(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎版の外周部に、筒状の壁部が形成された地上タンクであって、
前記壁部に、プレストレスが導入された周方向のＰＣ鋼材が埋設され、
前記基礎版が下方の杭により支持され、
前記基礎版の外周部に配置される杭の杭心の位置を、前記壁部の外周もしくは前記壁部の外周よりも前記基礎版の外周側とし、前記壁部の自重によるタンク外側方向の曲げモーメントを前記壁部に加えることにより、前記周方向のＰＣ鋼材により加わる、前記壁部におけるタンク内側方向の曲げモーメントを低減することを特徴とする地上タンク。
【請求項２】
基礎版の外周部に、筒状の壁部が形成された地上タンクであって、
前記壁部に、プレストレスが導入された周方向のＰＣ鋼材が埋設され、
前記基礎版が下方の杭により支持され、
前記基礎版の外周部に配置される杭の杭心の位置を、前記壁部の、タンク外側に増厚する増厚部が形成された下部の厚さ方向の中心よりも前記基礎版の外周側とし、前記壁部の自重によるタンク外側方向の曲げモーメントを前記壁部に加えることにより、前記周方向のＰＣ鋼材により加わる、前記壁部におけるタンク内側方向の曲げモーメントを低減することを特徴とする地上タンク。
【請求項３】
前記基礎版の外周部に配置される杭が、前記基礎版の全周にわたって配置されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の地上タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地上タンクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液化天然ガス、液化石油ガス、水（上水、下水）などを貯蔵するために、ＰＣ（Ｐｒｅ−ｓｔｒｅｓｓｅｄ  Ｃｏｎｃｒｅｔｅ）地上タンクが用いられている。図４は、従来の地上タンク１０１を示す図である。地上タンク１０１は、液化天然ガスや液化石油ガスを貯蔵する地上タンクの例である。図４に示すように、従来の地上タンク１０１は、地盤１０３に設けられた複数の鉛直杭１１３、鉛直杭１１３に支持された略円形の平面形状を有する基礎版１０５、基礎版１０５上に形成された略円筒状の壁部であるＰＣ防液堤１０７、ＰＣ防液堤１０７の内部に設けられた内槽１０９等からなる。
【０００３】
図５は、図４の範囲Ｅで示す、基礎版１０５とＰＣ防液堤１０７の交差部付近の拡大図である。図５に示すように、ＰＣ防液堤１０７には、鉛直方向ＰＣ鋼材１１５、円周方向ＰＣ鋼材１１７が埋設される。鉛直方向ＰＣ鋼材１１５、円周方向ＰＣ鋼材１１７には、それぞれプレストレスが導入される。
【０００４】
円周方向ＰＣ鋼材１１７は、ＰＣ防液堤１０７に周方向の圧縮力を導入することによりＰＣ防液堤１０７の強度を高め、外部から大きな力が加わった場合にもＰＣ防液堤１０７の破壊を防ぎ、内槽１０９が破壊した場合でも漏液を防いで液密性を確保するための部材であるが、常時にはタンク内部より液圧がかかっていない状態にある。
このため、ＰＣ防液堤１０７と基礎版１０５の交差部付近では、円周方向ＰＣ鋼材１１７によりタンク内側方向に加わる腹圧のため、矢印Ｇに示すタンク内側方向の曲げモーメントがＰＣ防液堤１０７に常時作用している。これによりＰＣ防液堤７にタンク内側方向の曲げが発生し、交差部でのひび割れ発生の一因となっていた。
【０００５】
これを抑制するための一方策として、図５に示す、ＰＣ防液堤１０７へ更に鉛直方向追加ＰＣ鋼材１１９を埋設する例がある。ＰＣ防液堤１０７の下部に、タンク外側に増厚する増厚部１２３を設け、増厚部１２３に鉛直方向追加ＰＣ鋼材１１９を埋設し、プレストレスを導入する（例えば、特許文献１参照）。これにより、矢印Ｆに示すタンク外側方向の曲げモーメントをＰＣ防液堤１０７に作用させ、円周方向ＰＣ鋼材１１７の腹圧によるタンク内側方向の曲げモーメントを相殺することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−８３５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、鉛直方向追加ＰＣ鋼材１１９を設置し、円周方向ＰＣ鋼材１１７の腹圧による曲げモーメントを相殺するような曲げモーメントを作用させるためには、鉛直方向追加ＰＣ鋼材１１９に高仕様の材料を使用したり、大きな緊張力を導入したりする必要があり、工費が増大するという問題があった。
【０００８】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、円周方向ＰＣ鋼材による曲げモーメントを低減することができ、施工性も改善し、工費を削減できる地上タンクを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するための第１の発明は、基礎版の外周部に、筒状の壁部が形成された地上タンクであって、前記壁部に、プレストレスが導入された周方向のＰＣ鋼材が埋設され、前記基礎版が下方の杭により支持され、前記基礎版の外周部に配置される杭の杭心の位置を、前記壁部の外周もしくは前記壁部の外周よりも前記基礎版の外周側とし、前記壁部の自重によるタンク外側方向の曲げモーメントを前記壁部に加えることにより、前記周方向のＰＣ鋼材により加わる、前記壁部におけるタンク内側方向の曲げモーメントを低減することを特徴とする地上タンクである。
第２の発明は、基礎版の外周部に、筒状の壁部が形成された地上タンクであって、前記壁部に、プレストレスが導入された周方向のＰＣ鋼材が埋設され、前記基礎版が下方の杭により支持され、前記基礎版の外周部に配置される杭の杭心の位置を、前記壁部の、タンク外側に増厚する増厚部が形成された下部の厚さ方向の中心よりも前記基礎版の外周側とし、前記壁部の自重によるタンク外側方向の曲げモーメントを前記壁部に加えることにより、前記周方向のＰＣ鋼材により加わる、前記壁部におけるタンク内側方向の曲げモーメントを低減することを特徴とする地上タンクである。
【００１０】
本発明では、前記基礎版の外周部に配置される杭が、前記基礎版の全周にわたって配置されることが望ましい。
【００１１】
本発明により、壁部の自重によるタンク外側方向の曲げモーメントを壁部に発生させることで、円周方向ＰＣ鋼材の腹圧により発生するタンク内側方向の曲げモーメントを低減することができる。これにより、円周方向ＰＣ鋼材の腹圧による曲げモーメントにより壁部と基礎版の交差部に生じる曲げが低減される。
そして、壁部の自重による曲げモーメントを作用させることで、円周方向ＰＣ鋼材による曲げモーメントを相殺するための別の機構、例えば図５のような鉛直方向追加ＰＣ鋼材の仕様を低減することができる。鉛直方向追加ＰＣ鋼材の場合であれば、上記の構成との組み合わせにより、ＰＣ鋼材の本数を減らす、導入する緊張力を低減する、材料を変更するなどの仕様の緩和が可能となり、施工性が改善し、工費を削減できる。
加えて、基礎版の全周にわたって上記の杭を配置することにより、壁部の周方向に沿って均一に上記の曲げモーメントを作用させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、円周方向ＰＣ鋼材による曲げモーメントを低減することができ、施工性も改善し、工費を削減できる地上タンクを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】地上タンク１の垂直断面図
【図２】基礎版５とＰＣ防液堤７の交差部２５付近の拡大図
【図３】曲げモーメント低減のメカニズムを説明する図
【図４】従来の地上タンク１０１を示す図
【図５】基礎版１０５とＰＣ防液堤１０７の交差部付近の拡大図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は、地上タンク１の垂直断面図である。図１に示す地上タンク１は液化天然ガスや液化石油ガスを貯蔵する地上タンクの例であり、基礎版５、ＰＣ防液堤７、内槽９、鉛直杭１３等からなる。
基礎版５、ＰＣ防液堤７、内槽９は、それぞれ図４等で説明した基礎版１０５、ＰＣ防液堤１０７、内槽１０９と同様である。
【００１５】
図２は、図１の範囲Ａで示す、基礎版５とＰＣ防液堤７の交差部２５付近の拡大図である。図５と同様、地上タンク１のＰＣ防液堤７には、鉛直方向ＰＣ鋼材１５と円周方向ＰＣ鋼材１７が埋設される。また、ＰＣ防液堤７の下部に増厚部２７が形成され、増厚部２７に鉛直方向追加ＰＣ鋼材１９が埋設される。鉛直方向ＰＣ鋼材１５、円周方向ＰＣ鋼材１７、鉛直方向追加ＰＣ鋼材１９にはプレストレスが導入される。
【００１６】
そして、本実施形態では、地盤３に設置された、地上タンク１を支持する鉛直杭１３のうち、基礎版５の外周部に配置される最外部の鉛直杭１３ａの杭心２３の、基礎版５の径方向の位置が図４、５の例とは異なる。即ち、図５等に示すように、通常、基礎版１０５の最も外側に配置される鉛直杭１１３ａの杭心は、（増厚部１２３が形成された）ＰＣ防液堤１０７の厚さ方向の中心１２１の位置にあるが、本実施形態では、これを外側へずらし、杭心２３を、（増厚部２７が形成された）ＰＣ防液堤７の厚さ方向の中心２１よりも基礎版５の外周側に位置させる。鉛直杭１３ａは、基礎版５の全周にわたって配置される。
これにより、以下示すように、円周方向ＰＣ鋼材１７の腹圧のためＰＣ防液堤７に加わるタンク内側方向の曲げモーメントを低減させる。
【００１７】
図３は、上記の曲げモーメント低減のメカニズムを説明する図である。図５等と同様、地上タンク１では、図３（ａ）に示すように、円周方向ＰＣ鋼材１７の腹圧によりタンク内側方向の曲げモーメントＧがＰＣ防液堤７に加わる。
【００１８】
そして、本実施形態では、鉛直杭１３ａの杭心２３が、ＰＣ防液堤７の厚さ方向の中心２１よりも基礎版５の外周側にずれているため、図３（ｂ）の破線で示すように、ＰＣ防液堤７の自重により、鉛直杭１３ａの内側で基礎版５が下方にたわむ。これによりＰＣ防液堤７の下部はタンク内側へ傾斜するが、上方に行くにつれ、防液堤のリング剛性によって元の平面形状に戻るようにタンク外側へ傾斜する。この元の平面形状に戻ろうとする力が、図３（ａ）に示すタンク外側方向の曲げモーメントＣとしてＰＣ防液堤７に作用する。鉛直杭１３ａは、基礎版５の全周にわたって配置されるので、上記の曲げモーメントＣはＰＣ防液堤７の周方向に均一に作用する。なお、基礎版５のＰＣ防液堤７の外側では、タンク内側方向の曲げモーメントＣ’が作用する。また、図３（ｂ）は上記のメカニズムを説明するため変形を強調して表示しているが、実際には地上タンク１の使用に問題が生じるほどの変形は起こらない。
【００１９】
上記の曲げモーメントＣは、円周方向ＰＣ鋼材１７の腹圧によってＰＣ防液堤７に生じるタンク内側方向の曲げモーメントＧを低減し、鉛直方向追加ＰＣ鋼材１９によって生じるタンク外側方向の曲げモーメントＦとあわせて、上記の曲げモーメントＧを相殺する。
なお、図２等では、杭心２３の位置がＰＣ防液堤７の外周に対応するが、ＰＣ防液堤７の厚さ方向の中心２１よりも基礎版５の外周側にあればよく、その位置は曲げモーメント低減の目的に応じて様々に設定できる。ただし、鉛直杭１３ａによりＰＣ防液堤７を効果的に支持させることも鑑みれば、杭心２３の位置は、ＰＣ防液堤７の外周、もしくはＰＣ防液堤７の厚さ方向の中心２１より外周側かつＰＣ防液堤７の外周の内側にあることが望ましい。
【００２０】
なお、ＰＣ防液堤７に増厚部２７（および鉛直方向追加ＰＣ鋼材１９）が形成されない場合も考えられるが、この場合でも、鉛直杭１３ａの位置をＰＣ防液堤７の位置に対し上記のように定めることで、円周方向ＰＣ鋼材１７の腹圧によってＰＣ防液堤７に生じるタンク内側方向の曲げモーメントＧを低減、あるいは相殺することができる。
【００２１】
以上説明したように、本実施形態の地上タンク１では、円周方向ＰＣ鋼材１７の腹圧によってＰＣ防液堤７に生じるタンク内側方向の曲げモーメントＧを、鉛直杭１３ａの杭心２３をＰＣ防液堤７の厚さ方向の中心２１よりも外周側にずらして配置することによって生じるタンク外側方向の曲げモーメントＣにより低減することができる。これにより、上記の曲げモーメントＧにより交差部２５に生じる曲げが低減される。
本実施形態では、上記の曲げモーメントＧを、上記の曲げモーメントＣ、及び、鉛直方向追加ＰＣ鋼材１９によるタンク外側方向の曲げモーメントＦにより相殺し交差部２５でのひびわれを防止するが、この際、曲げモーメントＧは曲げモーメントＣにより低減されるので、図４等のように鉛直方向追加ＰＣ鋼材１９のみ設置する場合に比べ、鉛直方向追加ＰＣ鋼材１９の仕様を低減することができる。例えば、鉛直方向追加ＰＣ鋼材１９の本数を減らす、導入する緊張力を低減する、材料を変更するなどの、仕様の緩和が可能となり、地上タンク１の構築時の施工性を改善し、工費を削減できる。
なお、鉛直方向ＰＣ鋼材１９に代えて、他の機構を上記の曲げモーメントＧを相殺するため用いてもよく、その場合でも、当該機構の仕様を低減することができる。
【００２２】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、本発明の実施形態は液化天然ガス等を貯蔵する地上タンクの例について説明したが、水等を貯蔵する地上タンクであっても同様の構成を適用可能である。
【符号の説明】
【００２３】
１………地上タンク
５………基礎版
７………ＰＣ防液堤
１３、１３ａ………鉛直杭
１５………鉛直方向ＰＣ鋼材
１７………円周方向ＰＣ鋼材
１９………鉛直方向追加ＰＣ鋼材
２１………中心
２３………杭心
２５………交差部
２７………増厚部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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