積層ゴムの非線形性を考慮した免震原子力建屋の応答に関する研究

Seismic response of isolated nuclear power plant considering nonlinearity of rubber bearings

小黒 優門*; 藤田 聡*; 皆川 佳祐*; 山口 彰*; 高田 孝*; 栗坂 健一 

Oguro, Masato*; Fujita, Satoshi*; Minagawa, Keisuke*; Yamaguchi, Akira*; Takata, Takashi*; Kurisaka, Kenichi

2006年に改訂された「発電用原子炉施設に関する耐震設計審査指針」において「残余のリスク」の概念が導入され、想定以上の入力に対しての応答の評価が必要とされている。他方、地震入力を低減して耐震裕度を得るための手法として免震構造の適用が検討されており、免震装置として用いる天然ゴム系積層ゴムは想定以上の入力を受けると水平方向の復元力がハードニングと呼ばれる非線形性を生じて応答に悪い影響を与える。したがって、本研究では積層ゴムの非線形性を考慮した免震建屋モデルによる地震応答解析を行い、免震構造が応答に与える影響及び地震規模と積層ゴムの非線形性の関係について検証した。本報では、2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震における福島第一原子力発電所での観測波を使用して地震応答解析を行った。その結果、以下がわかった。(1)免震構造の適用により、建屋の応答加速度は1/10程度に低減できる。(2)積層ゴムのハードニングは今回観測された地震波の5.2倍程度で発生する。

The concept of "Residual Risk" was introduced in "Regulatory Guide for Reviewing Seismic Design of Nuclear Power Reactor Facilities" that had been revised in 2006. As for the assessment of "Residual risk", it is necessary to consider the response to unexpected input wave. The other side, the application of an isolation system is examined as a technique to decrease the input to the nuclear power plant. Rubber bearings used as the isolation system cause nonlinearity in the restoring force when unexpected earthquake and has a bad influence for the response. Therefore, in this study, isolated building model considering nonlinearity of the rubber bearing was used, the effect of the isolation system is examined from the response of the building. In this paper, the observed wave of "The 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake" was used and seismic response analysis was carried out. As a result, it was confirmed to be able to decrease the response acceleration to 1/10 by the isolation system and the nonlinearity of the rubber bearing was generated by 5.2 times this earthquake wave.