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報告書

多段積層ゴム・空気ばねタイプ3次元機器免震試験システムの振動台試験及び地震応答解析

堤 英明*; 山田 博幸; 蛯沢 勝三; 柴田 勝之; 藤本 滋*

JAERI-Tech 2001-033, 124 Pages, 2001/06

JAERI-Tech-2001-033.pdf:9.98MB

日本原子力研究所では、1991年より原子力機器の免震技術を導入した場合の有効性評価に関する研究に着手し、機器免震の有効性評価手法及び評価コード(EBISA: Equipment Base Isolation System Analysis)を開発した。さらに、上記評価コードを高度化するために、1996年より機器免震試験システムの動的挙動を把握するとともに、有効性を検証するための確証試験を実施している。有効性確証試験では、特性の異なる2種類の3次元機器免震試験システムを製作し、特性試験によりそれぞれの動的特性と免震効果を検証している。上記試験システムの1台は、免震装置としてボールベアリングと空気ばねを用いたもので、現在大洗研究所敷地内のテストベッドに設置し、自然地震動下で応答を観測しており、いくつかの地震動により顕著な免震効果を確認した。また、ほかの1台は、免震装置として多段積層ゴムとコイルばねを用いたもので、3次元連成振動の影響と免震効果を確認するために種々の周波数特性の地震動による振動台試験を実施した。本報告書は、多段積層ゴム・コイルばねタイプ3次元免震システムの概要、振動特性、振動台試験及び地震応答解析結果についてまとめたものである。

報告書

3次元免震における適切な上下免震特性の検討

北村 誠司; 森下 正樹

JNC-TN9400 2000-060, 168 Pages, 2000/05

JNC-TN9400-2000-060.pdf:4.09MB

共通床(コモンデッキ)に原子炉容器、一次系機器を搭載し、これを大型の皿ばねを用いた免震要素で上下方向に支持する3次元免震構造概念(コモンデッキ方式)を対象に、適切な上下免震特性に関する検討を行った。検討用の入力地震動としては、4種類の自然地震波と3種類の人工地震波を地震入力を用いた。地盤条件や免震建屋の特性を考慮し、水平免震建屋の地震応答解析を行い、上下免震要素の支持レベルにおける床応答と加速度時刻歴を整理した。上記で得た免震支持レベルでの応答加速度を入力として、1自由度上下免震構造モデルを用いて地震応答解析を行った。解析は、線形解析、非線形解析(復元力特性が弾性である皿ばねと弾完全塑性の減衰要素を想定)の2種類について実施した。線形解析で検討する範囲は、免震振動数0.8$$sim$$2.5Hz、減衰比2$$sim$$60%を組み合わせた領域とした。非線形解析では、皿ばねの剛性のみで決まる免震振動数0.5$$sim$$5Hz、剛性比1$$sim$$20、及び降伏震度0.01$$sim$$0.2の範囲で検討した。上下免震システムの免震特性として、最大相対変位、最大加速度、及び5$$sim$$12Hz間における床応答加速度の最大値の3つの応答量に対する判断基準を設定し、これらを満足するパラメタの組み合わせ領域について調べた。判断基準として最大相対変位50mm、規格化加速度0.75、規格化床応答0.33を用いた場合、線形解析の結果から、免震振動数は0.8、1.0、1.2Hz、減衰比はそれぞれ30、20、15%以上の組み合わせが適切であることがわかった。また非線形解析の結果、免震振動数0.8$$sim$$1.0Hzの皿ばねと、剛性比4$$sim$$6、降伏震度0.05$$sim$$0.06の減衰要素を組み合わせて用いることで、適切な免震特性が得られることがわかった。非線形解析の結果は、等価減衰比が20%以上の減衰要素を用いることで、系としての卓越振動数が1.0$$sim$$2.0Hzの範囲において適切な免震効果が得られることに相当する。

論文

建家3次元免震装置の開発,その3; 3次元免震装置特性試験

圷 陽一; 大川 慶直; 鈴木 偉之; 下田 郁夫*; 池永 雅良*; 佐々木 浩介*; 鈴木 道明*

日本建築学会大会学術講演梗概集, 0, p.1147 - 1148, 1996/00

国際熱核融合実験炉建家に免震装置を適用すべく、建家3次元免震装置(1000ton支承)の開発を進めている。本装置は、上下免震要素として金属風船(ここでは、ベローズタイプを採用)、水平免震要素として鉛入り積層ゴムから構成される。ベローズタイプ金属風船は、LNGタンク施設等において大口径・高圧力条件下で使用実績のある補強リング付きのステンレス製5層のベローズで、異常漏洩に備えて二重にしてある。水平・上下の2軸方向で静的・動的装荷試験を行い、十分な免震特性を1/5縮小モデル試験体により確認できたので報告する。

論文

建家3次元免震装置の開発,その2; 核融合実験炉の研究開発

大川 慶直; 圷 陽一; 鈴木 偉之; 下田 郁夫*; 池永 雅良*; 佐々木 浩介*; 鈴木 道明*

日本建築学会大会学術講演梗概集, 0, p.1047 - 1048, 1995/00

現在、日本原子力研究所では、核融合実験炉に適用すべく三次元免震装置の研究開発を実施している。その開発の目標として、水平振動を従来の積層ゴムによる二次元免震装置に負担させ、空気バネを利用した、金属風船に垂直振動を負担させたコンビネーションタイプを提唱し開発に当たっている。今回は核融合装置における、免震装置の有用性についてと、垂直振動を負担させる空気バネ方式の概要とその方式の一案であるベローズタイプの縮小モデルの初期的実験の報告を行うものである。

論文

建家3次元免震装置の開発,その1; 核融合実験炉の研究開発

大川 慶直; 圷 陽一; 鈴木 偉之; 佐藤 瓊介*; 下田 邦夫*; 池永 雅良*; 佐々木 浩介*

日本建築学会大会学術講演梗概集, 0, p.1725 - 1726, 1994/00

国際協力の下に現在建設計画が進められているITER炉は炉心重量約25000tonが想定され全システムはかなりの規模になると予想される。この建設計画を日本に誘致する事も含めて検討、建家3次元免震装置開発の基礎的実験を行ったので報告する。本装置は従来の2次元免震(水平免震)に加え垂直方向の免震を考慮した3次元免震装置で、日本原子力研究所が特許を保持している。通称金属風船を利用したもので、ある種の金属を超塑性加工して製作したもので従来にない概念を導入したものである。今回、小規模の駆動実験をおこない、今後の研究開発により実現の可能性を見出した。

口頭

3次元免震装置の研究開発,19; 要素試験および解析に関する検討のまとめ

山本 智彦; 渡壁 智祥; 宮川 高行*; 深沢 剛司*; 岡村 茂樹*; 藤田 聡*

no journal, , 

Na冷却高速炉で採用を検討している「3次元免震装置」の概念・仕様を提示するとともに、各種実施してきた試験・解析についてまとめ、3次元免震装置の設計成立性の見通しと実用上十分な地震応答低減効果が確保できることを示す。

口頭

3次元免震装置の研究開発,21; 水平オイルダンパ試験計画

山本 智彦; 深沢 剛司*; 杣木 孝裕*; 廣川 敦史*; 宮川 高行*; 岡村 茂樹*

no journal, , 

高速炉用に開発している3次元免震装置に対して、水平方向の減衰力を与える高速型オイルダンパの開発を実施している。本報告では、オイルダンパの特性を把握するための試験計画について述べる。

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