられるため，各層の耐震壁が最大せん断ひずみの許容限界を満足していれば，建物・構築物に要求される機能は維持される。
＊3：事故時に換気性能とあいまって居住性を維持できる気密性を有する設計とし，地震時においてもその機能を維持できる設計とする。
14

応力解析による評価方法
評価対象部位及び評価方針
緊急時対策所建屋の応力解析による評価対象部位は基礎部（基礎スラブ及び杭）及び床スラブとし，Ｓｓ地震時に対して以下の方針に基づき評価を行う。
基礎スラブのＳｓ地震時に対する評価は，ＦＥＭモデルを用いた弾性応力解析によることとし，地震力と地震力以外の荷重の組合せの結果，発生する応力が，ＲＣ－Ｎ規準に基づき設定した許容限界を超えないことを確認する。また，地震荷重の設定においては，地盤物性のばらつきを考慮する。
杭のＳｓ地震時に対する評価は，杭及び杭周地盤をモデル化した非線形応力解析によることとし，地震力（上部構造の慣性力と地盤震動による地盤変位）と地震力以外の荷重の組合せの結果，発生する応力が，適用規格・基準等を参考に設定した許容限界を超えないことを確認する。
床スラブの評価対象部位は遮蔽要求部のみとし，弾性応力解析により評価を行う。Ｓｓ地震時に対する評価は，地盤物性のばらつきを考慮した鉛直方向の地震力と地震力以外の荷重の組

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R1

み合わせの結果，発生する応力が，ＲＣ－Ｎ規準に基づき設定した許容限界を超えないことを確認する。なお，水平方向の地震荷重に対する床スラブの評価は，建屋全体が剛性の高い構造となっており複数の耐震壁間の相対変形が小さく，床スラブの面内変形が抑えられることから，「3. 地震応答解析による評価方法」に含まれる。
弾性応力解析に当たっては，資料Ⅴ-2-2-10「緊急時対策所建屋の地震応答計算書」より得られた結果を用いて，荷重の組合せを行う。応力解析による評価フローを図 4－1 に示す。

15

資料Ⅴ-2-2-10「緊急時対策所建屋の地震応答計算
評価開始

固定荷重，機器荷重，地震荷重＊１

積載荷重，積雪荷重＊１ ：地震荷重の設定においては，地盤物性のばらつきを考慮する。

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R0荷重の組合せ許容限界の設定

解析モデル及び諸元の設定

Ｓｓ地震時の応力解析

断面の評価

評価終了

図 4－1 応力解析による評価フロー

16

荷重及び荷重の組合せ
荷重及び荷重の組合せは，資料Ⅴ-2-1-9「機能維持の基本方針」にて設定している荷重及び荷重の組合せを用いる。
4.2.1 荷重
(1) 固定荷重（G）
緊急時対策所建屋に作用する固定荷重は，資料Ⅴ-2-2-10「緊急時対策所建屋の地震応答計算書」に示す地震応答解析モデルの重量を考慮して表 4－1 のとおり設定する。
表 4－1 固定荷重（G）
荷重

備考（kN/m２）
コンクリート

24.0×tt：コンクリートの厚さ（m）

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R1(2) 機器配管荷重（E）
機器配管荷重は，190 N/m２～5260 N/m２とする。
(3) 積載荷重（P）
積載荷重は，表 4－2 のとおり設定する。
表 4－2 積載荷重（P）
積載荷重
居室1600 N/m２

廊下，玄関，階段室

2100 N/m２(4) 積雪荷重（S）
積雪荷重は，表 4－3 のとおり設定する。
表 4－3 積雪荷重（S）
部位

荷重及び外力について想定する状態

積雪荷重

屋根

地震時

210 N/m２

17

(5) 地震荷重（Ks）
水平地震力及び鉛直地震力は，基準地震動Ｓｓに対する地震応答解析より算定される動的地震力より設定する。
このとき，基準地震動Ｓｓに対する地震応答解析より算定される動的地震力は，図 4－1に示すとおり，資料Ⅴ-2-2-10「緊急時対策所建屋の地震応答計算書」に基づく応答値の最大値より算定する。
4.2.2 荷重の組合せ
荷重の組合せを表 4－4 に示す。

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R1

表 4－4 荷重の組合せ
外力の状態

荷重の組合せＳｓ地震時

G＋E＋P＋S＋Ks

G：固定荷重

E：機器配管荷重

P：積載荷重

S：積雪荷重Ks：地震荷重

18許容限界
応力解析による評価における緊急時対策所建屋及び緊急時対策所遮蔽の許容限界は，資料Ⅴ-2-1-9「機能維持の基本方針」に基づき，表 4－5 のとおり設定する。
また，コンクリート，鉄筋及び鋼材の許容応力度を表 4－6～表 4－9 に示す。
表 4－5 応力解析による評価における許容限界
要求

機能設計上の機能性能目標

地震力部位

基礎スラブ
－Ｓｓ

ための許容限界を超NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R1

あいまって基準地震動

気密機能をＳｓ

により遮蔽性をえないことを確認「ＲＣ－Ｎ規準」に基づく終局強度＊4

終局強度

部材に生じる応力が床スラブ気密性を維持するための許容限界を超え

短期許容応力度＊2ないことを確認

部材に生じる応力が基準地震動
Ｓｓ損なわないこと＊1

部材に生じる応力が有すること

遮蔽体の損傷機能（評価基準値）

構造強度を確保する維持すること

支持考え方

基準地震動

換気機能と遮蔽性許容限界

構造強度を

杭

気密性機能維持のための床スラブ

遮蔽性を維持するための許容限界を超え

短期許容応力度＊3ないことを確認

機器・配管系等

基礎スラブ

部材に生じる応力がの設備を支持

基準地震動

支持機能を維持するする機能をＳｓ

ための許容限界を超損なわないこと

杭

えないことを確認「ＲＣ－Ｎ規準」に基づく終局強度＊4

終局強度

＊1 ：
「支持機能」の確認には，「内包する設備に対する波及的影響の確認」が含まれる。
＊2 ：事故時，換気性能とあいまって居住性を維持できる気密性を有する設計とするが，地震時に生じる応力に対して許容応力度設計とし，地震時及び地震後においても気密性を維持できる設計とする。
＊3 ：許容限界は終局耐力に対し妥当な安全余裕を有したものとして設定することとし，さらなる安全余裕を考慮して短期許容応力度とする。
＊4 ：「技術基準解説書」に基づき鉄筋の引張強度を 1.1 倍として算定する。

19

表 4－6 コンクリートの許容応力度
短期

設計基準強度 Fc（N/mm２）

圧縮

せん断（N/mm２）（N/mm２）201.1830

表 4－7 鉄筋の許容応力度
SD345
外力の状態

引張及び圧縮
２

Ｓｓ地震時

SD295

せん断補強

引張及び圧縮２

せん断補強

２（N/mm ）（N/mm ）

（N/mm ）

（N/mm２）

345

345

295

295

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R1・材料強度は許容応力度（引張及び圧縮）を 1.1 倍して算出する。
表 4－8 杭に関するコンクリートの許容応力度
短期

設計基準強度 Fc（N/mm２）

せん断

圧縮
２（N/mm ）（N/mm２）120.8124

表 4－9 鋼管の許容応力度
外力の状態

鋼材種類

Ｓｓ地震時

SKK400杭径（㎜）

基準強度 F

板厚（㎜）（N/mm２）

φ1000
t≦40・材料強度は基準強度を 1.1 倍して算出する。

20235

解析モデル及び諸元
4.4.1 基礎スラブ
4.4.1.1 応力の評価方法(1) モデル化の基本方針
応力解析は，ＦＥＭモデルを用いた弾性応力解析を実施する。解析には，解析コード「ＭＳＣ ＮＡＳＴＲＡＮ Ver. 2016.1.1」を用いる。また，解析コードの検証及び妥当性確認等の概要については，付録 15「計算機プログラム（解析コード）の概要・ＭＳＣＮＡＳＴＲＡＮ」に示す。
基礎スラブについては，EL.20.8 m～EL.23.3 m をモデル化する。上部構造については，EL.23.3 m～EL.37.0 m をモデル化し，剛性を考慮する。杭については，EL.－20.0 m～EL.20.8 m をモデル化する。解析モデルを図 4－2 に示す。また，使用材料（コンクリート）の物性値を表 4－10 に示す。
解析モデルに使用するＦＥＭ要素は基礎スラブについてはシェル要素，基礎スラブより立ち上がっている耐震壁については梁要素として剛性を考慮する。また，解析モデルの基NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R1

礎底面に，薄層要素法により算定した動的インピーダンスから評価した地盤ばね定数を杭の分布に応じて離散化したばねを設ける。ばねについては，水平方向は NS，EW 各々の地盤の水平ばね定数，鉛直方向は NS，EW 各々の地盤の回転ばね定数に基づき設定する。

21

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R0

図 4－2 解析モデル図
表 4－10 コンクリートの物性値
諸元

物性値

設計基準強度

Fc

30.0 N/mm２

ヤング係数

Ec2.44×10４ N/mm２

ポアソン比

ν0.222

(2) 荷重の入力方法（a）固定荷重，機器配管荷重，積載荷重及び積雪荷重
固定荷重，機器配管荷重，積載荷重及び積雪荷重はＦＥＭモデルの各節点又は各要素に集中荷重又は分布荷重として入力する。
（b）地震荷重
上部構造物の基礎への地震時反力を考慮する。基準地震動Ｓｓに対する地震応答解
析結果を考慮し，基礎底面に生じる反力が，地震応答解析結果と等価になるように設定する。基礎内に作用する荷重は，Ｓｓ地震時の上部構造による入力荷重と基礎底面に発生する荷重の差をＦＥＭモデルの各要素の大きさに応じて分配し，節点荷重としNT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R0て入力する。

23

4.4.1.2 断面の評価方法(1) 荷重の組合せ
a.

荷重ケース
Ｓｓ地震時の応力は次の荷重ケースによる応力を組み合わせて求める。
G：固定荷重E：機器配管荷重

P：積載荷重

S：積雪荷重

KsＮＳ：N→S 方向 Ｓｓ地震荷重
KsＥＷ：E→W 方向 Ｓｓ地震荷重
KsＵＤ：鉛直方向 Ｓｓ地震荷重b.

荷重の組合せケース
荷重の組合せケースを表 4－11 に示す。
水平地震力と鉛直地震力の組合せは，「原子力発電所耐震設計技術規程ＪＥＡＣ４６

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R0０１－2008（（社）日本電気協会，2008 年）」を参考に，組合せ係数法（組合せ係数は1.0 と 0.4）を用いるものとする。

24表 4－11 荷重の組合せケース
外力の状態

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R0

Ｓｓ地震時

注

ケース No.

荷重の組合せ1－1

G＋E＋P＋S＋1.0KsＥＷ＋0.4KsＵＤ

1－2

G＋E＋P＋S＋1.0KsＥＷ－0.4KsＵＤ

1－3

G＋E＋P＋S－1.0KsＥＷ＋0.4KsＵＤ

1－4

G＋E＋P＋S－1.0KsＥＷ－0.4KsＵＤ

1－5

G＋E＋P＋S＋1.0KsＮＳ＋0.4KsＵＤ

1－6

G＋E＋P＋S＋1.0KsＮＳ－0.4KsＵＤ

1－7

G＋E＋P＋S－1.0KsＮＳ＋0.4KsＵＤ

1－8

G＋E＋P＋S－1.0KsＮＳ－0.4KsＵＤ

1－9

G＋E＋P＋S＋0.4KsＥＷ＋1.0KsＵＤ

1－10

G＋E＋P＋S－0.4KsＥＷ＋1.0KsＵＤ

1－11

G＋E＋P＋S＋0.4KsＥＷ－1.0KsＵＤ

1－12

G＋E＋P＋S－0.4KsＥＷ－1.0KsＵＤ

1－13

G＋E＋P＋S＋0.4KsＮＳ＋1.0KsＵＤ

1－14

G＋E＋P＋S－0.4KsＮＳ＋1.0KsＵＤ

1－15

G＋E＋P＋S＋0.4KsＮＳ－1.0KsＵＤ

1－16

G＋E＋P＋S－0.4KsＮＳ－1.0KsＵＤ：KsＥＷは西向きを，KsＮＳは北向きを，KsＵＤは上向きをそれぞれ正とする。

25

(2) 断面の評価方法
緊急時対策所建屋の基礎の断面の評価は，ＦＥＭモデルを用いた応力解析により得られた各断面力（軸力，曲げモーメント，せん断力）を用いることとし，Ｓｓ地震時に対して以下のとおり行う。
軸力，曲げモーメント及び面内せん断力については，必要鉄筋量が設計配筋量を超えないことを確認する。必要鉄筋量は，「ＲＣ－Ｎ規準」に基づき，各要素の縦方向と横方向の軸力と曲げモーメントに対して必要となる片側鉄筋量を柱の許容応力度設計式を用いて算定し，さらに面内せん断力の検討用断面力から求まる鉄筋量を付加して求める。なお，軸力及び曲げモーメントに対する必要鉄筋量は，「技術基準解説書」に基づき，鉄筋の引張強度を 1.1 倍として算定する。
面外せん断については，「ＲＣ－Ｎ規準」に基づいて求めた短期許容せん断応力度を超NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R0えないことを確認する。

26

4.4.2 杭4.4.2.1 応力の評価方法(1) 支持力の評価に用いる軸力
杭の支持力に対する評価として，Ｓｓ地震時に発生する軸力（最大鉛直力及び最大引抜き力）を求める。軸力は図 4－3 に示すように，基礎スラブを剛体，基礎スラブ下の杭反力分布を三角形分布と仮定し，緊急時対策所建屋の転倒モーメントを軸力に換算し，鉛直地震力による軸力及び建屋総重量から求まる軸力と組み合わせて算定する。
(2) Ｓｓ地震時の杭応力
Ｓｓ地震時に対する検討として，曲げモーメント及びせん断力を図 4－4 に示すように，上部構造の慣性力と地盤震動による地盤変位を同時に作用させて求める（以下，応答変位法という）。杭の断面性能を表 4－12 に示す。上部構造の慣性力は，水平方向の地震応答解析より得られる地盤水平ばね反力を各々の杭頭に均等配分して用いる。また，地盤震動による地盤変位は，自由地盤の応答解析で求められる地盤変位を用いる。この際，地盤変位としては，杭先端位置に対する各地盤の相対変位の最大値分布を作用させる。

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R0

応答変位法で用いる杭周地盤ばねは，「乾式キャスクを用いる使用済燃料中間貯蔵建屋の基礎構造の設計に関する技術規程（ＪＥＡＣ４６１６－2009）」を参考に，群杭効果を考慮して評価する。なお，杭には非線形性を考慮する。

27

PiN'nMXj2Xij

ここに， Pi ：i 番目の杭の軸力

N’ ：建屋基礎版底面における軸力 N’=N±ΔN
N ：建屋総重量
ΔN ：鉛直方向応答解析で得られる地盤鉛直ばね反力
M ：建屋基礎版底面における転倒モーメント（地盤回転ばね反力）
n ：杭本数Xi ：i 番目の杭の杭群図心線からの距離

NN’＝N±ΔN
1=N±ΔNM

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R0

Pi，min：最小軸力

Pi，max：最大軸力
Pimax

図 4－3 杭の軸力算定概念

図 4－4 応答変位法による杭応力の算定方法（概念図）

外径D（mm）
1000

表 4－12 杭の断面性能
せん断板厚
断面積
断面積
t（mm） A（m２）
As（m２）
221.300

280.9436

断面 2 次モーメントI（m４）0.1105

4.4.2.2 断面の評価方法(1) 荷重の組合せ（支持力の評価に用いる軸力）
a.

荷重ケース
支持力の評価に用いる軸力は次の荷重ケースによる軸力を組み合わせて求める。
G：固定荷重E：機器配管荷重P：積載荷重

S：積雪荷重

KsＮＳ：N→S 方向 Ｓｓ地震荷重
KsＥＷ：E→W 方向 Ｓｓ地震荷重
KsＵＤ：鉛直方向 Ｓｓ地震荷重b.

荷重の組合せケース
荷重の組合せケースを表 4－13 に示す。
水平地震力と鉛直地震力の組合せは，組合せ係数法（組合せ係数は 1.0 と 0.4）を用NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R0いるものとする。
表 4－13 荷重の組合せケース
外力の状態

Ｓｓ地震時

注

ケース No.

荷重の組合せ1－1

G＋E＋P＋S＋1.0KsＮＳ＋0.4KsＵＤ

1－2

G＋E＋P＋S＋1.0KsＮＳ－0.4KsＵＤ

1－3

G＋E＋P＋S＋0.4KsＮＳ＋1.0KsＵＤ

1－4

G＋E＋P＋S＋0.4KsＮＳ－1.0KsＵＤ

1－5

G＋E＋P＋S＋1.0KsＥＷ＋0.4KsＵＤ

1－6

G＋E＋P＋S＋1.0KsＥＷ－0.4KsＵＤ

1－7

G＋E＋P＋S＋0.4KsＥＷ＋1.0KsＵＤ

1－8

G＋E＋P＋S＋0.4KsＥＷ－1.0KsＵＤ：KsＵＤは上向きを正とする。

29

(2) 荷重の組合せ（Ｓｓ地震時の杭応力）
a.

荷重ケース
Ｓｓ地震時に杭に作用する応力は次の荷重ケースによる応力を組み合わせて求める。
なお，これらの荷重のうち G，E，P，S，及び KsＵＤは，杭の復元力特性の設定時に必要なＳｓ地震時の杭の軸力を評価する際のみ用いる。
G：固定荷重

E：機器配管荷重

P

：積載荷重

S

：積雪荷重

KsＮＳ：N→S 方向 Ｓｓ地震荷重
KsＥＷ：E→W 方向 Ｓｓ地震荷重
KsＵＤ：鉛直方向 Ｓｓ地震荷重b.

荷重の組合せケース

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R0荷重の組合せケースを表 4－14 に示す。
表 4－14 荷重の組合せケース
外力の状態

ケース No.

Ｓｓ地震時

注荷重の組合せ

1－1

1.0KsＮＳ（G＋E＋P＋S＋0.4KsＵＤ）

1－2

1.0KsＮＳ（G＋E＋P＋S－0.4KsＵＤ）

1－3

1.0KsＥＷ（G＋E＋P＋S＋0.4KsＵＤ）

1－4

1.0KsＥＷ（G＋E＋P＋S－0.4KsＵＤ）：KsＵＤは上向きを正とする。
ケース 1，3 が最小軸力時，ケース 2，4 が最大軸力時を示す。
(3) 断面の評価方法
杭の支持力に対する評価は，Ｓｓ地震時に発生する杭軸力（最大鉛直力及び最大引抜き力）が終局鉛直支持力及び終局引抜き抵抗力以下であることを確認する。
また，杭の断面の評価に用いる応力は，杭－地盤ばねによる応答変位法モデルを用いた非線形応力解析より得られた各断面力（曲げモーメント，せん断力）とする。
曲げモーメントに対する検討は，Ｓｓ地震時に発生する杭軸力を考慮した終局曲げモーメント以下であることを確認する。また，せん断力に対する検討は，杭に生じるせん断力が，杭の終局せん断強度以下であることを確認する。

30

4.4.3 床スラブ
4.4.3.1 応力の評価方法
床スラブの解析モデルは，柱，壁及び梁で囲まれた範囲について，四辺固定版としてモデル化する。Ｓｓ地震時に発生する床スラブの応力は，長期荷重時の端部モーメント，中央モーメント及びせん断力を鉛直震度により係数倍することで求める。その際，鉛直震度は床スラブをそのスパン及びスラブ厚さから剛とみなし，質点系モデルの鉛直方向最大応答加速度より算定する。なお，スラブの固有値を踏まえ応答増幅を考慮しても安全上支障がないことを確認する。長期荷重時の端部モーメント，中央モーメント及びせん断力を以下に示す。
（四辺固定版）
・長期荷重時の短辺の端部モーメント（MX1）

12w X･lX12M X1NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R0・長期荷重時の短辺の中央モーメント（MX2）M X2

12w X･lX
18・長期荷重時の短辺のせん断力（QX）

QX0.52w･lX

・長期荷重時の長辺の端部モーメント（MY1）

12w･lX24

M Y1・長期荷重時の長辺の中央モーメント（MY2）M Y2

12w･lX
36・長期荷重時の長辺のせん断力（QY）

QY

0.46w･lX

ここで，

lX ：短辺有効スパン（m）
lY ：長辺有効スパン（m）w

wX：単位面積あたりの長期荷重（kN/m２）

lY 4
lX

4

lY4w

31

4.4.3.2 断面の評価方法(1) 荷重の組合せ
a.

荷重ケース
Ｓｓ地震時の応力は次の荷重ケースによる応力を組み合わせて求める。これらの荷重のうち KsＵＤは，Ｓｓ地震時の鉛直震度を評価する際のみ用いる。
G：固定荷重

E：機器配管荷重

P

：積載荷重

S

：積雪荷重

KsＵＤ：鉛直方向 Ｓｓ地震荷重b.

荷重の組合せケース
荷重の組合せケースを表 4－15 に示す。

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R0

表 4－15 荷重の組合せケース

注外力の状態

ケース No.

Ｓｓ地震時

1－1荷重の組合せ
G＋E＋P＋S－1.0KＵＤ：KsＵＤは上向きを正とする。
作用荷重のうち地震荷重は，固定荷重，機器配管荷重，積載荷重及び積雪荷重と同じ下向きに作用する場合に生じる応力が最大となるため，地震荷重は鉛直下向きの場合のみ考慮する。

32

(2) 断面の評価方法
a.

曲げモーメントに対する断面の評価方法
断面の評価は，「ＲＣ－Ｎ規準」に基づき，評価対象部位に生じる曲げモーメントが，次式をもとに計算した許容曲げモーメントを超えないことを確認する。

MA

at･ft･j

ここで，

b.

MA
atft

：引張鉄筋の断面積（mm２）j：断面の応力中心間距離で，断面の有効せいの 7/8 倍の値（mm）：許容曲げモーメント（N）：鉄筋の短期許容引張応力度で，表 4－7 に示す値（N/mm２）

面外せん断力に対する断面の評価方法
断面の評価は，「ＲＣ－Ｎ規準」に基づき，評価対象部位に生じる面外せん断力が，次NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R0式をもとに計算した許容面外せん断力を超えないことを確認する。

QAb･j･α･fs

ここで，QA：許容面外せん断力（N）

b：断面の幅（mm）

j：断面の応力中心間距離で，断面の有効せいの 7/8 倍の値（mm）

α：許容せん断力の割り増し係数（2 を超える場合は 2，1 未満の場合は 1 とする。
）

α4M/ Q･d1

M ：曲げモーメント（N･mm）
Q ：せん断力（N）
d ：断面の有効せい（mm）
fs：コンクリートの短期許容せん断応力度で，表 4－6 に示す値（N/mm２）

33

評価結果
地震応答解析による評価結果
追而
応力解析による評価結果

NT2 補② Ⅴ-2-2-10-1 R1E

追而34