(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鋼製浮体ユニットと、
該鋼製浮体ユニットを収容する複数の浮体収容部を有する枠体と、
前記鋼製浮体ユニットの前記枠体に対する変位を吸収して前記鋼製浮体ユニットと該枠体とを接続する可撓性の係留手段として積層ゴムとを有し、前記枠体が、平面形状が三角形の前記浮体収容部を複数組み合わせて三角格子状に形成されてなることを特徴とする浮体構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浮体構造物に関し、浮プラットフォ−ム、海上空港、浮体工場、浮倉庫等に用いられる、超大型の浮体式海洋構造物の構造型式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
船舶や浮防波堤等の鋼製の海洋構造物に波浪外力が作用した時の応答や荷重を考える場合は、一般的に構造物を剛体として取り扱うことが可能である。
近年このような浮体構造物として、長さが数キロにも及ぶ超大型浮体が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような超大型の浮体構造物においては、弾性応答が大きくなることから、もはや剛体とみなすことが困難となる。そのため、超大型の浮体構造物に対して波浪外力が作用した際には、図７（ａ）に示すような平面形状の浮体構造物Ｆ１が、例えば、図７（ｂ）に示すように弾性変形して、波浪外力に対する応答が薄い膜のような挙動を示す。
その結果、超大型の浮体構造物では、今まで考慮されていなかった弾性変形の可能性を考慮に入れる必要性が生じ、かつ、この弾性変形が構造強度に与える影響が大きいために、弾性変形した場合でも充分な構造強度を有するという必要性を生じていた。しかし、この弾性変形可能性と充分な構造強度という要求は、相反するものであり、実現するには困難を生じていた。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、外力による弾性変形の減少を図りつつ、構造強度を確保する浮体構造物の提供を目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の鋼製浮体ユニットと、
該鋼製浮体ユニットを収容する複数の浮体収容部を有する枠体と、
前記鋼製浮体ユニットの前記枠体に対する変位を吸収して前記鋼製浮体ユニットと該枠体とを接続する可撓性の係留手段として積層ゴムとを有し、前記枠体が、平面形状が三角形の前記浮体収容部を複数組み合わせて三角格子状に形成されてなることにより上記を課題を解決した。
そのため、本発明の浮体構造においては、枠体の浮体収容部に係留手段によって浮体（鋼製浮体ユニット）を収容したので、波浪外力等が作用した際に、枠体に対して浮体が可動となり、外力による枠体の弾性変形の減少を図り、浮体構造物の構造強度を確保することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る浮体構造物の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。図１は本実施形態における浮体構造物を示す平面図、図２は図１の部分拡大平断面図、図３は図１の部分拡大側面図である。これらの図において、符号１０は浮体構造物、１１は枠体（鉄筋コンクリート枠）、１２は浮体（鋼製浮体ユニット）、１３は係留手段、１４は上甲板、Ｗは海面である。
【０００７】
浮体構造物１０は、図１ないし図３に示すように、複数の浮体（鋼製浮体ユニット）１２と、該浮体１２を収容する複数の浮体収容部１１ａを有する枠体（鉄筋コンクリート枠）１１と、前記浮体１２と該枠体１１とを複数箇所で接続する可撓性の係留手段１３とを有する。
【０００８】
鉄筋コンクリート製の枠体１１は、図１ないし図３に示すように、平断面長方形の浮体収容部１１ａを複数有する格子状に形成される。該浮体収容部１１ａは鉄筋コンクリート枠１１内部に設けられ上下が開口した空間とされ、この浮体収容部１１ａの内部には、浮体１２がそれぞれ収納される。鉄筋コンクリート枠１１の上部には、図３に示す鋼製あるいは鉄筋コンクリート製の上甲板１４が設けられて、該上甲板１４には、浮体構造物１０の設置目的に添ってさらに上部構造物が設けられる。
浮体収容部１１ａは、図１に示すような鉄筋コンクリート枠１１に対する規則的な配置でなくてもよい。
また、鉄筋コンクリート枠１１と上甲板１４とを、一体として形成することも可能である。
【０００９】
中空の鋼製の浮体１２は、図１ないし図３に示すように、その長辺において３箇所、短辺において１箇所づつ前記浮体収容部１１ａの内側に対して係留手段１３により接続される。
【００１０】
図４は、鉄筋コンクリート枠１１と鋼製浮体ユニット１２との係留部分の拡大図であり、係留手段１３は、例えばゴムシート１３ｃと鉄板１３ｄとを積層した積層ゴム１３ａとされて、該積層ゴム１３ａの両端に、フランジ１３ｂ，１３ｂが設けられ、該フランジ１３ｂ，１３ｂが、鉄筋コンクリート枠１１と、鋼製浮体ユニット１２とに固定される。
【００１１】
このような浮体構造物１０においては、鋼製浮体ユニット１２の浮力により、該鋼製浮体ユニット１２に係留手段１３を介して接続された鉄筋コンクリート枠１１，および上甲板１４等が海面Ｗ上に浮設される。
【００１２】
浮設された浮体構造物１０において、波浪等によって鋼製浮体ユニット１２に外力が作用し、該鋼製浮体ユニット１２が水平方向に変位しようとする場合には、積層ゴム１３ａに対して圧縮引張力が作用し、ゴムシート１３ｃが伸縮することによって、鋼製浮体ユニット１２の鉄筋コンクリート枠１１に対する変位を吸収し、鉄筋コンクリート枠１１に作用する外力を削減することができる。
【００１３】
また、浮設された浮体構造物１０において、波浪等によって鋼製浮体ユニット１２に外力が作用し、該鋼製浮体ユニット１２が上下方向に変位しようとする場合には、積層ゴム１３ａに剪断力が作用し、ゴムシート１３ｃが撓むことによって、鋼製浮体ユニット１２の鉄筋コンクリート枠１１に対する変位を吸収し、鉄筋コンクリート枠１１に作用する外力を削減することができる。
【００１４】
このように、係留手段１３により鉄筋コンクリ−ト枠１１に対して各浮体ユニット１２を、上下方向及び水平方向にある程度の運動を許すように固定しているので、係留手段１３の弾性変形により、波浪外力を吸収し、浮体構造物１０全体の運動量を減少させて弾性変形を低減することができる。
【００１５】
また、浮体構造物１０においては、鉄筋コンクリ−ト枠１１を、浮体収容部１１ａを形成して波浪の影響を受ける平面面積の小さい格子状としたので、浮体構造物１０が部分変形した場合に、該浮体構造物１０全体における弾性変形量を小さくすることが可能となるとともに、波浪等が作用した際に、浮体収容部１１ａから波浪を通過させて、鉄筋コンクリート枠１１に作用する外力を低減することができる。
【００１６】
次に、本発明に係る浮体構造物の第２実施形態を、図面に基づいて説明する。図５は本実施形態における浮体構造物を示す平面図、図６は図５の部分拡大平断面図である。これらの図において、符号２０は浮体構造物、２１は枠体（鉄筋コンクリート枠）、２２は浮体（鋼製浮体ユニット）、２３は係留手段である。
【００１７】
本実施形態において、浮体構造物２０は、図５，図６に示すように、複数の浮体（鋼製浮体ユニット）２２と、該浮体２２を収容する複数の浮体収容部２１ａを有する枠体（鉄筋コンクリート枠）２１と、前記浮体２２と該枠体２１とを複数箇所で接続する可撓性の係留手段２３とを有する。
【００１８】
鉄筋コンクリート製の枠体２１は、図５，図６に示すように、平面形状が三角形の浮体収容部２１ａを複数組み合わせて三角格子状に形成される。該浮体収容部２１ａは鉄筋コンクリート枠２１内部に設けられ上下が開口した空間とされ、この浮体収容部２１ａの内部には、浮体２２がそれぞれ収容され、鉄筋コンクリート枠２１の上部には、鋼製あるいは鉄筋コンクリート製の上甲板が設けられて、該上甲板には、浮体構造物２０の設置目的に添ってさらに上部構造物が設けられる。
浮体収容部２１ａは、図５に示すような鉄筋コンクリート枠２１に対する規則的な配置でなくてもよい。
また、鉄筋コンクリート枠２１と上甲板とは、一体として形成することも可能である。
【００１９】
中空円筒状の鋼製の浮体２２は、図６に示すように、その円周面において３箇所、それぞれ前記浮体収容部２１ａの各辺に対して係留手段２３により接続される。
係留手段２３は、図４に示した第１実施形態の係留手段１３と同様な積層ゴムの両端にフランジが設けられ、鉄筋コンクリート枠２１と、鋼製浮体ユニット２２とに固定される。
【００２０】
本実施形態においては、鋼製浮体ユニット２２，係留手段２３，鉄筋コンクリート枠２１および上甲板等からなる浮体構造物２０が、鋼製浮体ユニット２２の浮力により、海面上に浮設される。
【００２１】
浮設された浮体構造物２０において、波浪等によって鋼製浮体ユニット２２に外力が作用し、該鋼製浮体ユニット２２が変位しようとする場合には、積層ゴムに対して圧縮引張力または剪断力が作用しゴムが伸縮または撓むことにより、鋼製浮体ユニット２２の鉄筋コンクリート枠２１に対する変位が吸収されて、鉄筋コンクリート枠２１に作用する外力を削減することができる。
【００２２】
このように、係留手段２３により鉄筋コンクリ−ト枠２１に対して各浮体ユニット２２を、ある程度の運動を許すように固定しているので、係留手段２３の弾性変形により、波浪外力を吸収し、浮体構造物２０全体の運動量を減少させて弾性変形を低減することができる。
【００２３】
また、浮体構造物２０においては、鉄筋コンクリ−ト枠２１を、浮体収容部２１ａを組み合わせた三角格子状としたので、浮体構造物２０が部分変形した場合に、該浮体構造物２０全体における弾性変形量を小さくすることが可能となるとともに、波浪等が作用した際に、浮体収容部２１ａから波浪を通過させて、鉄筋コンクリート枠２１に作用する外力を低減することができる。
さらに、浮体収容部２１ａを三角形状として鉄筋コンクリート枠２１を三角格子状としたので、該鉄筋コンクリート枠２１における外力による曲げやねじりに対する強度を向上することができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の浮体構造物によれば、複数の浮体と、該浮体を収容する複数の浮体収容部を有する枠体と、前記浮体と該枠体とを接続する可撓性の係留手段とを有するため、超大型の浮体構造物であっても、浮体収容部を波浪が通過可能なことにより枠体へ作用する波浪外力を低減し、かつ、係留手段が弾性変形することにより浮体が枠体に対して移動可能なため、浮体構造物全体の強度確保と、外力による枠体の弾性変形の減少とを同時に図ることができ、その結果、大きい外力が作用した場合にも、損傷を免れることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る浮体構造物の第１実施形態を示す平面図である。
【図２】図１の浮体収容部付近を示す拡大平断面図である。
【図３】図１の浮体収容部付近を示す拡大側面図である。
【図４】図１の係留手段付近を示す側面図である。
【図５】本発明に係る浮体構造物の第２実施形態を示す平面図である。
【図６】図５の浮体収容部付近の拡大平断面図である。
【図７】浮体構造物における非変形状態（ａ）および波浪等による変形状態（ｂ）を示す図である。
【符号の説明】
１０，２０…浮体構造物
１１，２１…枠体（鉄筋コンクリート枠）
１１ａ，２１ａ…浮体収容部
１２，２２…浮体（鋼製浮体ユニット）
１３，２３…係留手段
１３ａ…積層ゴム
１３ｂ…フランジ
１３ｃ…ゴムシート
１３ｄ…鉄板
１４…上甲板
Ｗ…海面
【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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【図６】
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【図７】
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