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論文

鉄筋コンクリート耐震壁に対する等価線形解析の適用性検討; 原子炉建屋耐震壁終局応答試験の三次元有限要素法シミュレーション解析

市原 義孝*; 中村 尚弘*; 森谷 寛*; 堀口 朋裕*; 崔 炳賢

日本原子力学会和文論文誌, 21(1), p.1 - 14, 2022/03

本研究は、鉄筋コンクリート構造物の非線形性の影響を近似的に等価線形解析手法による地震応答解析で評価することを目的に、1996年にOECD/NEAによる国際解析コンペで使用された原子炉建屋耐震壁終局応答試験の三次元有限要素法によるシミュレーション解析を実施した。耐震壁の等価剛性及び等価減衰は、日本電気協会が提案するトリリニア型スケルトンカーブ、Cheng et al.が提案する履歴曲線より求め、せん断ひずみ調整ファクターは感度解析より0.70に決定した。その結果、せん断ひずみ$$gamma$$=2.0$$times$$10$$^{-3}$$程度までの試験体上部の卓越振動数,最大応答加速度,最大応答変位,慣性力-変位関係,床応答スペクトルを良く再現できることを明らかにした。本報における等価線形解析は、$$gamma$$=4.0$$times$$10$$^{-3}$$程度の終局破壊時の最大応答変位を過小評価している。このため、破壊直前の急激な変位の増大を含む試験結果の評価に本手法を適用する場合は、その適用性に十分留意する必要がある。

論文

3D FEM soil-structure interaction analysis for Kashiwazaki-Kariwa Nuclear Power Plant considering soil separation and sliding

市原 義孝*; 中村 尚弘*; 森谷 寛*; 崔 炳賢; 西田 明美

Frontiers in Built Environment (Internet), 7, p.676408_1 - 676408_14, 2021/06

本論文は、原子炉建屋/機器・設備の現実的応答評価の精度向上を目的に、建屋-地盤境界部の剥離・滑りを考慮した3次元FEMモデルにより2007年新潟県中越沖地震時の柏崎刈羽原子力発電所7号機原子炉建屋のシミュレーション解析を実施し、得られた知見をまとめたものである。3次元FEMモデルによる建屋-地盤連成系のシミュレーション解析から、基礎版端部で基礎浮き上がりが生じ、その影響が建屋側面及び底面の土圧性状、埋め込み部表層の最大応答加速度に局部的な応答の差異となって現れることを明らかにした。今回の検討においては、基礎浮き上がりと剥離・滑りが埋め込み部表層の最大応答加速度、建屋側面及び底面の土圧性状に与える影響は比較的小さかったものの、今後、さらに大きな地震動を想定する場合には、これらの影響が増大する可能性が考えられるため、地震応答解析においてはこれら影響の適切な評価が必要になると考えられる。

論文

Design loads and structural member modelling to shock-resistant design of buildings

井川 望*; 向井 洋一*; 西田 明美; 濱本 卓司*; 加納 俊哉*; 大田 敏郎*; 中村 尚弘*; 小室 雅人*; 竹内 正人*

Proceedings of 12th International Conference on Shock and Impact Loads on Structures (SI 2017) (USB Flash Drive), p.259 - 268, 2017/06

建物に対する偶発作用は、衝撃や爆発荷重を伴う。衝撃による設計荷重は、実験データ、衝撃シミュレーション、およびエネルギー解析手法によって決定される。本論文では、AIJガイドラインに示されている衝撃による設計荷重と応答の考え方について述べる。まず、設計荷重は衝突および爆発の双方について示され、いずれも荷重-時間(F-t)曲線の形で表すものとする。荷重の算定にあたっては、保守的な結果を与えるハードインパクトを仮定している。応答評価では、衝撃荷重が直接作用する個々の構造部材の応答が評価される。これらの応答は衝撃応答、動的応答、準静的応答という3つのタイプに分類される。最大応答は、基本的に一自由度(SDOF)モデルによる直接積分法によって推定される。AIJガイドラインでは、部材の種類と損傷モードの分類に基づくSDOFモデルの作成手順が提案されている。

論文

設計事例

西田 明美; 大橋 泰裕*; 小尾 博俊*; 竹内 義高*; 加納 俊哉*; 龍崎 響*; 大田 敏郎*; 岸 徳光*; 小室 雅人*; 中村 尚弘*

建築物の耐衝撃設計の考え方, p.161 - 202, 2015/01

一般建築物において、耐震,耐風設計については設計ガイドラインが整備されているが、耐衝突、耐爆発等に対する耐衝撃設計ガイドラインは未整備である。今後さまざまな外的事象を想定する必要があることから、耐衝撃設計ガイドラインの策定が急務とされている。本稿は、耐衝撃設計ガイドライン策定に向けた書籍「建築物の耐衝撃設計の考え方」の第8章設計事例である。耐震設計された想定建物(鉄骨構造および鉄筋コンクリート構造)に対して、建物柱への車両衝突、内部爆発(マンションの都市ガス爆発)、外部爆発(建物外部の水素ステーションの爆発)事象に対して本書記載の耐衝撃設計の考え方を適用した事例を示している。本書で示されている考え方は原子力施設にも応用できるものである。

口頭

シビアアクシデント晩期の格納容器内ソースターム評価,2; ヨウ素化学挙動にかかわる格納容器内環境の評価

石川 淳; 黒澤 直弘*; 森山 清史; 丸山 結; 中村 秀夫; 渡部 厚*

no journal, , 

シビアアクシデント晩期におけるソースタームの評価及び防護対策等の検討には、格納容器内でスプレイ等によって一旦液相に溶解したヨウ素が、放射線場における化学変化により格納容器気相に再放出される現象を考慮する必要がある。原子力機構では、本現象解明及び防護対策にかかわる技術的基礎情報の検討を目的に、ガス状ヨウ素基礎試験を実施している。その一環として、シビアアクシデント解析コードTHALES2及び遮蔽計算コードQADの2つの計算コードの連携により、BWR4/Mark-Iプラントのシビアアクシデント晩期の事故シナリオの多様性を考慮し、ヨウ素化学挙動にかかわる格納容器内環境条件(圧力,温度,照射線量)の検討をした。

口頭

シビアアクシデント晩期の格納容器内ソースターム評価,6; ヨウ素化学挙動にかかわる格納容器内環境の評価,2

石川 淳; 黒澤 直弘*; 森山 清史; 丸山 結; 中村 秀夫; 渡部 厚*

no journal, , 

シビアアクシデント晩期におけるソースタームの評価及び防護対策等の検討には、格納容器内でスプレイ等によって一旦液相に溶解したヨウ素が、放射線場における化学変化により格納容器気相に再放出される現象を考慮する必要がある。原子力機構では、本現象解明及び防護対策にかかわる技術的基礎情報の検討を目的に、ガス状ヨウ素基礎試験を実施している。その一環として、ヨウ素化学挙動試験及び実機ヨウ素化学挙動解析の条件検討の参考とするため、シビアアクシデント解析コードMELCOR1.8.5による4ループ大型ドライPWRプラントにおける代表的な事故シーケンスを対象とした事故解析を行い、事故晩期の格納容器内熱水力条件及びFP分布の特性を把握した。また、それをもとに遮蔽計算コードQADによる格納容器内線量分布について評価した。

口頭

オーストラリア北部におけるラドンの移流拡散解析と測定

鳥居 建男; 城戸 寛子*; 横山 直美*; 黒澤 直弘*; 秋田 学*; 中村 佳敬*; 森本 健志*; 牛尾 知雄*; 河崎 善一郎*

no journal, , 

世界有数の雷多発地帯であるオーストラリア北部において、大気中放射性物質のラドンが雷活動に与える影響を評価するために、地域気象モデルと物質輸送モデルを元にラドンの広域拡散モデルを構築し、大気中ラドンの移流拡散解析を行うとともに、乾季から雨季への移行時の同地域でのラドン濃度の測定結果と比較した。

口頭

原子炉建屋の等価線形三次元FEM解析による地盤-建物連成系地震応答に関する基礎的検討

市原 義孝*; 中村 尚弘*; 鍋島 国彦*; 崔 炳賢; 西田 明美

no journal, , 

本研究は、振動数に依存しない複素減衰を用いた鉄筋コンクリートの等価線形解析法の原子炉建屋の耐震設計への適用性を評価することを目的とする。そのため、理想的な地盤条件での原子炉建屋の非線形及び等価線形地震応答に着目して、地盤-建屋連成系の三次元FEM解析を実施した。その結果、等価線形解析結果は非線形解析結果と概ねよく整合し、その有効性を明らかにした。さらに、今回の等価線形解析法は、非線形解析モデルと比較して、構造の剛性を低めに評価する傾向があった。このため、最大せん断ひずみの評価では、非線形解析の結果よりもひずみの値が大きくなる可能性が高いことに留意する必要がある。本発表では、これらの解析を通して得られた地盤-建屋連成系の三次元FEM解析における等価線形解析の有効性及び課題について述べる。

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