JPS62107175A - 三次元免震支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、免震装置を必要とする機器、建築構造部等に
係り、特に、水平二方向の地震力および上下方向の地震
力を同時に免震する必要のある構造物に好適な、免震装
置に関する。

〔発明の背景〕

従来の装置は、タンク型高速増殖炉（タンク型ＦＢＲ）
に適用した免震装置として、水平二次元免震装置が特開
昭５８−２５１７４号公報（公知例）に示されている。

第１０図、第１１図、第１２図は水平免震を施したタン
ク型ＦＢＲ原子炉構造である。タンク型ＦＢＲ原子炉構
造は、炉心部１と炉心部で発生した熱を取りだすための
冷却材２．その冷却材の熱を外へ伝達するための中間交
換器３．冷却材を循環させる主循環ポンプ４．炉心制御
群を支持及び駆動する構成の炉心上部構造５と、これら
を内包した原子炉容器６．原子炉容器の上部が接合され
たルーフスラブ７を備えている。この様な、構造特徴を
有するタンク型ＦＢＲにおいては、軽水炉型原子炉構造
に比較して高い温度で運転される。

このため、タンク型ＦＢＲ構浩においては、原子炉運転
開始時や停止時に、原子炉主容器、炉内構造物が熱応力
で損傷されるのを防止するため通常、これらの構成部材
の肉厚を薄くする方式が採用されている。

しかし、上述のように原子炉構成部材の肉厚を薄くする
ことは、例えば地震時の振動荷重に対して強度的に弱く
なることを免れ得ない。公知例では、これらの問題点に
関し、ルーフスラブと原子炉室の壁との間に水平２次元
の免震装置を設置し、原子炉構造に作用する水平地震荷
重の低減を行ったものである。第１１図および第１２図
に、公知例の免震装置の詳細図を示す。第１１図に示す
様。

公知例においては、前記の免震装置８，９をルーフスラ
ブの周方向に配置し、原子炉全体を水平免震している。

又、水平免震の構造は、第１２図に示す様にルーフスラ
ブ７の下部にスペーサ８を設け、水平方向に滑動可能と
した構造を有し、又、上記ルーフスラブ７の外周面上原
子炉室の壁９ａとの間にルーフスラブ７の水平方向の大
きな移動量を規制する緩衝器９を設置し、スペーサ８の
摩擦部とともに、原子炉の水平方向運動エネルギーを吸
収する構造である 上記に示す様に公知例においては、水平地震荷重のみの
免震機能を示しているが、上下地震荷重の免震機能に対
しては、配慮をしていない。

しかし、実際に発生する地震荷重は、水平方向のみなら
ず上下方向にも作用し、耐震性を確保すべき構造物は、
水平、上下の震地荷重に対して充分安全であることを検
討しなければならない。例えば、公知例で示したタンク
型ＦＢＨにおいては。

上下動地震荷重に対しても原子炉主容器６やルーフスラ
ブ７および炉心支持構造の構造健全性を確保しなければ
ならない。又、炉心１の出力を制御する制御棒群は、ル
ーフスラブ７の中央に設置されているため、上下動地震
荷重が発生した場合には、ルーフスラブ７が上下振動を
起こし、ひいては炉心に挿入されている制御棒が引き抜
かれる場合が想定される。このため、上下動に対する炉
心−制御棒の上下相対変位についても安全性を検討する
必要がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、構造物の安全性を向上を図ることがで
きる免震装置に関し、水平二方向地震荷重および上下方
向地震荷重を同時に免震可能な三次元免震装置を提供す
ることにある。

〔発明の概要〕

本発明は、被免震構造物をすくなくとも水平な方向へ移
動自在に支持部へ設置した免震支持装置において、前記
支持部と前記移動自在部の間に斜面を備えたスペーサを
前記支持部と前記移動自在部とに対して移動自在に設置
し、前記スペーサの移動に抗する配置で緩衝装置を備え
たことを特徴とした三次元免震支持装置であって、被免
震構造物を水平方向へ移動させるとともに、スペーサの
移動をともなって、水平及び上下の加震力を同時に軽減
するものである。

〔発明の実施例〕

第１図に本発明の三次元免震構造図を示す。本図に示す
様、三次元免震構造物は、免震を行う構造物（ＦＢＲの
ルーフスラブ７）の下に、水平地震荷重の免震を行う上
部スペーサ１０と上下地震１荷重の免震を行う下部スペ
ーサ１１と構造物の自重および上下動地震発生時に作用
する荷重を受けるバネ１２が・傾斜した壁溝１３に設置
されている。

本発明の三次元免震構造は、上記に示す様、水平方向に
おいては、公知例と同じく水平地震荷重を上部スペーサ
１０と下部スペーサ１１との上部滑動面１４にて水平滑
動により免震する。さらに。

上下地震荷重に対しては、下部滑動面１５にて下部スペ
ーサ１１の上下運動を壁溝の傾斜により、背傾斜方向運
動に移し、構造物７に作用する地震荷重を低減するもの
である。第２図は、公知例の水平二次元免震装置の構造
におけるスペーサ８部にゴム等の弾性体１６を組み込ん
だ構造である。

又、第３図は１本発明の三次元免震装置における下部ス
ペーサ部を示したものである。公知例においては、弾性
体組込みによる上下免震に対しては言及していないが、
スペーサ８下部にゴム等の弾性体１６を組込むことによ
り、ある程度上下免震は可能である。しかし、第２図の
構造では、免震を施す機器の重量が全て弾性体１６に作
用するため、弾性体１６がばねの場合バネの耐力は前記
重量に耐える必要がある。又、上下免震を行うためには
、系の固有振動数を低く設定する必要があるため、出来
るだけ軟いバネが必要となる。この様に、弾性体を用い
た上下免震は、前記のバネ設計に際して相反する問題点
がある。本発明は、これらの問題点に対し、解析策をも
含んでいる。すなわち、第３図に示す様に、本発明例で
は前記のノ（ネを傾斜した下部スペーサ１１の側部に設
けて免震部での上下方向固有振動数設定を側部バネ１２
の剛性のみならず傾斜角度θによって設定可能とし、バ
ネ設計の自由度を広げたものである。

第２図にスペーサ８部に弾性体１６を組込んだ場合の上
下固有振動数ｆを示す。ここで免震する構造物の質量ｍ
とし、弾性体のバネ定数をＫとすθは、支持部である溝
壁部の傾斜角度である。上記に示す様、本発明例での上
下方向固有振動数は。

傾斜角度θを大きくする程、上下方向の固有振動数が小
さくなる。すなわち、Ｋを一定とするならば傾斜角度θ
により、上下方向の固有振動数を自由に設定することが
可能となる。言い換えるならば、免震する機器の自重の
制約によりＫを設定後。

傾斜角θにて免諜部での上下方向固有振動数を自由に設
定でき床応答の加速度ピークを機器の共振固有振動数か
ら回避することができる。さらに、本発明においては、
傾斜した滑動面にて摩擦力によるダンピングが発生する
ため、前記の加速度ピークを回避することのみならず加
速度レベルも低下させることが可能である。

さらに、本発明の具体的な例を示せば、以下のとおりで
ある。

ここでは本発明を公知例のタンク型ＦＢＨに適用した場
合の実施例と原子炉建屋に本発明を適用した場合の実施
例について示す。

第４図、第５図において、ＦＢＲのルーフスラブ７の下
面には、上部スペーサ１０が設置され、この上部スペー
サ１０は、下部スペーサ１１の上部水平面へ滑動自在に
滑動面１４を介して設置される。この下部スペーサ１１
の下面は傾斜面になっており、原子炉の支持部である原
子炉壁９ａの溝９ｂの低面に設置される。この溝９ｂの
低面は傾斜面上されており、滑りやすいライニング１３
が設置され、このライニング１３上へ下部スペーサ１１
が滑動自在に滑動面１５で設置される。

溝９ｂの側壁には滑りやすいライニング２３が設置され
、このライニング２３と下部スペーサ１１との間に水平
な方向へ作用方向を受けたばね１２が緩衝装置として配
置されている。

又、ＦＢＲのルーフスラブ７の側面に対向する溝９ｂの
側壁には、従来例と同様に緩衝器９が設置される。

このような、免震装置は、第４図の如く、ルーフスラブ
７の下部外周部にほぼ等間隔に多数設置されている。

地震荷重が作用した場合には、以下の原理により免震を
行なう。

原子炉構造に水平地震荷重が作用した場合には上部スペ
ーサ１０と下部スペーサ１１部に滑動面１４が有るため
、原子炉構造は、静止時の慣性力により留まり農地荷重
により原子炉壁部のみが振動するだけである。又、滑動
面に摩擦力がある場合は、摩擦力は、地震荷重のトリガ
ーの働きをし、摩擦力より大きな水平地震が作用した場
合にスペーサ間にて水平に滑動する。滑動時には、原子
炉構造は前記と同じく静止時の慣性力により留まり原子
炉壁部のみが振動し、水平地震力は原子力構造に伝達し
ない。

一方、原子力構造に、上下地震荷重が作用した場合には
、下部スペーサ１１に上下地震荷重が加わる。しかし、
下部スペーサ１１は、原子炉壁の傾斜した溝９ｂに設置
されていることにより、傾斜した溝９ｂに沿って上下運
動する。この場合、免震する構造物の上下方向固有振動
数は、０「記の第３図に示す様に、免震する構造物の質
量をｍとし、下部スペーサ１１に設けられた側部の弾性
体のバネ定数をＫとし、さらに、溝壁部の傾斜角度図に
、この上下方向の固有振動数ｆを溝部の傾斜角度θの関
係にて示す。第６図より、傾斜角度が大きくなる捏上下
方向の固有振動数は、低下し、免震部での床応答加速度
レベルのピーク値を機器の共振周波数より回避するには
、バネ定数にのみならず傾斜角度θも可成り効果的と判
る。第７図に、周波数域での本発明の効果を示す。第７
図は、横軸に周波数、縦軸に免震部での床応答加速度レ
ベルを示したものである。ここで、図中におけるｆ、は
、原子炉構造の上下方向の共振点である。

又、図中においては、公知例の水平免震装置における床
応答曲線１７、又、公知例のスペーサ下部にゴム等の剛
性Ｋを有する弾性体を設けた場合の床応答曲線１８又本
発明において前記と同じ剛性Ｋを側部バネを下部スペー
サに設けた場合の床応答曲線１９さらに前記曲線１９に
ダイビングが作用した場合の床応答曲線２０を併記した
。本図において、原子炉構造が受ける床応答加速度は、
上下免震を施さない公知例の水平二次元免震装置を用い
た場合には、ａの加速度レベルとなる。又。

公知例の水平二次元免震装置におけるスペーサ下部に剛
性Ｋを有する弾性バネを設置した場合にはｂの加速度レ
ベルとなる。さらに１本発明の三次元免震装置において
、前記剛性Ｋを有する弾性バネを側部に設置した場合で
かつ溝傾斜部でのダンピングが発生した場合には、ｄの
加速度レベルとなる。この様に１本発明における傾斜角
θとダンピングは１機器へ作用する加速度レベルの低下
に非常に効果的である。

次に、本発明を原子炉建屋に採用した建屋免震としての
三次元免震装置を示す。

第８図、第９図は、原子力建屋の床２１とマット２２の
間に本発明の三次元免震装置を設置したものである。建
屋における三次元免震装置の構成は、前記に示した機器
免震装置と同じく、上部スペーサ１０、下部スペーサ１
１、上、下部スペーサ間の上部滑動面１４さらには建屋
の自重および上下動地震発生時に作用する荷重を受ける
支持バネ１２と側部滑動ライニング面２３より成る。こ
のような建屋免震装置における水平上下方向の地震荷重
低減の原理は、前記の機器免震と同じく。

水平荷重に対しては上部滑動面１４にて地層力を低減し
上下方向に際しては、側部支持バネ及び傾斜角θの適切
な設定さらにはダンピングにより加速度レベルを低下す
ることが出来る。

本発明の実施例によれば、水平方向に滑動可能な上部ス
ペーサにより水平方向地震荷重を低減でき、又傾斜した
溝壁部に設置した下部スペーサにより上下方向地震荷重
を低減できる。さらに、上下方向地震荷重の低減に際し
ては、下部スペーサに設置している側部バネ剛性のみな
らず溝部傾斜角度及び傾斜部滑動面におけるダンピング
力も加速度低減に大きな効果がある。このため、公知例
で示した水平二次元装置のスペーサ下部に弾性体を設け
たことにより実現できる上下免震装置に比べ、効果的に
上下地震荷１【を低減できる。

又、上下地震荷重の低減には、上記に示す様。

側部バネ剛性、溝部傾斜角度及び滑動面のダンピングと
三つの因子が効果的に作用するため、側部バネ剛性が機
器の自重を支持する上から制約される場合には、その他
の傾斜角度およびダンピングを効果的に設定することに
より、目的とする上下地震荷重にまで加速度を低減する
ことができる。

〔発明の効果〕

以上の如く１本発明によ°れば、従来の水平二次元免震
に加えて上下方向の免震機能が得られるからあらゆる方
向での免震効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による免震支持部の概念図、第２図は従
来例に垂直ばね構成を組み合せた例の概念図、第３図は
第１図に示した構成の作動原理を説明する図、第４図は
本発明の具体例の学事面図、第５図は第４図の要部縦断
面図、第６図は第３図の傾斜角０と上下固有振動数との
相関グラフ図、第７図は同じく周波数に対する床応答加
速度の相関グラフ図、第８図は本発明の他の具体例を示
す全縦断面図、第９図は第８図のＡ部詳細図、第１０図
はタンク型ＦＢＲの断面図、第１１図は第１ｏ図のＦＢ
Ｒに水平二次元免震装置を採用した場合の学事面図、第
１２図は第１１図の要部縦断面図である。 １・・・炉心、２・・・冷却材、３・・・中間熱交換器
、４・・・主循環ポンプ、５・・・炉心上部機構、６・
・・原子炉容器、７・・・ルーフスラブ、８・・・スペ
ーサ、９・・・緩衝器、１ｏ・・・上部スペーサ、１１
・・・下部スペーサ。 １２・・・側部バネ、１３・・・壁溝傾斜面、１４・・
・上部來１図 躬６図 手′１図 唱〉反数（ＨＤ　すｎ 帛８図 宅９図 怖１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被免震構造物をすくなくとも水平な方向へ移動自在
   に支持部へ設置した免震支持装置において、前記支持部
   と前記移動自在部の間に斜面を備えたスペーサを前記支
   持部と前記移動自在部とに対して移動自在に設置し、前
   記スペーサの移動に抗する配置で緩衝装置を備えたこと
   を特徴とした三次元免震支持装置。 ２、特許請求の範囲の第１項において、支持部は傾斜面
   を有し、前記傾斜面上にスペーサが前記傾斜面の傾斜方
   向へ移動自在に設置され、前記スペーサに被免震構造物
   が水平方向へ移動自在に設置され、前記スペーサと前記
   支持部との間に前記スペーサの移動に抗する配置で弾性
   部材を設置したことを特徴とした三次元免震支持装置。