(57)【要約】【課題】構築途中の円筒タンクを合理的に補強できる耐風補強方法を提供すること。【解決手段】構築途中の円筒タンク１０の側板１２に、該円筒タンク１０の外部からワイヤを張ることで、卓越風に対して構築途中の円筒タンク１０を補強する構築途中の円筒タンクの耐風補強方法であって、前記側板１２の全周にわたらない範囲で、かつ、卓越風に面する範囲にワイヤを張ることを特徴とする構築途中の円筒タンクの耐風補強方法。【選択図】図１
2018076112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構築途中の円筒タンクの側板に、該円筒タンクの外部からワイヤを張ることで、卓越風に対して構築途中の円筒タンクを補強する構築途中の円筒タンクの耐風補強方法であって、
前記側板の全周にわたらない範囲で、かつ、卓越風に面する範囲にワイヤを張ることを特徴とする構築途中の円筒タンクの耐風補強方法。
【請求項２】
前記側板の周方向に複数本のワイヤを張ることを特徴とする請求項１に記載の構築途中の円筒タンクの耐風補強方法。
【請求項３】
少なくとも３本のワイヤを張り、
平面視で、前記少なくとも３本のワイヤのうち１本のワイヤを卓越風向に対して０°〜±２２．５°の方向に張り、
前記少なくとも３本のワイヤのうち１本のワイヤを卓越風向に対して４５°〜９０°の方向に張り、
前記少なくとも３本のワイヤのうち１本のワイヤを卓越風向に対して−４５°〜−９０°の方向に張ることを特徴とする請求項２に記載の構築途中の円筒タンクの耐風補強方法。
【請求項４】
前記ワイヤを前記側板の周方向に略等間隔で張ることを特徴とする請求項２または３に記載の構築途中の円筒タンクの耐風補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構築途中の円筒タンクの耐風補強方法に関する。特に円筒タンクの側板を構築していく途中段階における円筒タンクの耐風補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、浮屋根式円筒石油タンクやドーム型平底円筒タンクを構築する場合、側板を順々に円筒状に立ち上げて溶接、検査等の工事を遂行していく。構築途中の円筒タンクでは、円筒タンクの側板は面外方向への剛性が著しく低く、強風時に側板に対して鉛直な風圧を受けると、側板の座屈が発生し、最悪の場合、倒壊に至る。
【０００３】
そのため、構築途中の円筒タンクには強風対策用の補強が施される。図６は、従来の構築途中の円筒タンクの耐風補強方法の一例を説明する図である。図６（ａ）は、その平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＸＸ線での切断部端面図である。図６（ａ）に示されるように、かかる従来の構築途中の円筒タンクの耐風補強方法では、構築途中の円筒タンク１００（以下、単に、「円筒タンク１００」という）の側板１０２に、反力を確保できる治具や防液堤、地面等の固定物１３０から平面視放射状にワイヤ１２０を張り、強風時の面荷重に耐える構造としている。ワイヤ１２０は、その一端が円筒タンク１００の側板１０２の上端部又はその近傍に連結され、他端が前記固定物１３０に連結され、前記側板１０２と前記固定物１３０との間に張架される（図６（ｂ））。円筒タンク１００の内部には構築用の足場が設置されるため、円筒タンク１００の外部からワイヤ１２０を張るのが一般的である（図６（ａ）、（ｂ））。
【０００４】
さらに、従来の構築途中の円筒タンクの耐風補強方法として、特許文献１には、仮設足場をリング状に設置して強め輪として機能させ、また構築済みの側板の外面に外周歩廊兼テンションリングを暫定的に組付ける方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１２０２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図６に示される従来の構築途中の円筒タンクの耐風補強方法では、ワイヤ１２０が円筒タンク１００の側板１０２の全周にわたって張られる。そのため、例えば円筒タンク１００を構築するために使用されるクレーン等の重機とワイヤ１２０が干渉する領域が広く、円筒タンク１００の構築に支障をきたすという問題がある。また、円筒タンク１００に張るワイヤ１２０の数や配置は厳密に定められておらず、風圧に対して過不足のない効果的な補強が施されていない。
【０００７】
また、特許文献１に開示される補強方法では、仮設足場に対して風圧に耐えられるだけの十分な面外剛性を持たせる必要がある。そのため、暫定的に取り付けられる仮設足場に対して、必要以上の強度を持たせることになり経済的ではない。また、前記仮設足場は複数の部材から形成されており、かかる複数の部材から形成される仮設足場の強度や変形特性を把握するには別途構造計算が必要になる。
【０００８】
円筒タンクの建設場所は一般に海岸地域であり、年間あるいは季節を通して、卓越風向が限定される場合がほとんどである。すなわち、強風時に倒壊するのは円筒タンク全体の一部であり、上記従来技術のように、円筒タンクの全体を均一に補強するのは合理的ではない。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、構築途中の円筒タンクを合理的に補強できる耐風補強方法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】
【００１０】
本発明の構築途中の円筒タンクの耐風補強方法は、以下の構成を有する。
［１］構築途中の円筒タンクの側板に、該円筒タンクの外部からワイヤを張ることで、卓越風に対して構築途中の円筒タンクを補強する構築途中の円筒タンクの耐風補強方法であって、前記側板の全周にわたらない範囲で、かつ、卓越風に面する範囲にワイヤを張ることを特徴とする構築途中の円筒タンクの耐風補強方法。
［２］前記側板の周方向に複数本のワイヤを張ることを特徴とする［１］に記載の構築途中の円筒タンクの耐風補強方法。
［３］少なくとも３本のワイヤを張り、平面視で、前記少なくとも３本のワイヤのうち１本のワイヤを卓越風向に対して０°〜±２２．５°の方向に張り、前記少なくとも３本のワイヤのうち１本のワイヤを卓越風向に対して４５°〜９０°の方向に張り、前記少なくとも３本のワイヤのうち１本のワイヤを卓越風向に対して−４５°〜−９０°の方向に張ることを特徴とする［２］に記載の構築途中の円筒タンクの耐風補強方法。
［４］前記ワイヤを前記側板の周方向に略等間隔で張ることを特徴とする［２］または［３］に記載の構築途中の円筒タンクの耐風補強方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の構築途中の円筒タンクの耐風補強方法によれば、構築途中の円筒タンクに対して合理的な補強を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の構築途中の円筒タンクの耐風補強方法の説明図である。
【図２】図２は、本発明の構築途中の円筒タンクの耐風補強方法の一実施形態を説明する平面図である。
【図３】図３は、図２の実施形態の一具体例を示す平面図である。
【図４】図４は、図２の実施形態の一具体例を示す平面図である。
【図５】図５は、構築中の円筒タンクの側板に働く風圧を測定した風洞実験の説明図である。
【図６】図６は、従来の構築途中の円筒タンクの耐風補強方法の一例を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の構築途中の円筒タンクの耐風補強方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施形態に限定されない。
【００１４】
本発明の構築途中の円筒タンクの耐風補強方法は、構築途中の円筒タンクの側板の全周にわたらない範囲で、かつ、卓越風に面する範囲に、ワイヤを張るものである。
【００１５】
本発明者らは、構築中の円筒タンクの側板に働く風圧を風洞実験により測定している（安永ら、「連棟配置されたオープントップオイルタンクの設計用風荷重」，日本風工学会論文集，Vol.39, No3, pp53-62, 2014）。
【００１６】
図５（ａ）に前記風洞実験の座標系、図５（ｂ）に前記風洞実験で検討した円筒タンクの配置ケース、図５（ｃ）に前記風洞実験で得られた測定結果のグラフの一部を示す。図５中のθは風向に対する圧力測定点の角度を示す。前記圧力測定点は、周方向には外壁面で１５°間隔、内壁面で３０°間隔、高さ方向ζには６レベルまたは４レベルに設けられた。そして、これら圧力測定点に作用する風圧を、サンプリング周波数１ｋＨｚで約３３秒間、全点同時測定した。さらに、図５（ｂ）に示すように、円筒タンクと同形のダミータンク（Ｄｕｍｍｙ  ｍｏｄｅｌ）を作製し、円筒タンクと共に配置して連棟モデルとした。前記連棟モデルの配置ケースとして、直線配置（配置２−Ｐ、３−Ｅ、３−Ｃ）、及び二次元的な広がりを持つ配置（配置４−Ｓ、３−Ｔ）について検討を行った。図５（ｂ）に示される連棟モデルにおける風向角β並びにβ＊の設定は１５°間隔（配置３−Ｅのみ４５°間隔）とした。隣棟間隔Ｓは、Ｓ＝１．０Ｄ、０．５Ｄ、０．２５Ｄ、０．１２５Ｄの場合について検討した。
【００１７】
図５（ｃ）は、円筒タンク単体（ｉｓｏｌａｔｅｄ）の場合と、前記連棟モデルの配置２−Ｐの場合（Ｓ／Ｄ＝０．１２５）について、平均外圧係数（Ｃｐｅ）の周方向分布の風向角βによる変化を示したグラフである。前記グラフにおいて、Ｃｐｅが正の範囲は、正の風圧が生じる範囲である。正の風圧は、円筒タンクの側板の座屈現象に支配的な影響を及ぼす。
【００１８】
上記グラフに示されるように、βの値に応じてＣｐｅの周方向分布は異なるものの、円筒タンクの側板に働く正の風圧の範囲は、風向に対して０°〜±６０°の範囲であることがわかる。なお、この範囲は、図５（ｂ）に示される連棟モデルの他の配置ケースでも同様となる。すなわち、特定風向に対して円筒タンクの側板の座屈現象に支配的な影響を及ぼす正の風圧が生じる範囲は、該風向に対して０〜±６０°の範囲である。
【００１９】
上述したとおり、円筒タンクの建設場所は一般に海岸地域であり、年間あるいは季節を通して、卓越風向が限定される場合がほとんどである。このような特定風向に対して円筒タンクを補強する場合、円筒タンクの全体を均一に補強するのは合理的ではない。すなわち、構築途中の円筒タンクを補強するためには、卓越風向を考慮に入れ、該円筒タンクの側板のうち座屈現象に支配的な範囲を部分的に補強することで十分な面外剛性を得ることができる。
【００２０】
図１を用いて、本発明の構築途中の円筒タンクの耐風補強方法を説明する。図１は、本発明の構築途中の円筒タンクの耐風補強方法の説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は、その平面図であり、図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＹＹ線での切断部端面図である。
【００２１】
本発明において、構築途中の円筒タンクの側板の全周にわたらない範囲で、かつ、卓越風に面する範囲とは、平面視で、卓越風向に対して０°〜±９０°の範囲である（図１（ａ））。
【００２２】
なお、本発明において、卓越風向とは、平面視で、構築途中の円筒タンク１０（以下、単に、「円筒タンク１０」という）の中心Ｏに対して卓越風の吹いてくる方向である。卓越風向に対して角度αの方向とは、円筒タンク１０の中心Ｏにおいて卓越風向と角度αをなす方向である。例えば、図１（ｂ）では、卓越風向に対して角度α１の方向にワイヤ２０を張ることを示している。また、本発明においては、平面視で、卓越風向に対して時計回りの角度を正、反時計回りの角度を負とする。また、特に断らない限り、以下に記載する角度は、平面視での角度である。
【００２３】
卓越風向は、特に限定されないが、気象観測データに基づき決定してもよいし、円筒タンクが建設される地域の気象環境等に応じて経験的に決定してもよい。前記気象観測データとしては、例えば、気象庁から公開される気象観測データ、建設現場近くの気象観測台において得られた年間の風況観測データ、建設現場に設置した風向風速計により得られた風況観測データ等を用いることができる。
【００２４】
図１（ａ）に示されるように、本発明の構築途中の円筒タンクの耐風補強方法は、円筒タンク１０の側板１２のうち、円筒タンク１０の側板１２の全周にわたらない範囲で、かつ、卓越風に面する範囲（Ａで示される範囲、以下、「範囲Ａ」という）に、少なくとも１本のワイヤ２０を張る。ここで、前記範囲Ａは、卓越風向に対して０°〜±９０°（図１中の角度αが０°〜±９０°）の範囲である。
【００２５】
この範囲Ａには、上述した円筒タンクの側板の座屈現象に支配的な影響を及ぼす正の風圧が生じる範囲が含まれる。本発明においては、円筒タンク１０の全体を均一に補強するのではなく、卓越風向を考慮した上で円筒タンク１０の側板１２のうち前記範囲Ａを部分的に補強することで、十分な面外剛性が得られ合理的な耐風補強が可能となる。
【００２６】
円筒タンク１０の側板１２に、円筒タンク１０の外部からワイヤ２０を張る方法は、特に限定されず、例えば従来の方法と同様に行うことができる。すなわち、図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、円筒タンク１０の側板１２に、円筒タンク１０の外部の固定物３０からワイヤ２０を張る。好ましくは、円筒タンク１０の外部の固定物３０からワイヤ２０を円筒タンク１０の中心Ｏの方向に向けて張る。その際、ワイヤ２０の一端を円筒タンク１０の側板１２の上端部又はその近傍に連結し、他端を固定物３０に連結して、前記側板１２と前記固定物３０との間にワイヤ２０を張架すればよい（図１（ｃ））。
【００２７】
好ましくは、前記範囲Ａの周方向に複数本のワイヤを張る。より好ましくは、前記複数本のワイヤを前記範囲Ａの周方向に略等間隔（各ワイヤを円筒タンク１０の側板１２と連結した連結点の周方向の間隔が略等しい）となるように張る。
【００２８】
図２は、本発明の構築途中の円筒タンクの耐風補強方法の一実施形態を説明する平面図である。
【００２９】
図２に示される耐風補強方法においては、ワイヤ２０、ワイヤ２２、ワイヤ２４の少なくとも３本のワイヤを用いる。そして、ワイヤ２０を卓越風向に対して０°〜±２２．５°の方向（図２中の範囲Ａ１）に張り、ワイヤ２２を卓越風向に対して４５°〜９０°の方向（同範囲Ａ２）に張り、ワイヤ２４を卓越風向に対して−４５°〜−９０°の方向（同範囲Ａ３）に張る。
【００３０】
上記範囲Ａ１の中でも、ワイヤ２０を卓越風向（卓越風向に対して０°）に張ることが好ましい。また、上記範囲Ａ２の中でも、ワイヤ２２を卓越風向に対して４５°〜７５°の方向に張り、上記範囲Ａ３の中でも、ワイヤ２４を卓越風向に対して−４５°〜−７５°の方向に張るようにすることが好ましい。さらに、ワイヤ２０、２２、２４を円筒タンク１０の側板１２の周方向に略等間隔（ワイヤ２０を円筒タンク１０の側板１２に連結した連結点２０ａと、ワイヤ２２を円筒タンク１０の側板１２に連結した連結点２２ａとの周方向の間隔と、前記連結点２０ａと、ワイヤ２４を円筒タンク１０の側板１２に連結した連結点２４ａとの周方向の間隔が、略等しい）で張ることがより好ましい。
【００３１】
図３は、図２に示される実施形態の一具体例を示す平面図である。図３に示される耐風補強方法は、ワイヤ２０を卓越風向に張り、ワイヤ２２を卓越風向に対して４５°の方向に張り、ワイヤ２４を卓越風向に対して−４５°の方向に張ったものである。この耐風補強方法では、さらに卓越風向に対して９０°の方向にワイヤ２３を張り、卓越風向に対して−９０°の方向にワイヤ２５を張っている。
【００３２】
図４は、図２に示される実施形態の一具体例を示す平面図である。図４に示される耐風補強方法は、ワイヤ２０を卓越風向に張り、ワイヤ２２を卓越風向に対して６０°の方向に張り、ワイヤ２４を卓越風向に対して−６０°の方向に張ったものである。
【００３３】
上記のようにワイヤを張ることで、円筒タンクの側板の座屈現象に支配的な範囲を、より少ない本数のワイヤでより効果的に補強することができ、経済性にも優れた、より合理的な耐風補強が可能となる。上記に示した実施形態の中でも、図４に示される耐風補強方法が特に好ましい。
【００３４】
以上説明した本発明の構築途中の円筒タンクの耐風補強方法によれば、卓越風向を考慮に入れ、円筒タンクの側板を部分的に補強することで十分な面外剛性を得ることができ、従来技術のように構築途中の円筒タンクの全周にワイヤを張る等して円筒タンク全体を均一に補強する必要がなく、構築途中の円筒タンクに対して合理的な耐風補強を施すことができる。
【００３５】
本発明の構築途中の円筒タンクの耐風補強方法によれば、円筒タンクの側板に対してワイヤが張られる範囲が限定されるため、作業スペースを広く確保することができ、円筒タンクを効率良く構築できる。さらに、ワイヤが張られる箇所が特定されることで、効率的な製作工程を計画することができる。
【００３６】
本発明の構築途中の円筒タンクの耐風補強方法によれば、補強する風向を明確にすることで、強風時にワイヤ１本に作用する張力が明確になる。そのため、複雑な構造計算を必要とせずに、容易にワイヤの必要断面を算定できる。
【００３７】
これらの効果をより享受できる点から、図４に示される耐風補強方法が特に好ましい。
【符号の説明】
【００３８】
１０、１００  構築途中の円筒タンク
２０、２２〜２５、１２０  ワイヤ
３０、１３０固定物
【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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