(57)【要約】【課題】ブレースに対する好適な補強、特に座屈に対する好適な補強が行なえる球面タンクの耐震補強方法及び耐震補強構造を提供することを目的とする。【解決手段】  交差ブレース５の外周に長さ方向の端部を残して付着防止膜を形成する付着防止膜形成工程と、交差ブレースの外周を、交差ブレースとの間に隙間をあけて縦割り鋼管によって覆うとともに該縦割り鋼管同士の端部の突合せ部分を溶接する鋼管被覆工程と、交差ブレースの外周に形成された付着防止膜と縦割り鋼管の突合せ部分が溶接された鋼管１１との間の隙間にコンクリートまたはモルタルを充填するコンクリート等充填工程とを備える。鋼管被覆工程において、鋼管は、一のブレースを覆う鋼管部分１１Ａと他のブレースを覆う鋼管部分１１Ｂとが、ブレースの交差部分に対応する部分で互いに接合されている。【選択図】図２
2014061921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球面タンクの球殻体を支持する支柱に架け渡される互いに交差する一のブレースと他のブレースからなる交差ブレースを耐震補強する球面タンクの耐震補強方法であって、
前記交差ブレースの外周に長さ方向の端部を残して付着防止膜を形成する付着防止膜形成工程と、
前記交差ブレースの外周を、該交差ブレースとの間に隙間をあけて縦割り鋼管によって覆うとともに該縦割り鋼管同士の端部の突合せ部分を溶接またはボルトにより接合する鋼管被覆工程と、
前記交差ブレースの外周に形成された前記付着防止膜と前記縦割り鋼管の接合部分が溶接またはボルトにより接合された鋼管との間の隙間にコンクリートまたはモルタルを充填するコンクリート等充填工程とを備え、
前記鋼管被覆工程において、前記鋼管は、前記一のブレースを覆う鋼管部分と前記他のブレースを覆う鋼管部分とが、該ブレースの交差部分に対応する部分で互いに接合されていることを特徴とする球面タンクの耐震補強方法。
【請求項２】
前記鋼管被覆工程において、前記一のブレースを覆う鋼管部分と前記他のブレースを覆う鋼管部分との接合部分は、４つの半割り鋼管同士が互いの中央開口部を同じ方向に向けられた状態で互いの長さ方向の突合せ端部を予め接合されてなる半割りの交差ブロックを２個用いて施工されることを特徴とする請求項１に記載の球面タンクの耐震補強方法。
【請求項３】
前記鋼管被覆工程において、前記一のブレースを覆う鋼管部分と前記他のブレースを覆う鋼管部分との接合部分は、前記一のブレースを覆う縦割り鋼管部分に前記他のブレースを覆う縦割り鋼管部分の一部が予め接合されてなる縦割り交差鋼管部材を２個用いて施工されることを特徴とする請求項１に記載の球面タンクの耐震補強方法。
【請求項４】
前記付着防止膜形成工程において、前記交差ブレースの交差部分には前記付着防止膜を形成しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の球面タンクの耐震補強方法。
【請求項５】
球面タンクの球殻体を支持する支柱に架け渡される互いに交差する一のブレースと他のブレースからなる交差ブレースが耐震補強されてなる球面タンクの耐震補強構造であって、
前記交差ブレースの外周に長さ方向の端部を残して形成された付着防止膜と、
前記交差ブレースの外周を該交差ブレースとの間に隙間をあけて覆う鋼管と、
前記交差ブレースの外周に形成された付着防止膜と前記鋼管との間の隙間に充填されたコンクリートまたはモルタルとを備え、
前記鋼管は、前記一のブレースを覆う鋼管部分と前記他のブレースを覆う鋼管部分とが、ブレースの交差部分に対応する部分で互いに接合されていることを特徴とする球面タンクの耐震補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石油や液化ガス等を貯蔵する球面タンクの耐震補強方法及び耐震補強構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現状の球面タンクは、１９６０年〜１９７０年程度の古い耐震基準で建設されたものが多く、東日本大震災のような長周期かつ大規模な地震に耐えきれないことが懸念されている。特に、球面タンクを支持する支柱同士の間に掛け渡されるブレースについては、比較的大きな地震時にブレース同士の交差部分に、設計当時の想定より大きな繰り返し荷重が加わることが判明し、それらブレースについて好適な耐震補強法を施すことが望まれている。
このような要請に応えるものとして、下記特許文献１には、既設ブレースの外周全体を半割り鋼管を用いた円筒ブレースで覆い、該円筒ブレースを溶接で一体形成した耐震補強方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１８４０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１で提案された技術には、ブレースに対する十分な耐震補強、特にブレースに圧縮荷重が加わる際の座屈に対する水平抵抗力の低下が考慮されていないという課題があった。座屈は、通常引張り耐力の１／３〜２／３程度の圧縮軸力で生じ、また、座屈を伴う破壊は、急激に軸力保持能力を失い耐力低下を来たすことから、地震エネルギーの吸収能力が低いため、構造物全体の被害が甚大と成り易い。
加えて、仮に、ブレ−スの座屈だけの被害に止まった場合であっても、ブレースの中央部に大きな残留塑性変形が残るため、地震後には損傷を受けたブレースを全て取り替える必要があった。  
【０００５】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、ブレースに対する好適な補強、特に座屈に対する好適な補強が行なえる球面タンクの耐震補強方法及び耐震補強構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
即ち、請求項１に記載の球面タンクの耐震補強方法は、球面タンクの球殻体を支持する支柱に架け渡される互いに交差する一のブレースと他のブレースからなる交差ブレースを耐震補強する球面タンクの耐震補強方法であって、前記交差ブレースの外周に長さ方向の端部を残して付着防止膜を形成する付着防止膜形成工程と、前記交差ブレースの外周を、該交差ブレースとの間に隙間をあけて縦割り鋼管によって覆うとともに該縦割り鋼管同士の端部の突合せ部分を溶接またはボルトにより接合する鋼管被覆工程と、前記交差ブレースの外周に形成された前記付着防止膜と前記縦割り鋼管の接合部分が溶接またはボルトにより接合された鋼管との間の隙間にコンクリートまたはモルタルを充填するコンクリート等充填工程とを備え、前記鋼管被覆工程において、前記鋼管は、前記一のブレースを覆う鋼管部分と前記他のブレースを覆う鋼管部分とが、該ブレースの交差部分に対応する部分で互いに接合されていることを特徴とする。
【０００７】
これにより、交差ブレースは、鋼管並びにコンクリートまたはモルタルによって曲げ変形を拘束されるため、圧縮荷重をうけたときに、座屈することなく安定的に塑性化する。このように、耐震補強された交差ブレースは、交差ブレースが安定的に塑性化するので、地震時に制振ダンパーとして機能することとなり、もって、簡便な方法で球面タンクの耐震補強を実現することができる。
【０００８】
請求項２に記載の球面タンクの耐震補強方法は、前記鋼管被覆工程において、前記一のブレースを覆う鋼管部分と前記他のブレースを覆う鋼管部分との接合部分は、４つの半割り鋼管同士が互いの中央開口部を同じ方向に向けられた状態で互いの長さ方向の突合せ端部を予め接合されてなる半割りの交差ブロックを２個用いて施工されることを特徴とする。
【０００９】
４つの半割り鋼管同士が互いの中央開口部を同じ方向に向けられた状態で互いの長さ方向の突合せ端部を予め接合されてなる半割りの交差ブロックを予め工場等で製造しておき、現場ではそれら半割りの交差ブロックの突合せ部分を溶接またはボルトで接合するだけで、鋼管の交差部分を簡易に製造することができる。これにより、現場作業を極力少なくすることで、現場での作業効率を向上並びに施工時間の短縮化を図ることができる。
【００１０】
請求項３に記載の球面タンクの耐震補強方法は、前記鋼管被覆工程において、前記一のブレースを覆う鋼管部分と前記他のブレースを覆う鋼管部分との接合部分は、前記一のブレースを覆う縦割り鋼管部分に前記他のブレースを覆う縦割り鋼管部分の一部が予め接合されてなる縦割り交差鋼管部材を２個用いて施工されることを特徴とする。
【００１１】
一のブレースを覆う縦割り鋼管部分に他のブレースを覆う縦割り鋼管部分の一部が予め接合された縦割り交差鋼管部材を２個用いて施工するので、現場ではそれら縦割り交差鋼管部材の突合せ部分を溶接するだけで、鋼管の交差部分を製造することができる。これにより、現場作業を極力少なくすることで、現場での作業効率を向上並びに施工時間の短縮化を図ることができる。
【００１２】
請求項４に記載の球面タンクの耐震補強方法は、前記付着防止膜形成工程において、前記交差ブレースの交差部分には前記付着防止膜を形成しないことを特徴とする。
【００１３】
交差ブレースの交差部分は、そこから延びるブレースの端部側に比べて圧縮時、引張り時のいずれの場合も変形が極めて少ない。したがって、この部分のブレースの軸力が鋼管やコンクリートに伝達するのを防止する必要性がない。交差ブレースの交差部分に付着防止膜を形成してもしなくても強度的に変わらない。この結果、交差ブレースの交差部分に付着防止膜をあえて形成しないことによって、耐震強度を低下させることなく、コストダウン並びに工期の短縮を図ることができる。
【００１４】
請求項５に記載の球面タンクの耐震補強構造は、球面タンクの球殻体を支持する支柱に架け渡される互いに交差する一のブレースと他のブレースからなる交差ブレースが耐震補強されてなる球面タンクの耐震補強構造であって、前記交差ブレースの外周に長さ方向の端部を残して形成された付着防止膜と、前記交差ブレースの外周を該交差ブレースとの間に隙間をあけて覆う鋼管と、前記交差ブレースの外周に形成された付着防止膜と前記鋼管との間の隙間に充填されたコンクリートまたはモルタルとを備え、前記鋼管は、前記一のブレースを覆う鋼管部分と前記他のブレースを覆う鋼管部分とが、ブレースの交差部分に対応する部分で互いに接合されていることを特徴とする。
この場合、前記請求項１に記載した発明と同様の効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、交差ブレースが安定的に塑性化するので、地震時に制振ダンパーとして機能することとなり、もって、簡便な方法で、球面タンクの耐震補強を実現することができる。
【００１６】
加えて、交差ブレースが安定的に塑性化するので、地震時に制振ダンパーとして機能することで、タンク全体の設計地震力を低減される。したがって、ブレース以外の支柱・基礎・杭・接合部の設計地震力が低減されることになり、交差ブレースの耐震補強だけで、他の部材の耐震補強は不要となる。
さらに、交差ブレースを覆う鋼管同士が、ブレースの交差部分に対応する部分、つまり通常はそれら鋼管の長さ方向中央部分で互いに接合されているため、既設ブレースの外周を鋼管並びにコンクリートまたはモルタルによって個々に独立して覆う場合に比べて、高強度の耐震補強が行なえる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、現場作業を極力少なくすることで、現場での作業効率を向上並びに施工時間の短縮化を図ることができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様に、現場作業を極力少なくすることで、現場での作業効率を向上並びに施工時間の短縮化を図ることができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、耐震強度を低下させることなく、コストダウン並びに工期の短縮を図ることができる。
請求項５に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態の球面タンクの耐震補強方法が適用される球面タンクの構造を示し、（ａ）が球面タンクの耐震補強前の構造を示す概略側面図、（ｂ）が球面タンクの耐震補強後の構造を示す概略側面図である。
【図２】本発明の実施形態の球面タンクの耐震補強構造の要部を示す拡大側面図である。
【図３】図２のIII―III線に沿う断面図である。
【図４】本発明の実施形態の球面タンクの耐震補強方法の付着防止膜形成工程を説明する側面図である。
【図５】本発明の実施形態の球面タンクの耐震補強方法の鋼管被覆工程を説明する一部を断面した側面図である。
【図６】本発明の実施形態の球面タンクの耐震補強方法の鋼管被覆工程で用いる縦割り鋼管及び半割りの交差ブロックを説明する斜視図である。
【図７】本発明の実施形態の球面タンクの耐震補強方法の鋼管被覆工程で用いる縦割り鋼管及び縦割り交差鋼管部材を説明する斜視図である。
【図８】本発明の実施形態の球面タンクの耐震補強構造の作用を示す図である。
【図９】図８で表されたブレースの具体的構造を示す図であり、（ａ）が既設のブレースの側面図、（ｂ）が背景技術で紹介した先行技術のブレースの側面図、（ｃ）が本発明に係るブレースの側面図である。
【図１０】本発明の実施形態の球面タンクの耐震補強構造で用いられたブレースの特性を示す図である。
【図１１】本発明の球面タンクの耐震補強構造との比較のために示すものであって、（ａ）は一般的なタイロッドブレースの圧縮引張特性、（ｂ）は一般的な鋼管ブレースの圧縮引張特性である。
【図１２】減衰定数と応答倍率補正係数との関係を示す図である。
【図１３】本発明の球面タンクの耐震補強構造の他の例を示す概略側面図である。
【図１４】本発明の球面タンクの耐震補強構造のさらに他の例を示すもので、（ａ）は概略側面図、（ｂ）は（ａ）Ｂ−Ｂ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態の球面タンクの耐震補強方法が適用される球面タンクの構造を示し、（ａ）が球面タンクの耐震補強前の構造を示す概略側面図、（ｂ）が球面タンクの耐震補強後の構造を示す概略側面図である。図２は本発明の実施形態の球面タンクの耐震補強構造の要部を示す拡大側面図、図３は図２のIII―III線に沿う断面図である。
【００２２】
図１（ａ）に示すように、耐震補強前の球面タンク１は、内部に石油や液化ガスを貯蔵する球殻体２が支柱３によって支持されている。支柱３は、基礎４上に垂直状に立設されている。隣り合う支柱３同士の間には、それら支柱３の上端部と下端部とをそれぞれ接続するＸ字状の交差ブレース５が配設されている。
【００２３】
すなわち、交差ブレース５は、対をなす一の支柱３の上端部と他の支柱３の下端部を接続する一のブレース５Ａと、前記一の支柱３の下端部と前記他の支柱の上端部を接続する他のブレース５Ｂとからなっている。交差ブレース５は、互いのブレース５Ａ、５Ｂの中央部が接合されていても、接合されていなくても良い。また、ブレース５Ａ、５Ｂが接合されていない場合には、それらの中央部分が接しているか、接していないまでも極近傍に配置されている。
また、ブレース５Ａ、５Ｂは、引張り・圧縮荷重に耐え得るよう、棒状あるいはパイプ状の鋼材からなっている。また、ブレース５Ａ、５Ｂの断面形状としては、円状やリング状に限られることなく、角形あるいは楕円状であってもよく、さらにはＨ形やＩ形であってもよい。
【００２４】
このような既設の球面タンクの支持構造に本発明に係る耐震補強が行なわれる。耐震補強は、図１（ｂ）に示すように交差ブレース５に対して行なわれる。
すなわち、耐震補強が行なわれた後の構造は、交差ブレース５の外周に長さ方向の端部を残して形成された付着防止膜１０と、交差ブレース５の外周を該交差ブレース５との間に隙間をあけて覆う鋼管１１と、交差ブレース５の外周に形成された付着防止膜１０と鋼管１１との間の隙間に充填されたコンクリート１２またはモルタルとを備える。
【００２５】
付着防止膜１０は、例えば、シート状のゴムを主成分とする粘弾性材よりなる付着防止用材料として形成されており、シート状のゴム以外の材料としては、粘弾性プラスチック、天然ゴム、ポリイソプン、ポリブタジエン、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリクロロプレン、ポリイソブチレン、アスファルト、ペイント、及び、それらの混合物を使用することができる。
【００２６】
前記鋼管１１は、断面リング状に限られることなく、他の形状であっても良い。例えば、ブレース５Ａ、５Ｂが断面Ｈ形のものあるいはＩ形のものを用いる場合には、角形のパイプを用いても良い。また、鋼管１１は、一のブレース５Ａを覆う鋼管部分１１Ａと他のブレース５Ｂを覆う鋼管部分１１Ｂとが、ブレースの交差部分に対応する部分、例えばそれら鋼管部分の中央部分で互いに接合されている。
【００２７】
次に、球面タンクの耐震補強方法について説明する。
図４、図５は本発明の実施形態の球面タンク１の耐震補強方法を説明するための図であって、図４は付着防止膜形成工程を説明する側面図、図５は鋼管被覆工程を説明する一部を断面した側面図である。また、図６は本発明の実施形態の球面タンクの耐震補強方法の鋼管被覆工程で用いる縦割り鋼管及び半割りの交差ブロックを説明する斜視図、図７は本発明の実施形態の球面タンクの耐震補強方法の鋼管被覆工程で用いる縦割り鋼管及び縦割り交差鋼管部材を説明する斜視図である。
【００２８】
球面タンク１を耐震補強するには、まず、図４に示すように、交差ブレース５の外周にそれらブレース５Ａ、５Ｂの長さ方向の両端部を残して付着防止膜１０を形成する（付着防止膜形成工程）。具体的には、付着防止膜１０の材料が液状の場合、ブレース５Ａ、５Ｂの外周にそれら材料を塗布することにより、また、付着防止膜１０の材料が予め布状に形成されている場合には、それら材料をブレース５Ａ、５Ｂの外周に巻き付けることにより、付着防止膜１０を形成する。
なお、交差ブレース５の交差部分５Ｃにはあえて付着防止膜１０を形成しない。
【００２９】
次いで、交差ブレース５の外周を、該交差ブレース５との間に隙間Ｓをあけて縦割り鋼管１３によって覆うとともに該縦割り鋼管１３同士の端部の突合わせ部分、すなわち図６、図７に示すように、周方向端部の突合せ部分１３ａと軸線方向端部の突合せ部分１３ｂをそれぞれ溶接することにより、交差ブレース５の交差部分及び前記付着防止膜１０を形成した箇所の外周を鋼管１１によって覆う（鋼管被覆工程）。
なお、図６では縦割り鋼管２がブレースの長さ方向に２分割されたものを用いているが、ブレースが長い場合には、縦割り鋼管２を長さ方向３分割以上されたものを用いても良い。
【００３０】
ここで、鋼管１１のブレースの交差部分に対応する部分は、前述したように両鋼管部分１１Ａ、１１Ｂの中央部分で互いに接合されているが、この両鋼管部分の接合部分の施工は、図６に示す交差ブロック１４を用いる方法と、加工工場からの運搬が可能な場合は、図７に示す交差鋼管部材１６を用いる方法が考えられる。
【００３１】
図６に示す施工方法は、半割りの交差ブロック１４Ａ、１４Bを２個用いて施工するものであり、半割りの交差ブロック１４Ａ（１４B）は、４つの半割り鋼管１５同士が互いの中央開口部１５ａを同じ方向に向けられた状態で互いの長さ方向の突合せ端部を接合されたものである。これら両半割りの交差ブロック１４Ａ、１４Ｂの突合せ部分を、現場にて溶接することにより、両鋼管部分１１Ａ、１１Ｂの中央部分の互いに接合される部分を簡易に形成することができる。
そして、交差ブロック１４の４つの接合端部には、それぞれ前記縦割り鋼管１３の軸線方向の一方の端部１３ｂが溶接される。
【００３２】
図７に示す施工方法は、縦割り交差鋼管部材１６Ａ、１６Ｂを２個用いて施工するものであり、縦割り交差鋼管部材１６Ａ（１６Ｂ）は、一のブレース５Ａを覆う半割り鋼管部分１７に、他のブレースを覆う半割り鋼管部分１３の一部である交差部分１３ｃが切り離されて、所定の交差角をもつように予め接合されたものである。これら両縦割り交差鋼管部材１６Ａ、１６Ｂの突合せ部分を、現場にて溶接することにより、一のブレースを覆う鋼管１１Ａを形成すると同時に、両鋼管部分１１Ａ、１１Ｂの中央部分の互いに接合される部分を形成することができる。
そして、交差鋼管部材１６の２つの接合端部には、それぞれ前記縦割り鋼管１３の軸線方向の一方の端部１３ｂが溶接される。
【００３３】
次いで、交差ブレース５の外周に形成された付着防止膜１０と縦割り鋼管の突合せ部分等が溶接された前記鋼管１１との間の隙間Ｓにコンクリート１２またはモルタルを充填する（コンクリート等充填工程）。
この場合、コンクリート等の充填方法としては、鋼管１１の下端からある程度の圧力をかけた状態でコンクリート等を注入すればよい。また、鋼管１１の端部は、必要に応じて蓋体によって閉塞し、内部に充填したコンクリート等が漏れ出ないようにする。なお、蓋体はコンクリート等が硬化した時点で撤去する。
【００３４】
次に、前述のようにして施工された球面タンクの耐震補強構造の作用について説明する。  
図８は、本発明の実施形態の球面タンクの耐震補強構造の作用を示す図であって、縦軸に圧縮力、横軸に軸縮み（ひずみ）をそれぞれとっている。この図において（ａ）は耐震補強前のブレースの特性、（ｂ）はブレースの外周を鋼管で被覆してなる背景技術で説明した従前の耐震補強後のブレースの特性、（ｃ）は本発明の耐震補強後のブレースの特性をそれぞれ示している。なお、これらブレースの具体的構成は図９に示す。
【００３５】
図８（ａ）に示すように、耐震補強前のブレースは軸方向の圧縮力が加わった際に図中イで示すように、比較的小さい圧縮力で座屈が生じて破壊してしまう。また、図８（ｂ）に示すように、背景技術で説明した従前の耐震補強後のブレースの場合、軸方向の圧縮力が加わった際に、比較的高い圧縮力で座屈が生じ破壊してしまい、塑性変形領域は表れない。これに対し、図８（ｃ）に示すように、本発明の耐震補強後のブレースでは、軸方向の圧縮力が加わった際に最初弾性変形し、周囲を鋼管とコンクリートまたはモルタルで拘束されているために座屈を生じることなくその後ある一定の圧縮力で軸線方向に縮む圧縮塑性変形が生じる。つまり、本発明の耐震補強後のブレースでは、鋼管１１及びコンクリート１２等によってブレースの軸方向に直交する方向の変形が拘束され、座屈することなく安定的に塑性化することが分かる。さらにポアソン比の影響で圧縮塑性変形したブレースの断面はわずかに大きくなるが、付着防止膜１０がこの断面の増大を吸収するため、付防防止機能は維持され、鋼管とコンクリートまたはモルタルがブレースの軸力を負担することはない。
【００３６】
図１０は、本発明の実施形態の球面タンクの耐震補強構造で用いられる耐震補強されたブレースの復元力特性を示す図である。縦軸に軸力／降伏軸力比、横軸に軸歪みをそれぞれとっている。
この図から分かるように、本発明の耐震補強後のブレースでは、圧縮側と引張り側とで剛性差がなくかつ耐力差もない。その結果、圧縮側でも引張り側と同様の安定した紡錘形の履歴特性が得られることとなり、これにより、想定外の軸力が発生するような地震に対しても、座屈することなく引張り降伏と圧縮降伏を繰り返すことで、安定した状態で地震エネルギーを吸収する、いわゆる制振効果を発揮する。
【００３７】
このような特性となるのは、前述したように、鋼管１１及びコンクリート１２等によりブレースの軸方向に直交する方向の変形が拘束されて、ブレースの座屈が防止されていること、また、付着防止膜１０によってコンクリートがブレースに付着するのを防止されて、ブレースの剛性や引張り耐力は耐震補強前と変わらず、座屈耐力だけが引張り耐力と同等となっていることのためである。
【００３８】
図１１は、本発明の球面タンクの耐震補強構造との比較のために示すものであって、（ａ）は一般的なタイロッドブレースの圧縮引張特性、（ｂ）は一般的な鋼管ブレースの圧縮引張特性である。この図おいて、縦軸の上側は引張軸力、縦軸の下側は圧縮軸力、横軸の右側は軸に沿った延びの変形量、横軸の左側は軸に沿った縮みの変形量をそれぞれとっている。
図１１において、圧縮引張特性で囲まれる面積が、大きいほど、地震に対するエネルギー吸収性能、すなわち減衰性能（減衰定数）が高いことを示している。図１１（ａ）、（ｂ）ともに、ブレースが圧縮時に早期に座屈を生じ、地震時に繰り返し発生する圧縮力・引張り力に対するエネルギー吸収性能が低いことが分かる。
一方、本発明の球面タンクの耐震補強構造では、前記図１０にも示すように、座屈しないので大きな面積を得られることが分かる。
【００３９】
図１２は減衰定数と応答倍率補正係数との関係を示す。この図１２は、減衰性能（減衰定数）が高いときに地震力を低減する効果があることから、応答倍率補正係数が小さくなっていることを示している。すなわち、減衰定数を上げることは、建物全体の地震力を低減することができることを示している。
したがって、建物全体の地震力を低減することは、ブレースだけでなく、支柱・基礎・杭・接合部など構造物全体の部材サイズの低減につながり、経済的に有利である。
【００４０】
さらに、新たに設定された耐震基準を満足できなかった従前の球面タンクであっても、本発明の球面タンクの耐震補強方法が施されれば、ブレース以外の構造物に発生する地震荷重が低減される。具体的には、構造物全体の減衰定数を増加させることで、ブレースの設計用荷重を低減するだけでなく、球面タンク構造全体に生じる地震力が少なくなるため、ブレースだけでなく支柱・基礎・杭・接合部などのすべての部材に発生する地震力を低減することができる。これにより、既存の球形タンクが耐震基準を満足しない場合でも本考案を適用することで耐震基準を満足させることができる。
【００４１】
従来の耐震補強は、ブレースの断面の増加による補強が一般的で、ブレースの強度が上がればブレース以外の部材にもより大きな荷重が発生するために、ブレース以外の支柱や基礎や杭や接合部の補強が必要とされることが多い。
これに対し、本発明は従来のブレースに対し断面を増加することなく座屈防止のみを行うので、圧縮耐力は引張耐力と同等まで増加するが、引張耐力は増加することなく、図１０のような履歴面積の大きなエネルギー吸収性能を得ることができる。このエネルギー吸収性能により地震の揺れの低減する効果を得ることができ、また、ブレースの最大軸力は補強前より増加しないので、ブレース以外の支柱や基礎や杭や接合部に発生しうる荷重も増加することがなく、このためブレース以外の部材は補強の必要がない。
【００４２】
加えて、本発明の球面タンクの耐震補強方法が施されたブレースは、既設ブレースを覆う鋼管１１Ａ、１１Ｂ同士が、ブレース５の交差部分に対応する部分で互いに接合されているため、それら鋼管１１Ａ、１１Ｂの剛性を相互に高めることができる。このため、既設ブレースの外周を鋼管並びにコンクリートまたはモルタルにより個々に独立して覆う場合に比べて、高強度の耐震補強が行なえる。
言い換えれば、同等の耐震強度得れば足りる場合、既設ブレースを覆う鋼管１１の小径化並びに薄肉化を計ることができる。
【００４３】
さらに、本発明の球面タンクの耐震補強方法によれば、鋼管被覆工程において、一のブレースを覆う鋼管部分と前記他のブレースを覆う鋼管部分との接合部分を、半割りの交差ブロック１４Ａ、１４Ｂを２個用いて施工する、あるいは、縦割り交差鋼管部材１６Ａ、１６Ｂを２個用いて施工するので、現場では、それら半割りの交差ブロック１４Ａ、１４Ｂの突合せ部分を溶接するだけで、あるいは縦割り交差鋼管部材１６Ａ、１６Ｂの突合せ部分を溶接するだけで、鋼管１１の中央の接合部分を製造することができる。この結果、現場作業を極力少なくすることで、現場での作業効率を向上並びに施工時間の短縮化を図ることができる。
【００４４】
なお、本発明の球面タンクの耐震補強方法または耐震補強構造は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、図１３に示すように、耐震補強対象としては、交差ブレースに限られることなく、支柱３についても同様な耐震補強を行なうことで、支柱３が座屈して損傷されるのを防止することもできる。
また、前記実施形態では、既設球面タンクの支持構造について追加工事によって耐震補強を行なう場合を例に挙げて説明したが、これに限られることなく、本発明は、新設の球形タンクの耐震補強構造にも適用できる。
例えば、図１４に示すように、耐震補強対象としては、断面長方形状の平板ブレース２１Ａ、２１Ｂが組み合わされる新設の交差ブレース２１を耐震補強する場合にも本発明は適用可能である。この場合、鋼管２２としては、図１４（ｂ）では、断面リング状の鋼管を用いているが、これに限られることなく、ブレースの断面形状に合わせて、断面正方形状、あるいは断面長方形状の角型の鋼管を用いても良い。
【００４５】
また、前記実施形態では、交差ブレース５の外周を覆う鋼管１１を、軸線に沿った縦の半割り形状の鋼管を用いて施工を行なっているが、これに限られることなく、例えば、縦の３分割の鋼管を用いて施工することも可能である。
また、前記実施形態では、交差ブレース５の端部を補強せず、交差ブレース５の中間部のみ座屈防止用の補強を行なっているが、これに限られることなく、必要に応じてブレースの支柱への接合部分を補強しても良い。
【００４６】
また、既存ブレースの代表として、鋼管ブレースとタイロッドブレースがあり、鋼管ブレースは交差部分を溶接しているが、タイロッドブレースの交差部分は互いに接しているだけで溶接を行っていない。本考案は、どちらのタイプも適用することができる。
タイロッドブレースの場合も、鋼管ブレースと同じように周囲を付着防止材を設置し、鋼管とコンクリートまたはモルタルで拘束することで圧縮力に対し、座屈を防止し、図１０のような安定した面積の大きいエネルギー吸収性能を得ることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  球面タンク
２  球殻体
３  支柱
４  基礎
５  交差ブレース５
５Ａ  一のブレース
５Ｂ  他のブレース
５Ｃ  交差ブレースの交差部分
１０  付着防止膜
１１  鋼管
１１Ａ  一のブレースを覆う鋼管部分
１１Ｂ  他のブレースを覆う鋼管部分
１２  コンクリートまたはモルタル
１４  交差鋼材ブロック
１４Ａ、１４Ｂ  半割りの交差ブロック
１６  交差鋼管部材
１６Ａ、１６Ｂ  縦割り交差鋼管部材
Ｓ  隙間
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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