(57)【要約】【課題】同一高さにおいて定着されるＰＣ鋼材の間隔を規定値よりも小さくしても、ＰＣ鋼材間のコンクリートに有害なひび割れが生じることを抑制できる地上ＰＣタンクを提供する。【解決手段】基礎版２と、基礎版２の上に設けられた側壁３と、上下方向に延びて基礎版２と側壁３とにわたるとともに側壁３に沿って配列されてプレストレスが導入された複数のＰＣ鋼棒（ＰＣ鋼材）８と、を有する地上ＰＣタンクにおいて、複数のＰＣ鋼棒８それぞれが挿通し、側壁３のコンクリートに埋設されＰＣ鋼棒８，８間における側壁３のコンクリートを補強可能なスパイラル筋（補強部材）９を有し、複数のＰＣ鋼棒８は、それぞれ同一高さにおいて側壁３に定着されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎版と、前記基礎版の上に設けられた側壁と、上下方向に延びて前記基礎版と前記側壁とにわたるとともに前記側壁に沿って配列されてプレストレスが導入された複数のＰＣ鋼材と、を有する地上ＰＣタンクにおいて、
前記側壁のコンクリートに埋設され前記ＰＣ鋼材間における前記側壁のコンクリートを補強可能な補強部材を有し、
前記複数のＰＣ鋼材は、それぞれ同一高さにおいて前記側壁に定着されていることを特徴とする地上ＰＣタンク。
【請求項２】
前記補強部材は、前記複数のＰＣ鋼材それぞれが挿通し、前記側壁のコンクリートに埋設された複数のスパイラル筋であることを特徴とする請求項１に記載の地上ＰＣタンク。
【請求項３】
前記複数のＰＣ鋼材は、配列方向に隣り合うＰＣ鋼材の間隔が２６０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の地上ＰＣタンク。
【請求項４】
前記複数のＰＣ鋼材は、配列方向に隣り合うＰＣ鋼材の間隔が１９０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項３に記載の地上ＰＣタンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地上ＰＣタンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＬＮＧやＬＰＧ等の液化ガスを貯蔵するタンクとして、基礎版の上に設けられた円筒状の側壁にＰＣ鋼材を設けてプレストレスを導入した地上ＰＣタンクが知られている（例えば、特許文献１および２参照）。
このような地上ＰＣタンクにおける側壁と基礎版との接続部分には、側壁と基礎版とにわたるように上下方向に延びるＰＣ鋼材が側壁の周方向に沿って複数配列され、これらのＰＣ鋼材によってプレストレスが導入されている。
【０００３】
上記のようにＰＣ鋼材を配列する場合、同一高さにおいて定着するＰＣ鋼材の間のコンクリートに有害なひび割れが生じないように、同一高さにおいて定着するＰＣ鋼材の間隔を規定値以上とする必要がある。
しかしながら、必要量となるすべてのＰＣ鋼材を同一高さに配列しようとすると、隣接するＰＣ鋼材の間隔が規定値以下となってしまうことがある。このような場合には、特許文献１および２に開示されているように、側壁におけるＰＣ鋼材が配置される部分を高さ方向に２つのロットに分割し、下側のロットに定着されるＰＣ鋼材と、下側のロットを貫通し上側のロットに定着されるＰＣ鋼材とを交互に配列することがある。
これにより、同一高さにおいて定着されるＰＣ鋼材は、１つおきに配列されたＰＣ鋼材となるため、すべてのＰＣ鋼材を同一高さにおいて定着する場合と比べて、同一高さにおいて定着されるＰＣ鋼材の間隔を大きく確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５５１６９６２号公報
【特許文献２】特許第５５１６９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のようにＰＣ鋼材を高さを変えて配列する場合、側壁におけるＰＣ鋼材が配置される部分を複数のロットに分割しなければならず、側壁の打設ロットが増えてしまい、工費および工期が増加するという問題がある。このため、同一高さにおいて定着されるＰＣ鋼材の間隔を規定値よりも小さくしても、ＰＣ鋼材間のコンクリートに有害なひび割れが生じることを抑制できる地上ＰＣタンクが望まれている。
【０００６】
そこで、本発明は、同一高さにおいて定着されるＰＣ鋼材の間隔を規定値よりも小さくしても、ＰＣ鋼材間のコンクリートに有害なひび割れが生じることを抑制できる地上ＰＣタンク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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る地上ＰＣタンクは、基礎版と、前記基礎版の上に設けられた側壁と、上下方向に延びて前記基礎版と前記側壁とにわたるとともに前記側壁に沿って配列されてプレストレスが導入された複数のＰＣ鋼材と、を有する地上ＰＣタンクにおいて、前記側壁のコンクリートに埋設され前記ＰＣ鋼材間における前記側壁のコンクリートを補強可能な補強部材を有し、前記複数のＰＣ鋼材は、それぞれ同一高さにおいて前記側壁に定着されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、側壁のコンクリートに埋設されＰＣ鋼材間における側壁のコンクリートを補強可能な補強部材を有することにより、ＰＣ鋼材間のコンクリートが補強され、ＰＣ鋼材の間のコンクリートに有害なひび割れが生じることを抑制できる。このため、本発明のようなスパイラル鉄筋が設けられていない従来の地上ＰＣタンクと比べて、同一高さにおいて定着されるＰＣ鋼材の間隔を規定値よりも小さくても、ＰＣ鋼材の間のコンクリートに有害なひび割れが生じることを抑制できる。
その結果、従来の地上ＰＣタンクのようにロッドを増やしてＰＣ鋼材が定着される高さを変える必要がなく、複数のＰＣ鋼材それぞれを同一高さにおいて側壁に定着することができるため、側壁のロットを減らすことができて、工費および工期を削減することができる。
【０００９】
また、本発明に係る地上ＰＣタンクでは、前記補強部材は、前記複数のＰＣ鋼材それぞれが挿通し、前記側壁のコンクリートに埋設された複数のスパイラル筋であってもよい。
このような構成とすることにより、ＰＣ鋼材間のコンクリートが確実に補強され、ＰＣ鋼材の間のコンクリートに有害なひび割れが生じることを効率的に抑制できる。
【００１０】
また、本発明に係る地上ＰＣタンクでは、前記複数のＰＣ鋼材は、配列方向に隣り合うＰＣ鋼材の間隔が２６０ｍｍ以下であってもよい。
このような構成とすることにより、隣接するＰＣ鋼材の間隔を、例えば、「プレストレストコンクリート設計施工規準・同解説（日本建築学会）」に規定されているＰＣ鋼材の間隔よりも小さくすることができる。
【００１１】
また、本発明に係る地上ＰＣタンクでは、前記複数のＰＣ鋼材は、配列方向に隣り合うＰＣ鋼材の間隔が１９０ｍｍ以上であってもよい。
このような構成とすることにより、隣接するＰＣ鋼材の間のコンクリートに有害なひび割れが生じることを確実に抑制できる。また、補強部材の変形、損傷、めり込み等を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、同一高さにおいて定着されるＰＣ鋼材の間隔を規定値よりも小さくしても、ＰＣ鋼材間のコンクリートに有害なひび割れが生じることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態による地上ＰＣタンクの一例を示す図で、基礎版および側壁の断面図である。
【図２】図１のＡ部分の内部を側壁の径方向から見た図である。
【図３】（ａ）は試験体の平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態による地上ＰＣタンクについて、図１および図２に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態による地上ＰＣタンク１は、鉄筋コンクリートで構築されている。地上ＰＣタンク１は、地盤１１に支持された基礎版２と、基礎版２の上に立ち上がる円筒状の側壁３と、側壁３の上側に設けられた屋根（不図示）と、を有している。
側壁３は、下縁部近傍に設けられて基礎版２に連続されるハンチ部４と、ハンチ部４の上端部から上側に延びる直壁部５と、を有している。
ハンチ部４は、上側から下側に向かって漸次径方向外側に壁厚が増大する形状に形成されている。直壁部５は、高さ方向全体にわたって略同じ壁厚となる形状に形成されている。
側壁３は、上下方向に複数のロットに分割されていて、下側のロットから上側のロットに向かって順次構築されている。ハンチ部４は、直壁部５とは異なる１つのロットで構成されている。直壁部５は、複数のロット５１，５１…で構成されている。
【００１５】
側壁３のコンクリート３１には、周方向に沿って延びる第１ＰＣ鋼より線６と、上下方向に沿って延びる第２ＰＣ鋼より線７およびＰＣ鋼棒（ＰＣ鋼材）８と、ＰＣ鋼棒８が挿通されたスパイラル筋９と、が埋設されている。第１ＰＣ鋼より線６、第２ＰＣ鋼より線７およびＰＣ鋼棒８には、それぞれプレストレス力が導入されている。
【００１６】
第１ＰＣ鋼より線６は、側壁３の高さ方向の全体にわたって所定の間隔をあけて複数配列されている。第１ＰＣ鋼より線６は、ハンチ部４および直壁部５のそれぞれに設けられている。
図２に示すように、第２ＰＣ鋼より線７は、Ｕ字形状に曲げられた形状で、屈曲部７１が下側となり屈曲部７１と連続する一対の直線部７２，７２が側壁３の周方向に並ぶ姿勢で、側壁３の周方向全体にわたって所定の間隔をあけて複数配列されている。第２ＰＣ鋼より線７の一対の直線部７２，７２の間隔は、側壁３の周方向に隣り合う第２ＰＣ鋼より線７，７の間隔（隣り合う第２ＰＣ鋼より線７の直線部７２，７２の間隔）と略同じ値に設定されている。
第２ＰＣ鋼より線７は、下端部（屈曲部７１）が基礎版２に配置され、上端部が側壁３の上端部近傍に配置されて、側壁３の上端部近傍において定着プレート７３（図１参照）が取り付けられている。なお、図２では第１ＰＣ鋼より線６を省略している。
【００１７】
ＰＣ鋼棒８は、側壁３のハンチ部４と基礎版２とにわたるように上下方向に延びていて、側壁３の周方向に間隔をあけて複数配列されている。ＰＣ鋼棒８は、第２ＰＣ鋼より線７の一対の直線部７２，７２の間および隣り合う第２ＰＣ鋼より線７，７の間のそれぞれに側壁３の周方向に間隔をあけて複数配列されている。
【００１８】
複数のＰＣ鋼棒８は、それぞれ下端部が基礎版２に配置され、上端部がハンチ部４の上端部よりも上側に突出し、ハンチ部４の上面４１において定着プレート８１が取り付けられている。
ハンチ部４の上面は、全体にわたって略同じ高さとなるように形成されている。このため、複数のＰＣ鋼棒８の上端部は、それぞれ同じ高さにおいて定着プレート８１が取り付けられて定着されている。
複数のＰＣ鋼棒８は、配列の１つ置きに同じ長さに形成されている。このため、複数のＰＣ鋼棒８は、下端部が下側に配置されるＰＣ鋼棒８と下端部が上側に配置されるＰＣ鋼棒８とが交互並ぶように配列されている。
【００１９】
スパイラル筋９は、軸線方向が上下方向となる向きに配置され、内部にＰＣ鋼棒８が挿通されている。スパイラル筋９は、複数のＰＣ鋼棒８それぞれに対して１つずつ設けられている。スパイラル筋９は、ＰＣ鋼棒８よりも短く形成され、ＰＣ鋼棒８の上部側が挿通されている。スパイラル筋９は、上端部がハンチ部４の上端部と略同じ高さとなる位置に配置されている。ＰＣ鋼棒８は、スパイラル筋９よりも上側において定着プレート８１が取り付けられている。
スパイラル筋９の下端部は、基礎版２に達していない。
【００２０】
次に、上述した本実施形態による地上ＰＣタンクの作用・効果について図面を用いて説明する。
上述した本実施形態による地上ＰＣタンク１では、複数のＰＣ鋼棒８がそれぞれ挿通されて側壁３のコンクリートに埋設されたスパイラル筋９を有することにより、ＰＣ鋼棒８の間のコンクリートが補強され、ＰＣ鋼棒８の間のコンクリートに有害なひび割れが生じることを抑制できる。このため、本実施形態のようなスパイラル鉄筋９が設けられていない従来の地上ＰＣタンクと比べて、同一高さにおいて定着されるＰＣ鋼棒８の間隔を規定値よりも小さくしても、ＰＣ鋼棒８の間のコンクリートに有害なひび割れが生じることを抑制できる。
その結果、従来の地上ＰＣタンクのようにロッドを増やしてＰＣ鋼棒が定着される高さを変える必要がなく、複数のＰＣ鋼棒８それぞれを同一高さにおいて側壁３に定着することができるため、側壁３のロットを減らすことができて、工費および工期を削減することができる。
【００２１】
本実施形態による地上ＰＣタンク１におけるＰＣ鋼棒８の定着性能を確認するための試験を行った。
試験は、図３に示す試験体１０を用いて行った。試験体１０は、本実施形態のＰＣ鋼棒８（図１および図２参照）に相当するＰＣ鋼棒１８、および本実施形態のスパイラル筋９（図１および図２参照）に相当するスパイラル筋１９がコンクリートに埋設されている。試験体１０は、ＰＣ鋼棒１８およびスパイラル筋１９が上下方向に延びる方向に配置されている。
試験では、２つの試験体１０それぞれのＰＣ鋼棒１８にプレストレス荷重を導入し、導入されたにプレストレス荷重と、コンクリートの変形との関係を確認した。
【００２２】
２つの試験体１０は、それぞれ幅７５０ｍｍ、奥行き５００ｍｍ、高さ９００ｍｍの直方体としている。２つの試験体１０には、それぞれ幅方向に１９０ｍｍの間隔で３本のＰＣ鋼棒１８，１８，１８を配置した。
３本のＰＣ鋼棒１８，１８，１８は、それぞれ試験体１０における高さ方向全体にわたって延びていて、試験体１０における奥行き方向の略中央部に配置されている。
スパイラル筋１９は、上端部が試験体１０の上端部と略同じ高さに配置されている。試験体１０におけるスパイラル筋１９が配置される部分の長さを定着装置長さｌとする。定着装置長さｌは、試験体１０の上端部からスパイラル筋１９の下端部までの長さに相当している。試験体１０では、ｌ＝４００ｍｍとする。
【００２３】
試験体１０の各寸法は、「プレストレストコンクリート設計施工規準・同解説（日本建築学会）」のＰ４２９付「６．１定着部の試験」の規定を満たす寸法とした。
この規定では、実使用状態におけるＰＣ鋼棒１８，１８の配置間隔の最小値の１／２をａとし、実使用状態におけるヘリあき距離の最小値の１／２をｂとする。試験体１０では、ａは隣り合うＰＣ鋼棒１８，１８の間隔１９０ｍｍの１／２に相当していて９５ｍｍとなり、ｂは試験体１０の奥行き寸法５００の１／２に相当していて２５０ｍｍとなる。
【００２４】
試験体１０の高さ寸法は、ａおよびｂのうちの大きい方の値の３倍以上、かつ当該定着装置の長さｌに試験体１０の奥行き寸法２ｂを加えた値以上とした。これにより、高さｈは、７５０ｍｍ（２５０×３）以上、かつ９００ｍｍ（４００＋２×２５０）以上となり、９００ｍｍとした。
試験体１０には、主筋および帯鉄筋を適宜設けた。
【００２５】
２つの試験体１０のコンクリートの配合は、同一としており、以下の表１に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
レディーミクストコンクリートは、１５―１８―２０Ｎを用いた。そのフレッシュ性状を表２に示す。
【００２８】
【表２】
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【００２９】
２つの試験体１０を試験体Ｎｏ．１および試験体Ｎｏ．２とすると、本試験では、試験体Ｎｏ．１は、材齢を２１日とし、載荷時のコンクリート強度が２４．９Ｎ／ｍｍ２であった。試験体Ｎｏ．２は、材齢を２４日とし、載荷時のコンクリート強度が２５．１Ｎ／ｍｍ２であった。
【００３０】
ＰＣ鋼棒１８は、φ４０Ｃ種１号ＳＢＰＲ１０８０／１２３０とした。実際の地上ＰＣタンクにおいては、ＰＣ鋼棒１８にφ３６Ｃ種１号ＳＢＰＲ１０８０／１２３０を採用すると想定される。しかしながら、試験体１０には、このφ３６Ｃ種１号ＳＢＰＲ１０８０／１２３０の引張強度の９５％相当の引張力を導入する必要があることにより、試験実施上の安全のため直径が一回り大きいφ４０Ｃ種１号ＳＢＰＲ１０８０／１２３０を使用した。
【００３１】
ＰＣ鋼棒１８へのプレストレス荷重は、ＰＣ鋼棒１８を鋼棒ジャッキで上方に引っ張り、ＰＣ鋼棒１８にナットを固定することによって導入する。プレストレス荷重の導入は、「プレストレストコンクリート設計施工規準・同解説（日本建築学会）」に示されている定着部の試験法に準拠するものとする。各載荷レベルは以下の表３に示した確認事項について確認した。なお、表３の定着具とは、ＰＣ鋼材の端部をコンクリートに定着するための装置を示しており、本発明におけるスパイラル筋などの補強部材も含まれている。表３では、ＰＣ鋼棒Ｃ種1号φ３６：Ｐｙ＝耐力（降伏耐力）＝１０９９ｋＮ、Ｐｕ＝引張強さ（引張強度）＝１２５２ｋＮとしている。
【００３２】
【表３】
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【００３３】
試験体Ｎｏ．１の載荷試験結果を表４に示し、試験体Ｎｏ．２の載荷試験結果を表５に示す。
配列の中央のＰＣ鋼棒１８を評価対象とするため、評価面は配列の中央のＰＣ鋼棒１８付近とした。
実際の載荷レベルは、荷重段階Ａよりも小さい０．７Ｐｕ＝８７６ｋＮとした。載荷時においてひび割れは発生していない。
【００３４】
【表４】
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【００３５】
【表５】
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【００３６】
表４および表５より、試験体Ｎｏ．１および試験体Ｎｏ．２は、「プレストレストコンクリート設計施工規準・同解説（日本建築学会）」の評価基準を満足する結果であることがわかる。このように、ＰＣ鋼棒１８，１８の間隔を「プレストレストコンクリート設計施工規準・同解説（日本建築学会）」で規定された寸法よりも小さくしても、スパイラル筋１９によってＰＣ鋼棒１８，１８間のコンクリートが補強されるため、ＰＣ鋼棒１８，１８の間にひび割れが生じることが防止される。
【００３７】
以上、本発明による地上ＰＣタンクの実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記の実施形態では、地上ＰＣタンクに第１ＰＣ鋼より線６、第２ＰＣ鋼より線７およびＰＣ鋼棒８が設けられてプレスストレス力が導入されているが、これらの第１ＰＣ鋼より線６、第２ＰＣ鋼より線７およびＰＣ鋼棒８は、ＰＣ鋼より線やＰＣ鋼棒などのＰＣ鋼材で構成されプレストレス力が導入されていればよい。第１ＰＣ鋼より線６および第２ＰＣ鋼より線７に代わってＰＣ鋼棒が設けられ、ＰＣ鋼棒８に代わってＰＣ鋼より線が設けられていてもよい。
【００３８】
また、上記の実施形態では、第１ＰＣ鋼より線６は、Ｕ字形状に形成され、側壁３の全高さにわたって延びているが、Ｕ字形状に形成されずに、上下に延びる直線状に形成されていてもよいし、側壁３の全高さに対して部分的に設けられていてもよい。
また、上記の実施形態では、配列されたＰＣ鋼棒８の下端部は、配列の１つ置きに同じ高さとなり、隣接するＰＣ鋼棒８の下端部は異なる高さに配置されているが、すべてのＰＣ鋼棒８の下端部が同じ高さに配置されていてもよいし、３種類以上の高さのいずれかに配置されていてもよい。
また、上記の実施形態では、側壁３のコンクリートに埋設されＰＣ鋼棒８，８間における側壁３のコンクリートを補強可能な補強部材として、スパイラル筋９が用いられているが。スパイラル筋９以外の部材が用いられてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１  地上ＰＣタンク
２  基礎版
３  側壁
４  ハンチ部
５  直壁部
６  第１ＰＣ鋼より線
７  第２ＰＣ鋼より線
８，１８  ＰＣ鋼棒（ＰＣ鋼材）
９，１９  スパイラル筋（補強部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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