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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

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。
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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，ＲＣ造の部位については２次元はりモデルによる評価を，鉄骨造の部位については3次元フレームモデルによる解析を行う。また，海水ポンプエリア竜巻防護対策施設の間接支持構造物となる取水構造物との間で，地震応答及び反力の受け渡しを考慮する。 （取水構造物の評価については，取水構造物の耐震安全性評価において別途示す。）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。
2.4適用基準
適用基準を以下に示す。 (1) 原子力発電所耐震設計技術指針(重要度分類・許容応力編 J E A G 4 6 0 1 •補一1984, 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）（以下「ＪＥＡＧ」という。） (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。）） J S M E S    N C 1 －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）土木学会（以下「コンクリート標準示方書」という。）
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②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，ＲＣ造の躯体に上載された防護ネット（ネット取付用の鉄骨枠を含む）を有する構造となっている。また，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とともに，防護ネット及び防護鋼板が上裁されている。よって，防護ネット及び防護鋼板の落下若しくはＲＣ造躯体及び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，エリア②からエリア⑤についてはＲＣ造躯体（既設部と増設部の境界面含む），防護ネット取付架構及びＲＣ造躯体と防護ネット取付架構の取付ボルトを選定して実施する。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防護ネット及び防護鋼板の取付ボルトを，評価箇所として選定する。図3-1に，防護ネット取付架構の取付ボルト及び防護鋼板取付ボルトを示す。
4. 榊造強度評価
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。

4.2 荷重の組合せ及び許容限界
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。なお，波及的影響防止の観点においては，許容限界として塑性変形領域を考慮することも許容されるが，構造強度に余裕を確保するため変形を概ね弾性領域に留める設計方針とし，許容限界を設定している。また，積雪及び風荷重についても考慮する。
＊2：詳細は表4-6による。
＊2：詳細は表4-6による。
4.2.2 鋼構造部の許容限界
海水ポンプエリア竜巻防護対策施設の鋼構造部の許容限界の考え方を表4−4に，使用材料の許容応力を表4-5に示す。
f t ：許容引張応力JSME S NC1-2005/2007 SSB-3120又はSSB-3130に規定される値f s ：許容せん断応力JSME S NC1-2005/2007 SSB-3120又はSSB-3130に規定される値f。：許容圧縮応力JSME S NC1-2005/2007 SSB-3120に規定される値f b：許容曲げ応力JSME S  NC1-2005/2007  SSB-3120に規定される値
※2：f bはJSME S NC1-2005/2007 SSB-3121.1(4)の規定に基づき算出する。 Sy：材料の使用温度における設計降伏点(JSME S NC1-2005/2007付録材料図表Part5表8による) S』：材料の使用温度における設計引張強さ(JSME S NC1-2005/2007付録材料図表Part5表9による) ※3：鋼構造設計指針における高力ボルトの許容応力度に基づき算出する。 ※4：ボルトにおいて，引張とせん断の組合せ応力を考慮する時の許容限界は下式で求める。 Min {1.5f t, 1.4×1.5f t-1.6 τ} ( τ :ボルトに発生するせん断応力)
4.2.3  R C部の許容限界
海水ポンプエリア竜巻防護対策施設のＲＣ部の許容限界を表4-6に示す。 R C部の許容限界は，「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）」に基づき，表4−6に示す短期許容応力度とする。短期許容応力度はＲＣの許容応力度に対して1.5倍の割増を考慮している。
*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(V 。)を許容限界とする。 V a = V c a + V s aいこで, V c 。：コンクリートの許容せん断力V c a =1/2・τ a 1・b w・j・d V 。。 :斜め引張鉄筋の許容せん断力V s a = A w ・ σ s a 2 ・ j ・ d ／ s τ 。 1 ：斜め引張鉄筋を考慮しない場合の許容せん断応力度b w :有効幅j   : 1／1.15 d ：有効高さA w :斜め引張鉄筋断面積σ  s ：斜め引張鉄筋間隔
4.3　設計用地震力
評価に用いる設計用地震力については，V-2-1-5「波及的影響に係る基本方針」の「5.3　地農応答解析」に基づき，上位クラス施設の設計に適用する地震動のうち，基準地震動Ｓ sによる地震力を適用する。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」に基づき作成した，図4-1に示す地点の取水構造物の床応答曲線を用いて設定する。床応答曲線はＳ s8波（計12ケース*）分を作成した。 ※：内訳は以下のとおり。 SS-D1L：4ケース(++, +−, −+, −−) SS−31：2ケース(++, −+)他の6波：各1ケースまた，鉄骨造部の減衰定数は，「 V-2-1-6　地震応答解析の基本方針」第3-1表に記載の減衰定数のうち，溶接構造部の存在を考慮し，1％を用いる。また，ＲＣ部については，道路橋示方書を踏まえ，5％を用いる。設計用地震力の選定の考え方について，表4−7に示す。また，床応答曲線について図4−2及び図4-3に示す。
のN-S方向の応答についてもポンプピット底面（E. L. +0. 300m）の応答を適用可能との判断に基づき選定。 ※2：増打壁天端においても、取水構造物天端(E. L. +6. 600m)の応答の増打壁(高さ1540m)天端での増幅は無視できることを離認したため、ポンプピット天端相当の応答を適用可能と判断（評価結果は，取水構造物の耐震安全性評価において別途示す） ※3：取水構造物のE-軍方向，且つエリア⑧と取水構造物が結合するE. L. +6. 3m及びE. L. +3. 0mを含む断面として選定
する。 ※2 :地中（地表付近）にてポンプピット下部と結合されているエリア⑨南側基礎についても，当該高さに最も近い取水路天端相当と見なす。 NT2補① V-2-11-2-9図4-1 評価用地震動の抽出位置NT2補① V-2-11-2-9 NT2補① V-2-11-2-9 NT2補① V-2-11-2-9 NT2補① V-2-11-2-9 NT2補① V-2-11-2-9 NT2補① V-2-11-2-9
4.4　解析モデル及び諸元
4. 4. 1 固有値解析モデルエリア②～⑤のＲＣ造部分について，図4−3に示すモデルにより，面外方向の振動に対する固有値解析を実施する。エリア②～⑤及びエリア⑧の鉄骨架構については，図4−4に示す，鉄骨架構の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により固有値解析を実施する。 NT2補① V-2-11-2-9 ＲＣ造部の固有値解析モデル(2/3)図4-3  R C造部の固有値解析モデル(3/3) NT2補① V-2-11-2-9
4.4.2強度評価モデル
海水ポンプエリア竜巻防護対策施設の強度評価モデルは，エリア①～⑤のＲＣ造部については，図4−5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辺自由のスラブとして扱う。版状のＲＣ構造部のモデル化においては，高さに対し幅が2.5倍以上の箇所をはりモデル，それ以下の部分を3辺固定スラブモデルと設定した。また，エリア⑧の鉄骨架構は，図4−2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。各モデルの構成部材の諸元を表4−8に示す。 3辺固定1辺自由スラブに発生する断面力（曲げモーメント及びせん断力）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。鉄骨架構の計算には，計算機コード「Ｅｎｇｉｎｅｅｒ’ｓ　Ｓｔｕｄｉｏ」を使用し，上記の3次元フレームモデルを用いて，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　E n g i n e e r ’ s  S t u d i o 」に示す。 a .
東側クレーン走行路嵩上げ壁
b.西側クレーン走行路嵩上げ壁d.エリア①北側壁図4-5 強度評価モデル(エリア①～⑤)
e. エリア④南側壁
f.エリア②南側壁、エリア③北側壁

4.5 固有値解析
R C造部及び鉄骨架構の固有値解析の結果をそれぞれ表4-10及び表4-11に，振動モードをそれぞれ図4–6及び図4–7に示す。
NT2補② V-2-11-2-9
X（南北）方向卓越• 1次（0.239 sec) X（南北）方向卓越X（南北）方向卓越Z（東西）方向卓越• 9次(0.038 sec) • 29次（0.017sec）
4.6　入力地震力
固有値解析の結果を踏まえ設定した地震力を，表4-12及び表4-13に示す。水平及び鉛直方向の地震力は，組合せ係数法（係数0. 4）を用いて，組み合わせて入力する。
※2：N−S, E−W方向の値の大きい方
4.7計算方法
4.7.1  R C部の応力評価R C部（躯体及び基礎）の応力計算方法を表4−11に示す。

4.7.2 架構の応力評価
架構の応力計算式を表4−14に示す。
A :断面積(mm) Z y, Z z :断面係数(Y,  Z軸回り) (mm) Asy, Asz N t , N c ：せん断断面積(Y, Z)(mm) :軸力(引張，圧縮) (N) M , , M z ：曲げモーメント(Y, Z軸回り) (N・mm) ：せん断力(Y,  Z軸) (N) Q y , Q z 4.7.3　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4-15に示す。
ここで, F x,  F y,  F z         :引張力(X軸), せん断力(Y軸) (N) ：ボルトの呼び径断面の断面積(mm²) A b
5. 評価結果
5.1  DB条件に対する評価結果

NT2補① V-2-11-2-9
5.2 SA条件に対する評価結果DB条件に対する評価結果に同じ。