(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
球形タンクの球殻体が複数本の支柱で支持され、該支柱間に傾斜して設けられたパイプブレースの交差部の交差する一方向のパイプブレースの中央交差箇所の円筒管上下に開口されたスリットに、八角形の補強用接続プレートが嵌合され、当該補強用接続プレートに嵌合された一方向のパイプブレースのスリット周縁部が溶接固着され、上記補強用接続プレートの両端部のそれぞれが交差する他の二方向のパイプブレースの各先端部に開口されたスリットに嵌合され、上記他の二方向のパイプブレースの一方向のパイプブレースとの当接箇所及び補強用接続プレートが嵌合されたスリット周縁部が溶接固着された一体構造であることを特徴とする球形タンク脚部のパイプブレース交差部の構造。
【請求項２】
請求項１記載の交差するパイプブレースの一方向のパイプブレースの円筒管内部において、請求項１記載の八角形の補強用接続プレートの両端部近傍の当該補強用接続プレート面に直交して表裏対称となる箇所のそれぞれに、半円板状の補強用プレートが合計４箇所設けられ、上記半円板状の補強用プレートが一方向のパイプブレースの円筒管内壁面及び補強用接続プレートとの当接箇所で溶接固着された構造であることを特徴とする請求項１記載の球形タンク脚部のパイプブレース交差部の構造。
【請求項３】
請求項１又は２記載の一方向のパイプブレースと他の二方向のパイプブレースの中央交差箇所において、上記他の二方向のパイプブレース先端部の上記八角形の補強用接続プレートが嵌合されたスリットに直交する位置に開口されたスリットに半円くり抜き板状の補強用プレートの両端部のそれぞれが嵌合され、上記半円くり抜き板状の補強用プレートが上記補強用接続プレート面に直交して表裏対称となり、かつ他の二方向のパイプブレースの先端間を架け渡すように設けられ、上記半円くり抜き板状の補強用プレートとパイプブレース及び八角形の補強用接続プレートとの当接箇所が溶接固着され、かつ上記半円くり抜き板状の補強用プレートが嵌合されたスリット周縁部が溶接固着された一体構造であることを特徴とする請求項１又は２記載の球形タンク脚部のパイプブレース交差部の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧縮ガス、液化ガス等を貯蔵する球形タンクについて、地震に対して安全性を向上した球形タンク脚部のパイプブレース交差部の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図８に示すように、従来一般の球形タンク１の球殻体２は、支柱３と基礎４で垂直に支持され、支柱３、３の相互間には傾斜し交差させたブレース５０、５１が設けられている。
（ａ）は鋼管材で形成するパイプブレース５０を有する球形タンク１を示す。（ｂ）は鋼棒材にターンバックルを設けたタイロッドブレース５１を有する球形タンク１である。
【０００３】
図９は、図８（ａ）のパイプブレース５０の一部を拡大して示すもので、交差部６は、傾斜する一方向のパイプブレース５０Ａに対して、交差して接続する二方向のパイプブレース５０Ｂ１、５０Ｂ２の端縁を溶接部６ａ、６ａで固着している。
【０００４】
図１０は、図９の交差部６の比較例で、この交差部６の各外周コーナー部４箇所にガセットと呼ばれる三角形のプレート７０ａを設けたもので、このプレート７０ａは、各２辺を溶接部８０ａ、８０ａで、パイプブレース５０Ａとパイプブレース５０Ｂの各管壁の表面へ溶接固着して補強した場合を示している。
【０００５】
鋼棒材よりなるタイロッドブレースについて、耐震性を向上させた従来技術の発明には、例えば特許文献１の特開２００２−８００９０号公報「球形タンクの耐震構造」の発明がある。この発明は、球形タンクの周囲を支持する複数の支柱間に、上部ブレースと下部ブレースとその中間に連結されたエネルギー吸収ダンパーとからなるエネルギー吸収ブレースを備えたものである。
【０００６】
また、鋼管材よりなるパイプブレースについて、地震や強風などによる耐久性と耐震性を向上させた既設の球形タンクの補強改造に関する従来技術の発明には、本出願人による特許文献２の特開２０１１−１８４０５６号公報「球形タンクの脚部耐震補強構造」の発明がある。この発明は、既設の球形タンクの支持部やブレースに半割り円筒管部材で被覆し溶接で一体形成したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−８００９０号公報
【特許文献２】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】
【０００８】
図８（ａ）及び図９に示すパイプブレース５０の交差部６は、中空の鋼管材よりなる一方向のパイプブレース５０Ａと交差して接続する二方向のパイプブレース５０Ｂ１、５０Ｂ２の端縁を溶接部６ａ、６ａで固着して剛性を高めた一体化構造としている。この一体化構造の交差部６は、地震や強風により球形タンクが揺動した場合、一方のパイプブレース６ａに引張力が掛かると、もう一方のパイプブレース６ａには圧縮力が掛かるため、溶接部６ａ、６ａ近傍が損傷しせん断破壊することがあった。そのため、交差部６の剛性をより高めることが望まれていた。
なお、図８（ｂ）に示すタイロッドブレース５１では、交差する２本のタイロッドはそれぞれ独立しており、交差部は一体とはなっていない。そのため、球形タンクが揺動した場合、それぞれのタイロッドは引張力又は圧縮力が交互に作用して、それぞれに緊張又は撓みを生ずる構造となっている。
【０００９】
図１０に示す比較例のように、交差部６の各外周コーナー部４箇所に三角形のプレート７０ａを設けて補強した構造は、４枚の三角形のプレート７０ａの各２辺をパイプブレース５０Ａとパイプブレース５０Ｂの各管壁表面へ溶接部８０ａ、８０ａで溶接固着しているため、引張りや圧縮の荷重が掛かった場合に、溶接部８０ａ、８０ａに剥がれや捩れが生じて破損する恐れがあった。
【００１０】
従来の特許文献１の特開２００２−８００９０号公報「球形タンクの耐震構造」の発明は、鋼棒材よりなるタイロッドブレースについてエネルギー吸収ダンパーを設けて地震エネルギーを吸収して耐震性を向上させたものであるが、球形タンクの周囲を支持する複数の支柱間のパイプブレースの交差部を補強する構造に関するものではなかった。
【００１１】
また、従来の特許文献２の特開２０１１−１８４０５６号公報「球形タンクの脚部耐震補強構造」の発明は、既設の球形タンクの鋼管材よりなるパイプブレースについて、耐久性と耐震性を向上させる補強改造であるが、パイプブレースの交差部を補強する構造に関するものではなかった。
【００１２】
この発明は上述のような従来技術が有する問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、地震や強風などによる横揺れに対して従来構造よりも、より剛性を高め、安全性を一層向上させた球形タンク脚部のパイプブレース交差部の構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の発明に係る球形タンク脚部のパイプブレース交差部の構造は、球形タンクの球殻体が複数本の支柱で支持され、該支柱間に傾斜して設けられたパイプブレースの交差部の交差する一方向のパイプブレースの中央交差箇所の円筒管上下に開口されたスリットに、八角形の補強用接続プレートが嵌合され、当該補強用接続プレートに嵌合された一方向のパイプブレースのスリット周縁部が溶接固着され、上記補強用接続プレートの両端部のそれぞれが交差する他の二方向のパイプブレースの各先端部に開口されたスリットに嵌合され、上記他の二方向のパイプブレースの一方向のパイプブレースとの当接箇所及び補強用接続プレートが嵌合されたスリット周縁部が溶接固着された一体構造であることを特徴とする。
【００１４】
請求項２の発明に係る球形タンク脚部のパイプブレース交差部の構造は、請求項１記載の交差するパイプブレースの一方向のパイプブレースの円筒管内部において、請求項１記載の八角形の補強用接続プレートの両端部近傍の当該補強用接続プレート面に直交して表裏対称となる箇所のそれぞれに、半円板状の補強用プレートが合計４箇所設けられ、上記半円板状の補強用プレートが一方向のパイプブレースの円筒管内壁面及び補強用接続プレートとの当接箇所で溶接固着された構造であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明に係る球形タンク脚部のパイプブレース交差部の構造は、請求項１又は２記載の一方向のパイプブレースと他の二方向のパイプブレースの中央交差箇所において、上記他の二方向のパイプブレース先端部の上記八角形の補強用接続プレートが嵌合されたスリットに直交する位置に開口されたスリットに半円くり抜き板状の補強用プレートの両端部のそれぞれが嵌合され、上記半円くり抜き板状の補強用プレートが上記補強用接続プレート面に直交して表裏対称となり、かつ他の二方向のパイプブレースの先端間を架け渡すように設けられ、上記半円くり抜き板状の補強用プレートとパイプブレース及び八角形の補強用接続プレートとの当接箇所が溶接固着され、かつ上記半円くり抜き板状の補強用プレートが嵌合されたスリット周縁部が溶接固着された一体構造であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明に係る球形タンク脚部のパイプブレース交差部の構造は、球形タンクの球殻体が複数本の支柱で支持され、該支柱間に傾斜して設けられたパイプブレースの交差部の交差する一方向のパイプブレースの中央交差箇所の円筒管上下に開口されたスリットに、八角形の補強用接続プレートが嵌合され、当該補強用接続プレートに嵌合された一方向のパイプブレースのスリット周縁部が溶接固着され、上記補強用接続プレートの両端部のそれぞれが交差する他の二方向のパイプブレースの各先端部に開口されたスリットに嵌合され、上記他の二方向のパイプブレースの一方向のパイプブレースとの当接箇所及び補強用接続プレートが嵌合されたスリット周縁部が溶接固着された一体構造であるので、
八角形の補強用接続プレートを介して力を伝達することができるため、パイプブレース同士の溶接部のみに力が集中することなく、引張変形、圧縮変形に強い構造となり、すべり面とせん断応力の関係で２軸応力場のすべりに対応して強度が高まる構造となる。
パイプブレースの交差部が剛構造となるため、地震や強風などの横揺れに対して強い球形タンクの脚部耐震補強構造が得られる。さらに、交差部は捩れ変形に対しても強くなる。
【００１７】
請求項２の発明に係る球形タンク脚部のパイプブレース交差部の構造は、請求項１記載の交差するパイプブレースの一方向のパイプブレースの円筒管内部において、請求項１記載の八角形の補強用接続プレートの両端部近傍の当該補強用接続プレート面に直交して表裏対称となる箇所のそれぞれに、半円板状の補強用プレートが合計４箇所設けられ、上記半円板状の補強用プレートが一方向のパイプブレースの円筒管内壁面及び補強用接続プレートとの当接箇所で溶接固着された構造であるので、
交差させて接続する斜め二方向からの圧縮力によって中央の短管が押しつぶされることなく、交差部の耐久性が向上する。
また、これらの部材は予め工場で製作加工することができるので、位置合せと組立て施工の作業を効率良く行うことができる。
さらに、パイプブレースの二方向からの引張力に対して、円板状の補強用プレートが対抗して短管の扁平変形に対して抵抗力があるため、変形に強く、パイプブレース同士の押しつぶれ、変形、破損を防止することができる。
【００１８】
請求項３の発明に係る球形タンク脚部のパイプブレース交差部の構造は、請求項１又は２記載の一方向のパイプブレースと他の二方向のパイプブレースの中央交差箇所において、上記他の二方向のパイプブレース先端部の上記八角形の補強用接続プレートが嵌合されたスリットに直交する位置に開口されたスリットに半円くり抜き板状の補強用プレートの両端部のそれぞれが嵌合され、上記半円くり抜き板状の補強用プレートが上記補強用接続プレート面に直交して表裏対称となり、かつ他の二方向のパイプブレースの先端間を架け渡すように設けられ、上記半円くり抜き板状の補強用プレートとパイプブレース及び八角形の補強用接続プレートとの当接箇所が溶接固着され、かつ上記半円くり抜き板状の補強用プレートが嵌合されたスリット周縁部が溶接固着された一体構造であるので、
斜め方向の圧縮力や引張力に対して管体の溶着部が破損することなく接続部の耐久性が増大する。また、交差部の八角形の補強用接続プレート面に直交する方向への剛性が高まるため捩れを防止することができる。
さらに、これらの部材は予め工場で製作加工することができるので、位置合せと組立て施工の作業を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明に係る球形タンク脚部のパイプブレース交差部の全体を示す正面説明図である。
【図２】図１のパイプブレース交差部を拡大して示す斜視説明図である。
【図３】図２の分解斜視説明図である。
【図４】交差部短管の円筒管内部に半円板状の補強用プレートが設けられた実施形態を示す分解斜視説明図である。
【図５】図４の垂直断面説明図である。
【図６】他の二方向のパイプブレース先端間に半円くり抜き板状の補強用プレートが架け渡され、かつ嵌合されて設けられた実施形態を示す分解斜視説明図である。
【図７】図６の垂直断面説明図である。
【図８】従来一般の球形タンク全体を示す側面説明図である。
【図９】図８（ａ）の交差部を拡大して示す説明図である。
【図１０】図９の交差部の比較例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この発明に係る球形タンク脚部のパイプブレース交差部の構造の実施形態について、図１乃至図７を参照しながら説明する。
図１乃至図７にわたって同一の用語には同一の符号を使用し、各符号の説明は一部を省略している。この実施形態は、パイプブレース７を有する球形タンク１に適用する。
球殻体２を支持する支柱３の本数は、球形タンク１の規模に応じた本数とする。
本発明は下記の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で下記の実施形態に変更（例えば構成要素の省略又は付加、構成要素の形状の変更等）を加えることが出来るのはもちろんである。
【００２１】
図１は、この発明に係る球形タンク脚部のパイプブレース交差部の構造を示す正面説明図で、球形タンク１は、球殻体（球殻板）２が複数本の支柱３で支持されている。
この支柱３、３の相互間には、傾斜して交差する円筒管状のパイプブレース５、５が設けられている。
このパイプブレース５、５の中央位置の交差部６に、ガセットと言われる補強用接続プレート７が設けられている。
【００２２】
図２は、図１に示すパイプブレース５、５の交差部６を拡大して示す。
傾斜する一方向のパイプブレース５Ａに補強用接続プレート７が嵌合されて溶接固着され、この補強用接続プレート７の両端部のそれぞれに他の二方向のパイプブレース５Ｂ１、５Ｂ２が溶接固着によって接続され一体構造に形成される。
【００２３】
図３は、図２の分解斜視説明図で、さらに詳しく説明する。
交差する一方向のパイプブレース５Ａの交差部６に位置する中央交差箇所の円筒管上下にスリット８が開口され、このスリット８に八角形の補強用接続プレート７が嵌合され、その周縁が溶接により固着される。次いで、この補強用接続プレート７の両端部のそれぞれに交差する他の二方向のパイプブレース５Ｂ１、５Ｂ２の先端部に開口して設けられたスリット９、９に上記補強用接続プレート７が嵌合されてパイプブレース５Ｂ１、５Ｂ２と接触する箇所の周縁が溶接により固着されて一体構造に形成される。
この八角形の補強用接続プレート７は、四角形の４角を切り落した形状で、パイプブレースに直交する辺の長さが、少なくともパイプブレースの直径よりも大きく形成される。
【００２４】
このように、一方向のパイプブレース５Ａの交差部６に嵌合構造の補強用接続プレート７が溶接固着され、他の二方向のパイプブレース５Ｂ１、５Ｂ２に上記補強用接続プレート７が嵌合されてその周縁が溶接固着されることにより固着強度が増し、八角形の補強用接続プレート７を介して力を伝達することができるため、パイプブレース同士の溶接部のみに力が集中することなく、引張変形、圧縮変形に強い構造となり、すべり面とせん断応力の関係で２軸応力場（せん断応力場）のすべりに対応して強度が高まる構造となる。また、パイプブレース５の交差部６が補強用接続プレート７を介して一体化され剛構造となるため、地震や強風などの横揺れに対して強い球形タンク１の脚部耐震補強構造となる。さらに、交差部６は捩れ変形に対しても強くなる。
【００２５】
図４は、パイプブレース交差部６に短管５Ａ１が設けられ、この短管５Ａ１の円筒管内部に半円板状の補強用プレート１０が設けられる実施形態を示す。
短管５Ａ１の円筒管内部において、八角形の補強用接続プレート７の両端部近傍の当該補強用接続プレート７面に対して直交する位置の表裏対称位置の上記補強用接続プレート７両端部それぞれの箇所の合計４箇所に、半円板状の補強用プレート１０が溶接固着形成される。この補強用プレート１０が、短管５Ａ１の入口から手の届く円筒管内壁面及び補強用接続プレート７との当接箇所で溶接固着される。これらの部材は予め工場で製作加工することができるので、位置合せと組立ての作業を効率良く行うことができる。
【００２６】
図５は、図４の垂直断面説明図で、交差部６の短管５Ａ１の内部に設けられた円板状の補強用プレート１０が八角形の補強用接続プレート７の両端部近傍の当該補強用接続プレート７面に直交した表裏対称位置に設置された場合を示す。
【００２７】
図４及び図５に示すように、交差部６の短管５Ａ１の円筒管内部において、補強用接続プレート７の両端部近傍の当該補強用接続プレート７面に直交して表裏対称となる箇所のそれぞれに、補強用プレート１０を設置することにより、パイプブレース５Ｂ１、５Ｂ２の二方向からの引張力に対して、円板状の補強用プレート１０が対抗して短管５Ａ１の扁平変形に対して抵抗力があるため、変形に強く、パイプブレース同士の押しつぶれ、変形、破損を防止することができる。
【００２８】
図６は、他の二方向からのパイプブレース５Ｂ１、５Ｂ２の先端間に、半円くり抜き板状の補強用プレート１２が架け渡されて嵌合された実施形態を示す。
図のように、パイプブレース５Ｂ１、５Ｂ２のスリット９、９と直交する箇所に、スリット１１、１１が設けられる。
先ず、一方向のパイプブレース５Ａに取付けた補強用接続プレート７が、他の二方向のパイプブレース５Ｂ１、５Ｂ２のスリット９、９に嵌合され、溶接固着される。次いで、一方向のパイプブレース５Ａの上を覆いかつパイプブレース５Ｂ１、５Ｂ２の先端間を架け渡すように、半円くり抜き板状の補強用プレート１２の両端がスリット１１、１１に嵌合されて設置され、その両端縁がパイプブレース５Ｂ１、５Ｂ２の管入口から手の届くパイプブレース５及び八角形の補強用接続プレート７との当接箇所で溶接固着される。続いて、上記他の二方向のパイプブレース５Ｂ１、５Ｂ２が嵌合された半円くり抜き板状の補強用プレート１２のスリット１１、１１周縁部が溶接固着されて一体構造に形成される。
【００２９】
図７は、図６の垂直断面説明図で、半円くり抜き板状の補強用プレート１２が、補強用接続プレート７面に直交するように表裏対称位置の２箇所に対向して設置される。
【００３０】
このように、一方向のパイプブレース５Ａと交差する他の二方向に溶接固着されるパイプブレース５Ｂ１、５Ｂ２に対して、半円くり抜き板状の補強用プレート１２が上記他の二方向のパイプブレース５Ｂ１、５Ｂ２の先端間を架け渡すようにスリット１１、１１に嵌合され、補強用接続プレート７面に直交するように表裏対称の２箇所に設置されることにより、斜め方向の圧縮力や引張力に対して管体の溶着部が破損することなく接続部の耐久性が増大する。また、交差部の八角形の補強用接続プレート７面に直交する方向への剛性が高まるため、捩れを防止することができる。これらの部材は予め工場で製作加工することができるので、位置合せと組立て施工の作業を効率良く行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
この発明に係る球形タンク脚部のパイプブレース交差部の構造は、新設や既設の球形タンクの脚部耐震補強構造に採用することができるのみならず、剛性と耐震性を向上するために既設のタイロッドブレースの取替え改造にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  球形タンク      
２  球殻体      
３  支柱      
４  基礎
５  パイプブレース      
６  交差部      
７  八角形の補強用接続プレート      
８  スリット 
９  スリット      
１０  半円板状の補強用プレート      
１１  スリット      
１２  半円くり抜き板状の補強用プレート      
５０  パイプブレース      
５１  タイロッドブレース      
７０ａ  三角形のプレート      
８０ａ  溶接部
【図１】
0005971545.tif 000002
【図２】
0005971545.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005971545.tif 000007
【図７】
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【図９】
0005971545.tif 000009
【図１０】
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【図８】
0005971545.tif 000011