(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎版上に筒状の側壁を一体に形成して立ち上げ、該側壁には周方向に延在する第１のＰＣ鋼材と上下方向に延在する第２のＰＣ鋼材を配設してプレストレスを導入し、かつ前記側壁の下端部と前記基礎版との間に上下方向に延在する第３のＰＣ鋼材を配設して、該第３のＰＣ鋼材によって前記側壁の下端部に対する上下方向のプレストレスを増強してなる地上ＰＣタンクであって、
前記第３のＰＣ鋼材を前記側壁の外層部に配設するとともに、その内側に前記第２のＰＣ鋼材を配設し、さらにその内側に前記第１のＰＣ鋼材を配設してなり、
前記側壁の下端部において、前記第２のＰＣ鋼材が前記側壁の外層部に配設されていることを特徴とする地上ＰＣタンク。
【請求項２】
請求項１記載の地上ＰＣタンクであって、
隣り合って配設される第３のＰＣ鋼材の両端部の定着部の位置を上下方向にずらして配設してなることを特徴とする地上ＰＣタンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばＬＮＧやＬＰＧ等の液化ガスを貯蔵するためのタンクに係わり、特に側壁にＰＣ鋼材によるプレストレスを導入してなる地上ＰＣタンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の地上ＰＣタンクの構造として特許文献１，２に示すものが知られている。これらはいずれもタンクの側壁に周方向（水平方向）のＰＣ鋼材と上下方向（鉛直方法）のＰＣ鋼材を配設するとともに、側壁の下端部にはさらに他のＰＣ鋼材を配設してプレストレスの増強を図ったものである。
【０００３】
この種のタンクの構造について図３〜図５を参照して説明する。
図中、符号１は基礎版、２はその基礎版１の外周縁部に一体に形成されてそこから立ち上げられた円筒状の側壁、３はそれら基礎版１および側壁２に埋設されている鉄筋であり、これら基礎版１および側壁２は頑強な鉄筋コンクリート造とされてタンクの躯体を構成するものである。
側壁２の下端部にはその外側方向に壁厚が下方に向かって若干増大するハンチ部２ａが形成されており、それにより側壁２の下端部の壁厚は下方に向かって漸次厚くなるようにされている。
【０００４】
側壁２には周方向に沿う第１のＰＣ鋼材４が所定間隔で配設され、また、上下方向に沿う第２のＰＣ鋼材５がその下端部をＵ状に折り曲げた状態で所定間隔で側壁２の全高にわたって配設されており、それら第１のＰＣ鋼材４および第２のＰＣ鋼材５がそれぞれ緊張されて定着されることにより側壁２全体に周方向および鉛直方向のプレストレスが導入されている。
【０００５】
さらに、側壁２の下端部においては図３（ｂ）に示すように上下方向に沿う短尺の第３のＰＣ鋼材６が密に配設されており、それら第３のＰＣ鋼材６は緊張されて上端部が側壁２に対して定着されるとともに下端部が基礎版１に対して定着されている。
これら第３のＰＣ鋼材６は隣り合う第２のＰＣ鋼材５の間に多数（図示例では１０本）配設されることからそれらの相互間隔を十分に確保できないことが通常であり、そのため、特許文献２においては図示例のように第３のＰＣ鋼材６を１本ごとに交互に上下方向にずらすことでそれぞれの両端部の定着強度を確保するようにしている。
【０００６】
なお、第１のＰＣ鋼材４および第２のＰＣ鋼材５はＰＣ鋼撚り線をシース管内に通してポストテンション工法により緊張して定着した構造とされるが、第３のＰＣ鋼材６はＰＣ鋼棒をコンクリート中に直接埋設して直接緊張し定着する構造とされる。
また、図示例のように基礎版１の外周縁部にも周方向に沿ってＰＣ鋼材７を配設してそこにもプレストレスを導入することが好ましい。
【０００７】
上記従来の地上ＰＣタンクにあっては、側壁２全体に対して周方向の第１のＰＣ鋼材４と上下方向の第２のＰＣ鋼材５を配設することに加えて、側壁２の下端部に対して第３のＰＣ鋼材６を配設して側壁２の下端部に対する上下方向のプレストレス力を増強することにより、側壁２全体に対するひび割れ防止効果を合理的に得られるものである。
そのことについて図５を参照して説明する。図５は側壁２においてひび割れが発生する状況を概念的に示すもので、横軸は側壁２の外面での発生応力、縦軸はひび割れ発生に対する限界応力であり、グラフが縦軸よりも右側にあれば発生応力が限界応力を超えて許容幅以上のひび割れが発生し、左側にあればひび割れが発生しないことをイメージとして示すものである。
【０００８】
図中のグラフ(1)は第２のＰＣ鋼材５がない場合である。通常、側壁２の高さ方向中間部は自重による圧縮応力が生じているのでひび割れが発生するような限界応力を超えることはない（グラフが縦軸の左側にある）が、側壁２の下端部および上端部は基礎版１および屋根により変形が拘束されることからそこでは発生応力が限界応力を超えてひび割れが発生してしまう（そこではグラフが縦軸の右側にある）場合がある。
グラフ(2)はその対策のために第２のＰＣ鋼材５を配設した場合であり、この場合は第２のＰＣ鋼材５によるプレストレス力によって側壁全体に大きな圧縮応力を生じさせ（グラフ(1)全体を左側に大きく平行移動させる）、側壁２の下端部および上端部が縦軸の左側にくるようにプレストレス力を導入すればそこでのひび割れの発生を防止できる。しかし、そのためには第２のＰＣ鋼材５に対して大きなプレストレス力を導入する必要があるし、側壁２の中間部に対しては無駄にプレストレスを導入して必要以上の圧縮応力が生じることになり、不合理である。
そこで、側壁２の下端部に第３のＰＣ鋼材６を配設してグラフ(3)のようにその第３のＰＣ鋼材６によって下端部に対するプレストレス力を局所的に増強したうえで、第２のＰＣ鋼材５によるプレストレス力を全体的に低減する（グラフ(2)を右側にずらす）ことにより、側壁２各部での発生応力を限界応力以下に維持（グラフ(3)全体を縦軸の左側に収める）しつつ、第２のＰＣ鋼材５による無駄なプレストレス力を軽減でき、したがって第２のＰＣ鋼材５の所要本数やその緊張力を低減でき、全体として合理的にひび割れ防止効果が得られるのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−２７０９０１号公報
【特許文献２】特開２００９−２６９６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように上記従来の地上ＰＣタンクは優れたひび割れ防止効果が得られるのであるが、側壁２の下端部においては第１〜第３のＰＣ鋼材４，５，６が複雑に錯綜してしまうことが不可避であり、その点では改善の余地を残している。
特に、図４に示しているように、第１のＰＣ鋼材４を側壁２の外層部にタガのように配設してその内側に第２のＰＣ鋼材５を配設し、それら第１、第２のＰＣ鋼材４，５の間の狭隘な隙間に第３のＰＣ鋼材６をさらに配置しなければならず、またその周辺には多くの鉄筋３も配筋されることから、第３のＰＣ鋼材６を設置するためのスペースを確保してそれを精度良く施工することは設計的にも施工的にも容易ではなく、その点で有効な改善策が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記事情に鑑み、本発明は基礎版上に筒状の側壁を一体に形成して立ち上げ、該側壁には周方向に延在する第１のＰＣ鋼材と上下方向に延在する第２のＰＣ鋼材を配設してプレストレスを導入し、かつ前記側壁の下端部と前記基礎版との間に上下方向に延在する第３のＰＣ鋼材を配設して、該第３のＰＣ鋼材によって前記側壁の下端部に対する上下方向のプレストレスを増強してなる地上ＰＣタンクであって、前記第３のＰＣ鋼材を前記側壁の外層部に配設するとともに、その内側に前記第２のＰＣ鋼材を配設し、さらにその内側に前記第１のＰＣ鋼材を配設してなり、前記側壁の下端部において、前記第２のＰＣ鋼材が前記側壁の外層部に配設されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、隣り合って配設される第３のＰＣ鋼材の両端部の定着部の位置を上下方向にずらして配設することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第３のＰＣ鋼材を側壁の外層部に配置したことにより、その第３のＰＣ鋼材のタンク中心軸からの偏心距離が従来の場合よりも大きくなり、これに導入する鉛直プレストレス力が同じであっても従来よりも大きな外面圧縮偏心曲げモーメントが発生し、したがってひび割れを防止するために必要な所要曲げモーメントが同じ場合であれば第３のＰＣ鋼材の所要本数を削減することが可能である。その結果、第３のＰＣ鋼材の本数削減によるコスト削減を図ることができるばかりでなく、側壁の下端部における各ＰＣ鋼材や配筋の納まりが容易となるので設計的に有利であるし、施工性を大きく改善することができ、施工精度を確保するうえでも有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の地上ＰＣタンクの実施形態を示すもので、側壁の断面図および部分正面図である。
【図２】同、側壁下端部（図１（ａ）におけるII部）の拡大断面図である。
【図３】従来の地上ＰＣタンクの一例を示すもので、側壁の断面図および部分正面図である。
【図４】同、側壁下端部（図３（ａ）におけるIV部）の拡大断面図である。
【図５】同、ＰＣ鋼材によるひび割れ抑制効果についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の地上ＰＣタンクの実施形態を図１〜図２に示す。側壁（防液堤）２の外形は図３，図４に示した従来の側壁２と基本的に変わりはなく、側壁２内に配設される第１のＰＣ鋼材、第２のＰＣ鋼材、第３のＰＣ鋼材の位置関係を変更したものであるので、従来のものと共通する構成要素には同一符号を付してその説明は省略する。
【００１６】
図４に示したように、従来の地上ＰＣタンクにあっては、側壁２の外層部に周方向の第１のＰＣ鋼材４を配設してその内側に上下方向の第２のＰＣ鋼材５を配設し、それら第１のＰＣ鋼材４と第２のＰＣ鋼材５との間に第３のＰＣ鋼材６を配設していたのであるが、本実施形態では図２に示すように側壁２の下端部の外層部でハンチ部２ａに第３のＰＣ鋼材６を配設し、その内側で側壁２のハンチ部２ａおよびその上部の一般部における外層部に、側壁２の上端部に定着部を有し、その上端部から基礎版１に至る第２のＰＣ鋼材５を配設し、さらにその内側に第１のＰＣ鋼材４を配設している。第３のＰＣ鋼材６の下部定着部は基礎版１内に設け、上部定着部はハンチ部２ａ内の適宜のコンクリート打継部付近またはハンチ部２ａ上部のコンクリート打継部付近に設ける。
なお、側壁２の外層部とは、側壁２の壁厚方向中心位置よりもタンクに対して外側にある部分、内層部とは逆にタンクに対して内側にある部分をいう。
【００１７】
このように第２のＰＣ鋼材５や第３のＰＣ鋼材６を外層部に配設することにより、これらのＰＣ鋼材のタンク中心軸からの偏心距離が従来の場合よりも大きくなり、したがってその第３のＰＣ鋼材６に導入する鉛直プレストレス力を従来と同じとした場合であっても、１本当たりが発生する外面圧縮偏心曲げモーメントは従来よりも大きくなり、その結果、ひび割れを防止するために必要となる所要曲げモーメントが同じであれば第３のＰＣ鋼材６の所要本数を削減することが可能となる。
たとえば、一設計例によれば、図３（ｂ）に示したように従来において第２のＰＣ鋼材５の間に第３のＰＣ鋼材６を１０本配置する必要がある場合において、本発明のように第３のＰＣ鋼材６を従来より外側に位置させたのでその所要本数を図１（ｂ）に示すように８本にまで削減することが可能となる。
【００１８】
したがって本発明によれば、第３のＰＣ鋼材６の所要本数を削減することによるコスト削減を図ることができるばかりでなく、側壁２の下端部における各ＰＣ鋼材４，５，６や各鉄筋３の配筋上の納まりが容易となるので設計的にも有利であり、また施工性を大きく改善できるし、施工精度を確保するうえでも有利であり、ひいては側壁２の壁厚を削減することも可能である。
【００１９】
なお、上記のように各ＰＣ鋼材４，５，６の位置を変更し、特に第１のＰＣ鋼材４の位置を従来のように側壁２の外層部から内層部に変更して第２、第３のＰＣ鋼材５，６の内側に配置しても、それによるプレストレス力によって側壁２に発生する断面力は変化しないので構造上の特性は変わりがなく、ひび割れ性能に悪影響を及ぼすようなことはない。
いずれにしても、第１のＰＣ鋼材４の配設位置によって側壁２に発生する断面力は変わることはないので、第２のＰＣ鋼材５の内側に位置する限りにおいて、第２のＰＣ鋼材５の外層部における配設位置や側壁２の壁厚によっては、第１のＰＣ鋼材４も側壁２の外層部や壁厚方向中心位置に配設されていてもよい。
【００２０】
また、本発明においても、図１（ｂ）に示すように従来と同様に第３のＰＣ鋼材６を１本ごとに上下にずらして配置することが好ましいが、それらの所要本数を十分に削減し得て定着強度を支障なく確保できる程度の十分な相互間隔を確保できる場合には、必ずしも上下にずらす必要はなく、特許文献１に示されるように上下を揃えて配置することでも良い。
【００２１】
いずれにしても、以上の説明で明らかなように第３のＰＣ鋼材６によるプレストレス力を有効に活用するためにはその位置を可及的に側壁２の最外層部に配置することが好ましいが、第３のＰＣ鋼材６と側壁表面との間には所定のかぶり寸法を確保する必要があることはいうまでもなく、図２に示すように側壁２の外面側に配筋される鉄筋３の内側とすることが現実的であり、そのようにすべきである。
また、第２のＰＣ鋼材５の配設位置は、側壁２においてハンチ部２ａやその上部の一般部においては外層部であり第１のＰＣ鋼材４の外側であるが、第１のＰＣ鋼材４が側壁２の外層部で第２のＰＣ鋼材５が側壁２の内層部に配設されていた従来例に比べれば、側壁２の外面側における圧縮力が効率的に加えられる（その結果、第２のＰＣ鋼材５の量が削減できる。具体的には小径化が図れる）ことになるので、上述してきた発明において第３のＰＣ鋼材６がない場合も考えられる。
それから、ハンチ部２ａとして図２の鎖線で示すように段階的に壁厚を増大させることが考えられる。この場合、個々の段階的増大部２ａ’における下部では、各ＰＣ鋼材５，６の配設位置が側壁２の外層部とはなるが、上部では外層部とはならない。このような場合でも外層部配置になる。つまり、段階的増大部２ａ’のようにすることは工事施工上の関係もあることから、外層部配置かどうかは、側壁２にかかる応力状態を実質的に考慮して判断するものである。
【符号の説明】
【００２２】
１  基礎版
２  側壁
２ａ  ハンチ部
２ａ’  段階的増大部（ハンチ部）
３  鉄筋
４  第１のＰＣ鋼材
５  第２のＰＣ鋼材
６  第３のＰＣ鋼材
７  ＰＣ鋼材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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