原子炉建屋屋根版の水平地震応答解析モデル 境界条件 : 周辺固定 原子炉建屋屋根版の水平方向地震応答解析モデル 屋根版は有限要素 ( 板要素 ) を用い 建屋地震応答解析による最上階の応答波形を屋根版応答解析の入力とする 応答解析は弾性応答解析とする 原子炉建屋屋根版の上下地震応答解析モデル 7.E+7 6.E+7 実部虚部固有振動数 上下地盤ばね [kn/m] 5.E+7 4.E+7 3.E+7 2.E+7 1.E+7 CV.E+ 6.262 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 振動数 [Hz] 4.19E+7 KV = 2.463E+7 原子炉建屋 屋根版の上下地震応答解析モデル 動的地盤ばねと地盤ばね定数 地盤減衰係数の関係 上下地震応答解析は屋根版 壁および基礎部分を一体とした有限要素モデルとし 弾性応答解析とする 地盤バネ算出は SR バネに準ずる 11
原子炉建屋地盤バネのパラメター計算結果 SR モデルのバネ定数と減衰 CASE-H1 X 方向 Y 方向 水平地盤ばね定数 K H (kn/m) 1.32E+7 1.32E+7 水平地盤減衰定数 6.22E+5 6.21E+5 C H (kn s/m) (42%) (42%) 回転地盤ばね定数 K R (kn m/rad) 2.76E+9 2.76E+9 回転地盤減衰定数 6.14E+7 6.14E+7 C R (kn m s/rad) (25%) (25%) 原子炉建屋の固有周期 上下モデルのバネ定数と減衰 上下地盤ばね定数 Kv(kN/m) 上下地盤減衰定数 Cv(kN s/m) Case CASE-V1 Z 方向 2.463E+7 1.65E+6 (5%) 参考値 原子炉建屋水平地震応答解析モデルの固有周期 ( ) 内は固有振動数 (Hz) モデル 基礎固定モデル SR モデル 方向 1 次 (s) 2 次 (s) 3 次 (s) 4 次 (s) T1 T2 T3 T4 X.139 (7.25).64.43.26 Y.117 (8.524).52.38.25 X.255 (3.918).156.87.49 Y.25 (4.1).149.78.41 原子炉建屋屋根版水平地震応答解析モデルの固有周期 原子炉建屋上下地震応答解析モデルの固有周期 1 次 2 次 3 次 4 次 (s) (s) (s) (s).1597.1115.994.985 12
VIBRATION MODE 振動数 (CYCLE/SEC) 6.26259 固有周期 ( 秒 ).15968 MPM(%) RY=. RZ=. Mode 1 MAX : 135 MIN : 35 FILE: 61115_11 UNIT: [cps] DATE: 3/4/29 表示 - 方向 X:-.483 Y:-.837 Z:.259 Mode 2 VIBRATION MODE 8.971597 固有周期 ( 秒 ).111463 DY=.19 DZ= 2.155276 RZ=. FILE: 61115_11 UNIT: [cps] DATE: 3/4/29 表示 - 方向 X:-.483 Y:-.837 Z:.259 Mode 3 VIBRATION MODE 振動数 (CYCLE/SEC) 1.6456 固有周期 ( 秒 ).99364 DY=.381551 DZ=.32 RZ=. FILE: 61115_11 UNIT: [cps] DATE: 3/4/29 表示 - 方向 X:-.483 Y:-.837 Z:.259 Mode 4 MIDAS/Gen POST-PROCESSOR VIBRATION MODE 振動数 (CYCLE/SEC) 1.1539 固有周期 ( 秒 ).98493 DY= 18.962387 FILE: 61115_11 UNIT: [cps] DATE: 3/4/29 表示 - 方向 X:-.483 Y:-.837 Z:.259 原子炉建屋 屋根版の刺激関数と固有モード形状 層 1 次 T=.255 4 次 T=.49 2 次 T=.156 5 次 T=.43 3 次 T=.87 層 1 次 T=.25 4 次 T=.41 2 次 T=.149 5 次 T=.36 3 次 T=.78 1 次 2 次 3 次 B B -3-2 -1 1 2 3-3 -2-1 1 2 3 刺激関数 βu 刺激関数 βu X 方向 Y 方向 建屋水平動用地震応答解析モデルの刺激関数 (SR モデル ) 屋根版水平動用地震応答解析モデルのモード形状 MIDAS/Gen POST-PROCESSOR 1 次モード DX=. DY=. DZ= 97.59279 RX=. MIDAS/Gen POST-PROCESSOR 3 次モード MPM(%) DX= 25.889191 RX=. RY=. MIDAS/Gen POST-PROCESSOR 振動数 (CYCLE/SEC) 2 次モード MPM(%) DX=.41 RX=. RY=. MAX : 148 MIN : 35 4 次モード MPM(%) DX=.285 DZ=.12 RX=. RY=. RZ=. 上下動地震応答用建屋屋根版一体モデルのモード形状 MAX : 135 MIN : 1651 MAX : 1388 MIN : 35 13
3. 原子炉建屋の地震応答解析結果と評価 14
地震波 最大応答加速度 [cm/s2] 最大変位 [cm] 層間変位 [cm] 層間変形角 [rad] 層せん断力 [kn] 層せん断力係数 転倒モーメント [kn m] 原子炉建屋の水平地震応答解析による各層 各層 位置 Ss-2_EW 成分 Ss-2_NS 成分 ( 時刻歴非線形応答波 ) ( 等価線形応答波 ) 1459 1268 1416 123 1437 1186 1353 1119 129 1171 1235 98 983 921 728 718 B 887 864 592 629 2.75 1.55 1.78 1.11 2.68 1.5 1.72 1.6 2.33 1.35 1.49.9 1.41 1.15.78.66 B 1.13 1.7.61.61 3F.8.6.8.6 2F.37.19.31.18 1F 1.2.32.75.28 B1F.34.1.18.7 3F 1/4678 1/6351 1/547 1/6549 2F 1/1768 1/352 1/2115 1/3595 1F 1/738 1/2371 1/11 1/2696 B1F 1/1572 1/5549 1/298 1/7579 3F 8,651 7,518 8,286 7,35 2F 15,55 13,234 14,543 13,17 1F 23,272 19,95 2,553 18,373 B1F 79,635 73,241 62,276 59,182 3F 1.48 1.29 1.42 1.26 2F 1.43 1.22 1.34 1.2 1F 1.36 1.17 1.2 1.7 B1F 1.7.99.84.8 33,738 29,319 32,314 28,663 136,34 116,45 126,94 114,49 311,87 262,77 28,33 253,18 B 731,72 654,34 595,32 55,88 基礎底 835,246 749,553 676,279 627,817 はを示す 応答解析は Ss 2 EW 波 ( 時刻歴非線形 ) が X,Y 両方向それぞれに入力するとして行う また Ss 2 NS 波 ( 等価非線形 ) についても同様である B 基礎底 1,459.1 ( 最大値 ) 5 1, 1,5 2, 最大絶対加速度 (cm/s 2 ) B 最大加速度 最大層間変形角 基礎底 1/738 ( 最大値 ) 1/2 1/1 1/666 1/5 最大層間変形角 (rad) B 基礎底 1.13 2.75( 最大値 ).5 1 1.5 2 2.5 3 B 最大変位 最大変位 (cm) 最大せん断力 基礎底 2, 4, 6, 8, 1, 12, 14, 最大 X 方向最大応答分布 ( 青破線は Ss 2NS 成分等価線形波, 黒実線は EW 成分時刻歴非線形応答波 ) 15
原子炉建屋水平耐力の計算結果 階 高さ (m) RF 18.1 3F 14.2 2F 7.6 1F. B1F -5.4 Qu と必要保有水平耐力 Qun の計算結果 (X 方向 ) (Y 方向 ) 構造特層せん必要保有確認保有構造特層せん必要保有確認保有階高高さ階高性係数 F s F e 断力水平耐力水平耐力 Qu /Qun 階性係数 F s F e 断力水平耐力水平耐力 Qu /Qun (m) D s Qud(kN) Qun (kn) Qu (kn) (m) (m) D s Qud(kN) Qun (kn) Qu (kn) RF 18.1 3.9.55 1. 1. 9,491 7,83 13,212 1.69 3.9.55 1. 1. 9,491 7,83 14,711 1.88 3F 14.2 6.6.55 1. 1. 15,74 12,956 22,453 1.73 6.6.55 1.1 1. 15,74 13,85 25,69 1.96 2F 7.6 7.55.55 1.9 1. 22,834 2,533 26,512 1.29 7.55.55 1.12 1. 22,834 21,99 31,32 1.48 1F. 5.35.55 1. 1.5 76,47 94,631 1,459 1.6 5.35.55 1. 1. 76,47 63,88 81,554 1.29 B1F -5.4 静的弾塑性解析モデルの増分解析による原子炉建屋の Qu を算定する は 当該層内のある壁がせん断耐力に達した時点とする 必要保有水平耐力 Qun は 以下の式から算定する なお 各階の必要保有水平耐力は安全側となる様 地下 1 階を地上最下階として Ai 分布系にて算定する 必要保有水平耐力算定式 : Qun=Ds Fe Fs I Qud ここで D s : 構造特性係数, F e : 偏心率に応じて定まる補正係数, Fs: 剛性率に応じて定まる補正係数 I: 用途 ( 重要度 ) 係数 (I=1.5), Qud: 層せん断力, Qud=Z R t A i C W i ここで Z: 地震地域係数 (Z=1.), R t : 振動特性係数 (R t =1.), A i : 層せん断力係数の建物高さ方向の分布を表す係数, (Ai 算定時の周期 T=.12 秒 ( 基礎固定モデル 1 次固有周期 )) C : 標準せん断力係数 (C =1.) W i :i 階以上の部分の建物重量 16
原子炉建屋復元力モデルと (X 方向 ) 18, RF 3F γ=2.1 1 4 3F 2F γ=5.7 1 4 2, 12, 6, 15, 1, 5,..5 1. 1.5 2.. 1. 2. 3. 4. 5. 3, 2F 1F γ=1.35 1 3 1F B1F γ=6.3 1 4 1, 2, 15, 1, 5, 75, 5, *. 2. 4. 6. 8. 1. 12.. 1. 2. 3. 4. 5. 原子炉建屋復元力モデルと水平地震応答解析による最大層せん断力発生点 (X 方向 ) ( グラフ上の値は最大応答時のせん断歪みを表す ( 参考値 ), * は原子炉棟からのせん断力を付加した値 ) 17
原子炉建屋復元力モデルと (Y 方向 ) 18, RF 3F 3F 2F γ=1.6 1 4 γ=2.8 1 4 2, 12, 6, 15, 1, 5,..5 1. 1.5 2.. 1. 2. 3. 4. 5. 3, 2F 1F 1, γ=4.2 1 4 1F B1F γ=1.8 1 4 75, 2, 15, 1, 5, 5, *. 1. 2. 3. 4. 5...5 1. 1.5 2. 2.5 原子炉建屋復元力モデルと水平地震応答解析による最大層せん断力発生点 (Y 方向 ) ( グラフ上の値は最大応答時のせん断歪みを表す ( 参考値 ), * は原子炉棟からのせん断力を付加した値 ) 18
原子炉建屋応答層せん断力の評価 X 方向 Y 方向 階 最大応答層せん断力 Qmax(kN) 確認保有水平耐力 Qu(kN) Qu/Qmax 最大応答層せん断力 Qmax(kN) 確認保有水平耐力 Qu(kN) Qu/Qmax RF 3F 2F 1F 8,651 > 13,212 1 > 1.52 7,518 > 14,711 1 > 1.95 15,55 22,453 1.44 13,234 25,69 1.94 23,272 26,512 1.14 19,95 31,32 1.57 81,735 2 1,459 1.23 75,327 2 81,544 1.8 B1F (79,653+2,1) (73,241+2,86) 1 3 階の保有水平耐力については,3 階より下層階の壁が先にせん断耐力に達したため, 漸増弾塑性解析の最終ステップの水平力の値を記載している 2 原子炉棟 ( 補助建屋 ) の地震応答解析による原子炉建屋基礎 ( 地下 1 階部分 ) への付加せん断力として X 方向 2,1kN Y 方向 2,86kN を加算している 19
原子炉建屋屋根版の水平地震応答解析による 最大値 1.5 最大値を示す 最大値 ±21.7 加振方向 法線方向 法線方向 法線方向単位 :knm/m 法線方向 単位 :kn/m 最大値.6 最大値 ±73.5 加振方向 円周方向 円周方向 円周方向単位 :knm/m 最大曲げモーメント分布 円周方向単位 :kn/m 最大引張力分布 2