(57)【要約】【課題】円筒型タンクのプレストレストコンクリート屋根において、重量及びコストの増加を抑えた上で、屋根外周側に配したＰＣ鋼材の定着部の応力集中を抑える。【解決手段】円盤状の屋根の外周側に径方向に沿って配されるとともに周方向に並んで配される複数のＰＣ鋼材１１を有し、これら複数のＰＣ鋼材１１が、屋根の平面視で外周側に開放するように折り返した折り返しＰＣ鋼材１２の両腕部で構成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒型タンクのプレストレストコンクリート屋根において、
円盤状の屋根の外周側に径方向に沿って配されるとともに周方向に並んで配される複数のＰＣ鋼材を有し、
前記複数のＰＣ鋼材が、前記屋根の平面視で外周側に開放するように折り返した折り返しＰＣ鋼材の両腕部で構成されることを特徴とする円筒型タンクのプレストレストコンクリート屋根。
【請求項２】
前記ＰＣ鋼材が、径方向長さの異なる短ＰＣ鋼材と長ＰＣ鋼材とを含み、
前記折り返しＰＣ鋼材が、前記短ＰＣ鋼材を構成する短折り返しＰＣ鋼材と前記長ＰＣ鋼材を構成する長折り返しＰＣ鋼材とを含むことを特徴とする請求項１に記載の円筒型タンクのプレストレストコンクリート屋根。
【請求項３】
前記短折り返しＰＣ鋼材の前記短ＰＣ鋼材を含む側部が、周方向で隣り合う短折り返しＰＣ鋼材と重なる短重なり部とされ、
前記長折り返しＰＣ鋼材の前記長ＰＣ鋼材を含む側部が、周方向で隣り合う長折り返しＰＣ鋼材と重なる長重なり部とされ、
前記短重なり部と前記長重なり部とが、周方向で交互に並び、
前記短重なり部両側の短ＰＣ鋼材と前記長重なり部両側の長ＰＣ鋼材とを含む全てのＰＣ鋼材が、周方向で等間隔に並ぶことを特徴とする請求項２に記載の円筒型タンクのプレストレストコンクリート屋根。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒型タンクのプレストレストコンクリート屋根に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、ＬＮＧ（Liquefied Natural Gas）やＬＰＧ（Liquefied Petroleum Gas）貯蔵用の地上タンクや地下タンク等の大型筒状コンクリート構造物では、プレストレスを導入するＰＣ（プレストレストコンクリート）工法が用いられている。このＰＣ工法には、ＰＣ鋼材としてボンドＰＣ鋼材を用いるものとアンボンドＰＣ鋼材を用いるものとがある。ボンドＰＣ鋼材を用いるＰＣ工法は、コンクリート打設前にシースを配筋し、コンクリートの硬化後または硬化前にＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼撚り線（ＰＣストランド）等のボンドＰＣ鋼材を挿入し、コンクリートが望ましい強度になった時にボンドＰＣ鋼材を緊張し、その後、防錆処理及びボンドＰＣ鋼材とコンクリートを接着、一体化するためにセメントミルク等をシース内に圧入するものである。一方、アンボンドＰＣ鋼材は、ＰＣ鋼材にグリースを塗布し、その周囲をシースでカバーしたものである。
そして、円筒型タンクのプレストレストコンクリート屋根としては、例えば特許文献１，２に示されるように、円盤状の屋根の外周側にＰＣ鋼材を径方向で配することで、屋根の外周側に生じる曲げモーメントに抗する強度を持たせる技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５１７４１号公報
【特許文献２】特開平７−４１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の技術において、屋根の外周側では、ＰＣ鋼材による径方向の圧縮力が作用するのに対し、屋根におけるＰＣ鋼材よりも内周側では、径方向の圧縮力ではなく逆に径方向の乖離力が作用することがある。このような力の逆転により、屋根におけるＰＣ鋼材の屋根内周側の端部周辺には応力集中が生じ易い。この応力集中を緩和するために、周方向で並ぶ複数のＰＣ鋼材の長さを長短異ならせてこれらを交互に並べる対応が考えられる。
しかし、各ＰＣ鋼材の屋根内周側の端部の定着部には依然応力集中が大きく、これに抗するべく大型の定着具を用いたり定着部周辺に肉厚部や補強部を形成する等の対応を行うと、屋根の重量や製造コストを増加させるという問題がある。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、円筒型タンクのプレストレストコンクリート屋根において、重量及びコストの増加を抑えた上で、屋根外周側に配したＰＣ鋼材の定着部の応力集中を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、円筒型タンクのプレストレストコンクリート屋根において、円盤状の屋根の外周側に径方向に沿って配されるとともに周方向に並んで配される複数のＰＣ鋼材を有し、前記複数のＰＣ鋼材が、前記屋根の平面視で外周側に開放するように折り返した折り返しＰＣ鋼材の両腕部で構成されることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、折り返しＰＣ鋼材の両腕部の内周側端部間に渡る折り返し部を、折り返しＰＣ鋼材の両腕部からなるＰＣ鋼材の内周側端部の定着部として利用し、折り返し部全体にＰＣ鋼材の緊張荷重を分散できる。このため、ＰＣ鋼材の内周側端部の定着部における応力集中を抑え、大型の定着具を用いたり定着部周辺に肉厚部や補強部を形成する等の対応を不要とし、屋根の重量や製造コストの増加を抑えることができる。
【０００８】
本発明は、前記ＰＣ鋼材が、径方向長さの異なる短ＰＣ鋼材と長ＰＣ鋼材とを含み、前記折り返しＰＣ鋼材が、前記短ＰＣ鋼材を構成する短折り返しＰＣ鋼材と前記長ＰＣ鋼材を構成する長折り返しＰＣ鋼材とを含むものであってもよい。
この場合、短ＰＣ鋼材の内周側端部の定着部（短折り返しＰＣ鋼材の折り返し部）の径方向位置、及び長ＰＣ鋼材の内周側端部の定着部（長折り返しＰＣ鋼材の折り返し部）の径方向位置を相互にずらし、ＰＣ鋼材の内周側端部の定着部における応力集中をより抑えることができる。
【０００９】
本発明は、前記短折り返しＰＣ鋼材の前記短ＰＣ鋼材を含む側部が、周方向で隣り合う短折り返しＰＣ鋼材と重なる短重なり部とされ、前記長折り返しＰＣ鋼材の前記長ＰＣ鋼材を含む側部が、周方向で隣り合う長折り返しＰＣ鋼材と重なる長重なり部とされ、前記短重なり部と前記長重なり部とが、周方向で交互に並び、前記短重なり部両側の短ＰＣ鋼材と前記長重なり部両側の長ＰＣ鋼材とを含む全てのＰＣ鋼材が、周方向で等間隔に並ぶものであってもよい。
この場合、短折り返しＰＣ鋼材同士及び長折り返しＰＣ鋼材同士が周方向で重なることで、周方向でもれなくプレストレスを付与できる。また、短重なり部と長重なり部とが交互に並ぶとともに全ＰＣ鋼材が周方向で等間隔に並ぶことで、プレストレスを均等に付与できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、円筒型タンクのプレストレストコンクリート屋根において、重量及びコストの増加を抑えた上で、屋根外周側に配したＰＣ鋼材の定着部の応力集中を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態における円筒型タンクの垂直断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】上記円筒型タンクのプレストレストコンクリート屋根におけるＰＣ鋼材の配置を示す平面図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、ＬＮＧ（液化天然ガス）を貯蔵するＰＣ（プレストレストコンクリート）二重殻貯槽としての円筒型タンクを例に説明する。
図１を参照し、本実施形態の円筒型タンク（プレストレストコンクリート構造物）の構築について説明すると、まず、円板状の基礎（外槽の底部）１を敷設し、この基礎１の外周縁部にＰＣ壁（外槽の側壁）２を組み上げるための基礎部３を凸設する。
【００１３】
次に、基礎部３の内側に沿って、基礎１上に側ライナー（外槽側板）２ａを最上段まで組み上げ、組み上げた側ライナー２ａに沿って基礎部３上にコンクリートを打設、養生し、ＰＣ壁２を側ライナー２ａの段数に合わせて最下段から最上段へと順々に全段組み上げる。
そして、内槽側壁４及び内槽屋根５並びに外槽屋根６を適宜組み立てることで、金属製の内槽とプレストレストコンクリート製の外槽とを有する二重殻貯槽の円筒型タンクを構築する。図中符号２ｂはＰＣ壁２の上端部に形成されたリング状の梁部、符号７は内外槽間に充填される保冷材をそれぞれ示す。
【００１４】
図２に示すように、上方に膨出する概略円盤状の外槽屋根（以下、単に屋根という。）６は、その厚みを外周側ほど厚くし、自重による曲げモーメントに対する抗力を高めている。屋根６には、その径方向及び周方向に沿う鉄筋が適宜配筋されている。
図３を併せて参照し、屋根６における内周側の領域を除く外周側には、径方向に沿うＰＣ鋼材１１が周方向に複数並んで配筋される。これにより、屋根６の外周側には径方向で圧縮方向のプレストレスが付与される。各ＰＣ鋼材１１は、屋根６の外周側の傾斜に沿うように、その厚さ方向の中間部を水平方向に対して傾斜して貫通する。なお、各ＰＣ鋼材１１は、屋根６の上面寄りに配筋する方が、屋根６の自重による曲げモーメントに抗する圧縮方向のプレストレスを効率よく付与できる。
【００１５】
各ＰＣ鋼材１１の屋根内周側の端部１１ａは、後述する折り返し部１２ａによって定着される。各ＰＣ鋼材１１の屋根外周側の端部１１ｂは、ＰＣ壁２の梁部２ｂの外周側に定着具１１ｃを用いて固定される。
ＰＣ鋼材１１は、例えばシース内にＰＣ鋼線を挿通してなり、屋根内周側に定着されたＰＣ鋼線の屋根外周側の端部１１ｂをジャッキ等で引いて緊張し、所定のテンションがかかった状態で定着具１１ｃを用いてＰＣ鋼線を緊張状態に保持、固定する。その後、シース内をグラウティングしてＰＣ鋼線を屋根６に固着することで、屋根６に圧縮方向のプレストレスを付与する。なお、緊張材はＰＣ鋼線に限らず、ＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼より線等でもよい。
【００１６】
各ＰＣ鋼材１１は、屋根６の平面視で外周側に開放するように折り返した折り返しＰＣ鋼材１２の両腕部で構成される。折り返しＰＣ鋼材１２は、平面視でコ字状に屈曲し、両腕部としての一対のＰＣ鋼材１１と、これらの屋根内周側の端部１１ａ間に渡る折り返し部１２ａと、を一体形成する。折り返し部１２ａは、これに連なる一対のＰＣ鋼材１１の屋根内周側の端部１１ａを定着させる。前記一対のＰＣ鋼材１１の屋根外周側の端部１１ｂは、梁部２ｂを貫通しその外周側で片引きされて定着される。
【００１７】
ＰＣ鋼材１１は、径方向長さの異なる短ＰＣ鋼材１１Ｓと長ＰＣ鋼材１１Ｌとに分けられる。また、折り返しＰＣ鋼材１２は、短ＰＣ鋼材１１Ｓを構成する短折り返しＰＣ鋼材１２Ｓと長ＰＣ鋼材１１Ｌを構成する長折り返しＰＣ鋼材１２Ｌとに分けられる。長折り返しＰＣ鋼材１２Ｌ（長ＰＣ鋼材１１Ｌ）の径方向長さは、短折り返しＰＣ鋼材１２Ｓ（短ＰＣ鋼材１１Ｓ）の径方向長さの約２倍とされる。
【００１８】
複数の短折り返しＰＣ鋼材１２Ｓの内、周方向で隣接するもの同士は、短ＰＣ鋼材１１Ｓを含む側部を互いに重ねるように配置される。以下、周方向で隣接する短折り返しＰＣ鋼材１２Ｓの重なり部を短重なり部１５Ｓという。
複数の短折り返しＰＣ鋼材１２Ｓの折り返し部１２ａ（以下、折り返し部１２ａＳという。）は、屋根６の平面視で同一円周上に並ぶように配置される。これにより、複数の短ＰＣ鋼材１１Ｓの屋根内周側の端部位置に、複数の折り返し部１２ａＳが連なった第一サークルＣ１が形成される。
【００１９】
複数の長折り返しＰＣ鋼材１２Ｌの内、周方向で隣接するもの同士は、長ＰＣ鋼材１１Ｌを含む側部を互いに重ねるように配置される。以下、周方向で隣接する長折り返しＰＣ鋼材１２Ｌの重なり部を長重なり部１５Ｌという。
複数の長折り返しＰＣ鋼材１２Ｌの折り返し部１２ａ（以下、折り返し部１２ａＬという。）は、屋根６の平面視で同一円周上に並ぶように配置される。これにより、複数の長ＰＣ鋼材１１Ｌの屋根内周側の端部位置に、複数の折り返し部１２ａＳが連なった第二サークルＣ２が形成される。
【００２０】
図４を併せて参照し、短重なり部１５Ｓと長重なり部１５Ｌとは、周方向で交互に並ぶように配置される。短重なり部１５Ｓの周方向の幅（図３、図４では角度）Ｈ１、及び長重なり部１５Ｌの周方向の幅（図３、図４では角度）Ｈ２はそれぞれ均一であり、かつこれら各幅Ｈ１，Ｈ２は互いに同一である。また、各幅Ｈ１，Ｈ２は、周方向で隣接する長重なり部１５Ｌと短重なり部１５Ｓとの間の間隔（図３、図４では角度）Ｈ３とも同一である。これにより、第二サークルＣ２よりも外周側では、全てのＰＣ鋼材１１が周方向で等間隔に並ぶように配置される。詳細には、短重なり部１５Ｓ両側の短ＰＣ鋼材１１Ｓと、長重なり部１５Ｌ両側の長ＰＣ鋼材１１Ｌの外周側と、が周方向で等間隔に並ぶように配置される。
【００２１】
短重なり部１５Ｓの内周側には、平面視で一対の短折り返しＰＣ鋼材１２Ｓの屈曲部が交差する第一交点Ｐ１があり、長重なり部１５Ｌの内周側には、平面視で一対の長折り返しＰＣ鋼材１２Ｌの屈曲部が交差する第二交点Ｐ２がある。短折り返しＰＣ鋼線の内周側には、平面視で折り返し部１２ａＳと一対の長ＰＣ鋼材１１Ｌとが交差する一対の第三交点Ｐ３がある。各交点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３では、それぞれ屋根６の厚さ方向で位置をずらした２本のＰＣ鋼材１１が交差する。
一対の第三交点Ｐ３は、その両側方の第一交点Ｐ１とは周方向でずれており、第二交点Ｐ２は、第一交点Ｐ１及び第三交点Ｐ３とは径方向でずれている。すなわち、各交点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３では３本以上のＰＣ鋼材１１が交差することがなく、当該部位の屋根６の厚さに対する影響が抑えられる。
【００２２】
以上説明したように、本実施形態によれば、円盤状の屋根６の外周側に径方向に沿って配されるとともに周方向に並んで配される複数のＰＣ鋼材１１を有し、これら複数のＰＣ鋼材１１が、屋根６の平面視で外周側に開放するように折り返した折り返しＰＣ鋼材１２の両腕部で構成されることで、折り返しＰＣ鋼材１２の両腕部の内周側端部間に渡る折り返し部１２ａを、折り返しＰＣ鋼材１２の両腕部からなるＰＣ鋼材１１の内周側端部の定着部として利用し、折り返し部１２ａ全体にＰＣ鋼材１１の緊張荷重を分散できる。このため、ＰＣ鋼材１１の内周側端部の定着部における応力集中を抑え、大型の定着具を用いたり定着部周辺に肉厚部や補強部を形成する等の対応を不要とし、屋根６の重量や製造コストの増加を抑えることができる。
【００２３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した手段及び各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上記実施形態では、ＬＮＧタンクへの適用を例に説明したが、本発明はＬＮＧタンク以外にもＬＰＧタンク等の各種のプレストレストコンクリート構造物に適用可能である。
【符号の説明】
【００２４】
６…外槽屋根（屋根）、１１…ＰＣ鋼材、１１Ｓ…短ＰＣ鋼材、１１Ｌ…長ＰＣ鋼材、１２…折り返しＰＣ鋼材、１２Ｓ…短折り返しＰＣ鋼材、１２Ｌ…長折り返しＰＣ鋼材、１５Ｓ…短重なり部、１５Ｌ…長重なり部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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