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構造Ｂ１５－３－２
高速増殖原型炉もんじゅ
新耐震指針に照らした耐震安全性評価
に関する補足説明資料
地震応答解析及び耐震安全性評価結果について
ー安全上重要な建物・構築物ー
（コメント回答）
平成21年11月10日
独立行政法人日本原子力研究開発機構
コメントへの回答
コメント内容
トップドーム部の剛性評価について説明すること。
回答
本資料にて御説明
目 次
１.原子炉建物・原子炉補助建物のトップドーム部について
２.トップドーム部の集中質点系へのモデル化
３.トップドーム部の鉛直方向復元力特性の設定
４. Ss地震時の非線形性状の説明
・・・・・・・・・・ １
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ２
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ５
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ９
１．原子炉建物・原子炉補助建物のトップドーム部について
鉛直方向地震Ss対し
非線形領域に入る
C/V：原子炉格納容器
I/C：内部ｺﾝｸﾘｰﾄ構造物
A/B：原子炉補助建物
O/S：外部しゃへい壁
この部分の剛性評
価について説明
部材26
部材25
A/B,O/S
C/V
1
部材24
部材23
部材22
I/C
水平方向地震
Ssに対し非線
形領域に入る
部材21
部材20
NS方向
原子炉建物・原子炉補助
建物解析モデルの概念図
トップドーム部（T/D）断面（拡大）
1
２．トップドーム部の集中質点系へのモデル化（１）
鉛直方向
EL89.275
Z
STEP 1
トップドーム部厚さ 450mm
軸対称回転体シェル要素FEM
軸対称軸
を作成し固有値解析を実施。
トップドーム
トップドーム部
鉛直方向の１次固有振動数は、
ｆ1＝9.91 Hz
Y
EL56.05
Rd=33.225m
円筒部上部厚さ 1000mm
外部しゃへい壁
円筒部
コンクリートの物性値
ヤング係数
（kN/mm2）
コンクリート
22.51
（Fc=23.5N/mm2）
せん断弾性係数
減衰定数
（kN/mm2）
（％）
9.38
5
Rs=26.75m
3°
円筒部下部厚さ 1800mm
X
2
２．トップドーム部の集中質点系へのモデル化（２）
鉛直方向
STEP 2
鉛直方向質点系モデルの作成
■トップドーム部
トップドーム部に静的鉛直荷重を加えて質点相当位置の
鉛直変位より等価な鉛直剛性を算出。
■円筒部
円筒部の鉛直剛性は、水平切断面の軸断面積とヤング
係数の積により算出。
鉛直荷重による静的解析
δ
Ｔ／Ｄ
軸対称軸
質点系モデル作成
Ｏ／Ｓ
EL 56.5m
EL 56.5m
3
２．トップドーム部の集中質点系へのモデル化（３）
鉛直方向
STEP 3
質点系モデル
軸対称回転体シェルモデル
１次固有振動数 9.91 Hz
１次固有振動数 9.91 Hz
STD1
OS26 1.749
1.000
0.768
0.556
OS25 1.344
OS24 0.973
質点系モデル
は上下モード
を水平に記載
OS23 0.334
0.191
OS22 0.042
0.024
OS21 0.025
0.014
OS20 0.011
0.006
1.000
l
-1
0
1
質点系と軸対称回転体シェルモデルの固有振動特性の確認
正規化モード形状と１次固有振動数
4
３．トップドーム部の鉛直方向復元力特性の設定（１）
設定手順
STEP 1
非線形FEMモデルの作成
評価部位の対称性を考慮して四半分をモデル化
使用要素は、厚さ方向の分割10層を有する積層シェル
鉄筋層もモデル化し材料非線形性を考慮
モデル脚部（EL56.5）は、固定条件とする
要素総数: 192
節点総数:1225
分割10層の積層シェル要素の概念
←鉄筋層
←鉄筋層
EL56.5
特記無き層は、コンクリート層
5
３．トップドーム部の鉛直方向復元力特性の設定（２）
設定手順
STEP 2
自重による静的応力解析を実施(常時の荷重状態設定のため)
静的荷重増分による材料非線形解析の実施
・荷重-変形特性が上向きと下向きが異なるので両方向の解析を実施
・荷重分布は、鉛直１次固有モードの相似性を勘案し節点集中荷重で与える
下向き加力
上向き加力
EL 56.5m
対称軸
対称軸
ＦＥＭモデル
ＦＥＭモデル
EL 56.5m
6
３．トップドーム部の鉛直方向復元力特性の設定（３）
設定手順
STEP 3
復元力特性の算定
・上向きと下向き側の各々独立に荷重変形関係を算出
・鉄筋降伏を生じる荷重点に着目しトリリニア型の骨格線を仮定
・第２折点を鉄筋降伏点と設定
・履歴特性は、原点指向型
・復元力特性の原点は、長期荷重（自重）作用時と設定
計算された復元力特性
第１折点(引張)
25000
上向き　第1折点：P= 2550kN，δ= 0.096cm
第2折点：P= 2687kN，δ= 4.894cm
下向き　第1折点：P= -7943kN，δ=-0.300cm
第2折点：P=-20378kN，δ=-6.230cm
20000
15000
第２折点(引張)
10000
第１折点(圧縮)
5000
P（kN）
部材番号２６
の復元力特性
0
第２折点(圧縮)
-5000
-10000
-15000
-20000
部材番号26
-25000
-10
-8
-6
-4
-2
0
δ（cm）
2
4
6
8
10
7
３．トップドーム部の鉛直方向復元力特性の設定（４）
150000
第１折点(引張)
上向き　第1折点：P= 12847kN，δ= 0.094cm
第2折点：P= 17093kN，δ= 1.885cm
下向き　第1折点：P= -21771kN，δ=-0.160cm
第2折点：P=-107863kN，δ=-3.117cm
100000
第２折点(引張)
部材番号２５
の復元力特性
P（kN）
50000
0
-50000
-100000
第１折点(圧縮)
部材番号25
-150000
-10
-8
-6
-4
-2
0
δ（cm）
2
4
6
8
10
第２折点(圧縮)
8
４．Ss地震時の非線形性状の説明（１）
鉛直Ss地震動に対してトップドーム部の２部材は非線形領域に入る。
・部材26の最大鉛直応答変位は、2.05cm。
・骨格線上で第2折点（鉄筋降伏）以下にあり、構造健全性は確保されている。
25000
上向き　第1折点：P= 2550kN，δ= 0.096cm
第2折点：P= 2687kN，δ= 4.894cm
下向き　第1折点：P= -7943kN，δ=-0.300cm
第2折点：P=-20378kN，δ=-6.230cm
20000
15000
部材26
10000
部材24
5000
部材23
部材22
P（kN）
1
部材25
最大変位 δ=2.05cm
0
-5000
-10000
部材21
部材20
-15000
-20000
部材番号26
-25000
-10
トップドーム部断面
-8
-6
-4
-2
0
δ（cm）
2
4
6
8
10
部材２６の最大応答値
（基準地震動Ss-DV）
9
４．Ss地震時の非線形性状の説明（２）
・部材25の最大鉛直応答変位は、1.14cm。
・骨格線上で第2折点（鉄筋降伏）以下にあり、同じく構造健全性は確保
されている。
150000
上向き　第1折点：P= 12847kN，δ= 0.094cm
第2折点：P= 17093kN，δ= 1.885cm
下向き　第1折点：P= -21771kN，δ=-0.160cm
第2折点：P=-107863kN，δ=-3.117cm
100000
部材26
部材25
部材24
部材23
部材22
部材21
P（kN）
1
最大変位
δ=1.14cm
50000
0
-50000
-100000
部材番号25
部材20
-150000
-10
トップドーム部断面
-8
-6
-4
-2
0
δ（cm）
2
4
6
8
10
部材２５の最大応答値
（基準地震動Ss-DV）
10
（参考）基準地震動Ssの加速度時刻歴及び加速度応答スペクトル（UD方向）
507Gal
500
0
-500
-1000
0
10
20
30
40
50
時間（sec）
60
70
80
90
加速度時刻歴波形（Ss-DV）
(h=0.05)
3000
Ss-DV
2500
加速度(cm/s/s)
加速度（cm/s/s）
1000
2000
1500
1000
500
0
0.01
0.1
周期 (sec)
1
10
加速度応答スペクトル（Ss-DV）
100
（参考）Ss-DH地震時の非線形性状の説明
せん断応力度
OS22 Ss-DH
2)
TAU
(N/mm**2)
τ(N/mm
10.0
せん断応力度
OS22 Ss-DH
2)
TAUτ(N/mm
(N/mm**2)
10.0
部材番号22
8.0
部材番号22
8.0
6.0
6.0
4.0
4.0
2.0
2.0
0.0
0.0
1. 00
2. 00
3.0 0
4.00
1.00
GAMMA (*1.E-3) -3
せん断ひずみ
γ(×10 )
せん断応力度
OS21 Ss-DH
2)
τ(N/mm
TAU
(N/mm**2)
10.0
2.00
3.00
4.00
GAMMAγ(×10
(*1.E-3)-3)
せん断ひずみ
せん断応力度
OS21 Ss-DH
2
TAUτ(N/mm
(N/mm**2))
10.0
部材番号21
8.0
部材番号21
8.0
6.0
6.0
4.0
4.0
2.0
2.0
0.0
0.0
1. 00
2. 00
3.0 0
1.00
4.00
GAMMA γ(×10
(*1.E-3) -3)
せん断ひずみ
せん断応力度
OS20 Ss-DH
2)
τ(N/mm
TAU
(N/mm**2)
2.00
3.00
4.00
GAMMAγ(×10
(*1.E-3)-3)
せん断ひずみ
せん断応力度
OS20 Ss-DH
2)
TAU
(N/mm**2)
τ(N/mm
10.0
10.0
部材番号20
8.0
部材番号20
8.0
6.0
6.0
4.0
4.0
2.0
2.0
0.0
0.0
1. 00
2. 00
3.0 0
4.00
1.00
GAMMA γ(×10
(*1.E-3) -3)
せん断ひずみ
NS方向
O/S部のスケルトン曲線上の最大応答値（資料
2.00
3.00
4.00
-3)
GAMMAγ(×10
(*1.E-3)
せん断ひずみ
EW方向
構造B13-2-2より抜粋）
（参考）基準地震動Ssの加速度時刻歴及び加速度応答スペクトル（水平方向）
500
0
-500
-760Gal
-1000
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
時間（sec）
加速度時刻歴波形（Ss-DH）
(h=0.05)
3000
2500
加速度(cm/s/s)
加速度（cm/s/s）
1000
Ss-DH
2000
1500
1000
500
0
0.01
0.1
周期 (sec)
1
10
加速度応答スペクトル（Ss-DH）
100