弾塑性地震応答解析に基づく配管系の耐震設計手法の高度化

Upgrade of seismic design procedure for piping systems based on elastic-plastic response analysis

中村 いずみ*; 大谷 章仁*; 奥田 幸彦  ; 渡壁 智祥; 滝藤 聖崇 ; 奥田 貴大; 嶋津 龍弥*; 酒井 理哉*; 渋谷 忠弘*; 白鳥 正樹*

Nakamura, Izumi*; Otani, Akihito*; Okuda, Yukihiko; Watakabe, Tomoyoshi; Takito, Kiyotaka; Okuda, Takahiro; Shimazu, Ryuya*; Sakai, Michiya*; Shibutani, Tadahiro*; Shiratori, Masaki*

原子力発電施設における配管系の耐震設計では、設計対象を弾性はり要素でモデル化し、弾性解析に基づく保守的な応力評価を実施している。一方、これまでに実施された多数の実験結果から、配管系は設計の想定を超えるような地震入力下では弾塑性挙動を示し、破損に至るまでには大きな裕度を有していると認識されている。このような状況を踏まえ、適切な保守性と合理性を有する耐震評価のため、弾塑性応答挙動を考慮した新たな耐震設計・評価手法の構築を目指し、2019年に日本機械学会より発電用原子力設備規格設計・建設規格の事例規格が発刊された。初版発刊後は事例規格の継続的な改善のために議論と検討を進め、2022年には疲労評価に用いるサイクルカウント法等に修正を加えた改訂版の発刊が決定した。また、次期改訂に向け、配管支持構造物の弾塑性評価を規格に取り入れる議論が進められている。本稿では、2022年の事例規格における主要な改訂内容、改訂の背景、次期改訂に向けた取り組み状況及び今後の課題について紹介する。

In 2019, the JSME Code Case for seismic design of nuclear power plant piping systems was published. The Code Case provides the strain-based fatigue criteria and detailed inelastic response analysis procedure as an alternative design rule to the current seismic design, which is based on the stress evaluation by elastic response analysis. In 2022, it was approved to revise the Code Case with improving the cycle counting method for fatigue evaluation to the Rain flow method. In addition, the discussion to incorporate the elastic-plastic behavior of support structures is now in progress for the next revision of the Code Case. This paper discusses the contents and background of the 2022 revision, the progress of the next revision, and future tasks.