(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底版と、
前記底版上に形成されたコンクリート製の筒状の側壁と、
を有し、
前記側壁を縦方向に分けた区間の間と、前記底版と前記側壁の間の少なくともいずれかに、
前記側壁のコンクリートよりも剛性が小さく、且つ圧縮強度が前記側壁のコンクリートよりも大きいか前記側壁のコンクリートと同程度の充填材が設けられたことを特徴とするタンク。
【請求項２】
前記充填材はモルタルであることを特徴とする請求項１記載のタンク。
【請求項３】
前記側壁を縦方向に分けた各区間がプレキャストブロックにより形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のタンク。
【請求項４】
底版と、前記底版上に形成されたコンクリート製の筒状の側壁とを有するタンクの構築方法であって、
前記側壁を縦方向に分けた区間の間と、前記底版と前記側壁の間の少なくともいずれかに、
前記側壁のコンクリートよりも剛性が小さく、且つ圧縮強度が前記側壁のコンクリートよりも大きいか前記側壁のコンクリートと同程度の充填材を設けることを特徴とするタンクの構築方法。
【請求項５】
前記充填材はモルタルであることを特徴とする請求項４記載のタンクの構築方法。
【請求項６】
前記側壁を縦方向に分けた各区間がコンクリートの現場打設により形成されることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のタンクの構築方法。
【請求項７】
前記充填材はモルタルであり、
前記充填材の硬化後、前記充填材の上方の前記区間の前記側壁を形成することを特徴とする請求項６記載のタンクの構築方法。
【請求項８】
前記側壁を縦方向に分けた各区間がプレキャストブロックにより形成されることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のタンクの構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンクおよびタンクの構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
LNG（液化天然ガス）、LPG（液化石油ガス）などの低温の液体を貯留する設備として、PC(プレストレストコンクリート)タンクがある（例えば、特許文献１−３参照）。
【０００３】
図８は、PCタンクとしてLNGを貯留するLNGタンク１００の例を示したものである。図８のLNGタンク１００は、地盤７中の杭４で支持された底版５上に防液堤２を設け、その内側に鋼板等による内槽３ａと外槽３ｂを設置したものである。LNGは内槽３ａにて貯留し、内槽３ａと外槽３ｂの間に保冷材を配置して保冷を行う。
【０００４】
防液堤２は、内槽３ａが破損した場合にLNGの外部への液漏れを防ぐために設けられるコンクリート製の筒状の側壁であり、通常略円筒状である。液密性を確保するため防液堤２と底版５は剛結される。防液堤２はLNGの液圧に耐え得る構造とする必要があり、そのため周方向および縦方向の緊張材の緊張によるプレストレスが導入される。
【０００５】
図９は防液堤２の鉛直方向の断面の例である。防液堤２に周方向の緊張材１１によるプレストレスを導入することで液圧に抵抗できるが、防液堤２は、常時はタンク内部から液圧がかかっていない状態にある。このため、防液堤２では周方向のプレストレスによる鉛直面内の曲げモーメントが加わる。縦方向の緊張材１３は主としてこの曲げモーメントに対する補強のために設けられる。
【０００６】
防液堤２をコンクリートの現場打設により構築する場合、コンクリートはロット（防液堤２を縦方向に分けた区間）ごとに打設される。すなわち、底版５上に最下部のロットのコンクリート２１を打設した後、その上方のロットのコンクリート２１を打ち継ぐ。以下同様に、下方のロットのコンクリート２１を打設した後、その上方のロットのコンクリート２１を打設する手順を繰り返し、最上部のロットのコンクリート２１まで順に打ち継いでゆく。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2009−203787号公報
【特許文献２】特開昭59−21876号公報
【特許文献３】特公平3−20548号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記のように、防液堤２では液圧に対する補強のため周方向の緊張材１１によってプレストレスを導入するが、防液堤２の周方向と鉛直方向の剛性が同様のため、防液堤２の鉛直方向の剛性に阻害されて周方向のプレストレスを効果的に導入できない。結果、周方向に余分なプレストレスを導入することが必要になる。また、図１０（ａ）に示すように、周方向のプレストレスによる鉛直面内の曲げモーメントＭは、防液堤２の鉛直方向の剛性により下方に伝達される。結果、防液堤２の下部等で鉛直面内の多大な曲げモーメントが生じ、これに抵抗するために縦方向の緊張材を多量に配置する必要があり、構造が複雑になり構築が煩雑になる。
【０００９】
さらに、タンク内の貯留物は極低温であり、貯留物の冷熱により図１０（ｂ）に示すコンクリート躯体の内側（防液堤２の内側および底版５の上側）の範囲Ｃが冷却されて収縮し歪もうとするが、防液堤２と底版５が剛結されておりこの収縮歪みが拘束されるので多大な温度応力が生じ、防液堤２と底版５の接合部に大きな曲げモーメントｍが発生する。結果、接合部の安全性を確保するため防液堤２の下部を中心に多量の緊張材を設け、プレストレスによる補強をしなければならず、この点でも構造が複雑になり構築が大変になる。なお図１０（ａ）、（ｂ）では緊張材１１、１３等の図示を省略した。
【００１０】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、補強構造をシンプルにでき、容易に構築できるタンク等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】
【００１１】
前述した課題を解決するための第１の発明は、底版と、前記底版上に形成されたコンクリート製の筒状の側壁と、を有し、前記側壁を縦方向に分けた区間の間と、前記底版と前記側壁の間の少なくともいずれかに、前記側壁のコンクリートよりも剛性が小さく、且つ圧縮強度が前記側壁のコンクリートよりも大きいか前記側壁のコンクリートと同程度の充填材が設けられたことを特徴とするタンクである。
【００１２】
前記充填材は例えばモルタルである。
前記側壁を縦方向に分けた各区間は、例えばプレキャストブロックにより形成される。
【００１３】
第２の発明は、底版と、前記底版上に形成されたコンクリート製の筒状の側壁とを有するタンクの構築方法であって、前記側壁を縦方向に分けた区間の間と、前記底版と前記側壁の間の少なくともいずれかに、前記側壁のコンクリートよりも剛性が小さく、且つ圧縮強度が前記側壁のコンクリートよりも大きいか前記側壁のコンクリートと同程度の充填材を設けることを特徴とするタンクの構築方法である。
【００１４】
前記充填材は例えばモルタルである。
前記側壁を縦方向に分けた各区間は、例えばコンクリートの現場打設により形成される。前記充填材がモルタルの場合、前記充填材の硬化後、前記充填材の上方の前記区間の前記側壁を形成することが望ましい。
また、前記側壁を縦方向に分けた各区間は、プレキャストブロックにより形成することもできる。
【００１５】
本発明によれば、充填材の部分で側壁の強度は低下しないが剛性は低下することにより、プレストレスによる補強構造がシンプルになり、側壁を容易に構築することが可能になる。
【００１６】
すなわち、側壁のコンクリートの周方向の剛性に比べ、側壁の鉛直方向の剛性は充填材によって小さくなる。そのため、周方向のプレストレスを側壁の鉛直方向の剛性に阻害されずに側壁のコンクリートに効率よく導入でき、余分に導入するプレストレスの量を低減できる。また、充填材の部分で側壁の鉛直方向の剛性が小さくなるので、周方向のプレストレスによる鉛直面内の曲げモーメントが下方に伝達されにくくなる。このように、周方向のプレストレスが減少する点、および鉛直面内の曲げモーメントが伝達されにくくなる点の相乗効果により、側壁の下部等に生じる鉛直面内の曲げモーメントが減少し、プレストレスによる補強を少なくでき、緊張材の数量を減らして施工性が向上するという効果が得られる。
【００１７】
また、タンク内の貯留物によりコンクリート躯体の内側が冷却され収縮歪みが発生しようとする場合でも、側壁と底版の間の充填材の剛性が小さく歪みの拘束力が小さいので、側壁と底版の接合部に生じる温度応力は小さくなる。結果、この点でも側壁の下部等におけるプレストレスの補強を少なくでき、緊張材の数量が減少し施工性向上という効果が得られる。
【００１８】
充填材としてはモルタルを用いることができる。一般にモルタルの熱膨張係数はコンクリートとほぼ等しく、温度低下によるひずみ量の違いが問題になることはない。また、側壁の各区間は現場打ちのコンクリートによって形成してもプレキャストブロックによって形成してもよく、前者の場合は、モルタルの硬化後、その上方の区間の側壁を形成するとよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、補強構造をシンプルにでき、容易に構築できるタンク等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】防液堤２ａを示す図
【図２】防液堤２ａに加わる鉛直面内の曲げモーメントＭ、ｍについて示す図
【図３】防液堤２ａの構築方法について示す図
【図４】防液堤２ａの構築方法について示す図
【図５】防液堤２ｂを示す図
【図６】防液堤２ｂの構築方法について示す図
【図７】防液堤２ｂの構築方法について示す図
【図８】LNGタンク１００を示す図
【図９】防液堤２を示す図
【図１０】防液堤２に加わる鉛直面内の曲げモーメントＭ、ｍについて示す図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２２】
[第１の実施形態]
（１．防液堤２ａ）
図１は本発明の第１の実施形態に係る防液堤２ａの鉛直方向の断面を示す図である。防液堤２ａは図８で説明したLNGタンクの防液堤であり、底版５上に設けられる筒状の側壁である。防液堤２ａは例えば略円筒状である。防液堤２ａと底版５はコンクリートによって形成される。防液堤２ａ以外のLNGタンクの構成は図８で説明したものと同様である。
【００２３】
本実施形態では、防液堤２ａをコンクリート２１ａの現場打設により構築する。コンクリート２１ａはロット（防液堤２ａを縦方向に分けた区間）ごとに下から上へと順に打設される。
【００２４】
防液堤２ａの各ロットのコンクリート２１ａの間、および防液堤２ａと底版５の間には、目地としてモルタル（充填材）２０が設けられる。モルタル２０の層厚は、1〜5cm程度あればよい。
【００２５】
ここで、モルタル２０の圧縮強度は防液堤２ａのコンクリートと同程度か、防液堤２ａのコンクリートより大きく、モルタル２０の弾性係数（剛性）は防液堤２ａのコンクリートより小さい。コンクリートやモルタルの圧縮強度は例えばJIS A 1108「コンクリートの圧縮強度試験方法」に規定する方法で計測できる。コンクリートやモルタルの弾性係数は例えばJIS A 1149「コンクリートの静弾性係数の試験方法」に規定する方法で計測できる。
【００２６】
モルタル２０の弾性係数は、同圧縮強度のコンクリートに比べ約８０％の小さな値である。従って、本実施形態ではモルタル２０の圧縮強度を防液堤２ａのコンクリートの圧縮強度の1倍程度か、1倍よりも大きく1.25倍よりも小さな値とすればよい。一般に圧縮強度と弾性係数は比例関係にあるため、目安としてモルタル２０の圧縮強度が防液堤２ａのコンクリートの1.25倍未満なら、モルタル２０の弾性係数は防液堤２ａのコンクリートより小さい値となる。
【００２７】
防液堤２ａには周方向の緊張材１１や縦方向の緊張材１３が配置される。緊張材１１、１３は対応するシース管３０に通して配置される。緊張材１１、１３とシース管３０の間の隙間にはセメントミルクなどが充填される。緊張材１１、１３としては、PC鋼棒、PC鋼線などのPC鋼材が適用できる。
【００２８】
縦方向の緊張材１３はモルタル２０を貫通して配置される。防液堤２ａにはこの他補強用の鉄筋（不図示）なども設けられるが、この鉄筋もモルタル２０を貫通して配置できる。
【００２９】
（２．モルタル２０による効果）
本実施形態では、モルタル２０によって防液堤２ａの剛性が低い部分（変形を拘束しない部分）ができ、各ロットのコンクリート２１ａの周方向の剛性は大きいのに対し、防液堤２ａの鉛直方向の剛性が小さくなる。そのため、各ロットのコンクリート２１ａに対し、周方向の緊張材１１によるプレストレスを防液堤２ａの鉛直方向の剛性に阻害されずに効率よく導入でき、余分に導入するプレストレスの量を低減することができる。
【００３０】
また、従来のように下方のロットのコンクリートの上に上方のロットのコンクリートを打ち継いで防液堤とする場合（図１０（ａ）参照）、防液堤の鉛直方向の剛性により、各ロットのコンクリートに加えた周方向のプレストレスによる鉛直面内の曲げモーメントが下方に伝達するが、本実施形態では、モルタル２０の部分で防液堤２ａの鉛直方向の剛性が小さくなるので、図２（ａ）に示すように、周方向のプレストレスによる鉛直面内の曲げモーメントＭが、各ロットのコンクリート２１ａから下方に伝達されにくくなる。
【００３１】
このように、周方向のプレストレスが減少する点、および鉛直面内の曲げモーメントが伝達されにくくなる点の相乗効果により、防液堤２ａの下部等に生じる鉛直面内の曲げモーメントは減少する。
【００３２】
さらに、従来のように底版５の上にコンクリートを打設して剛結した接合部とする場合（図１０（ｂ）参照）、タンク内の低温のLNGによりコンクリート躯体の内側が冷却されて収縮歪みが発生しようとする際に、この収縮歪みが拘束されて多大な温度応力が生じ、大きな曲げモーメントが発生する。一方、本実施形態では、図２（ｂ）に示すように、防液堤２ａと底版５の間のモルタル２０の部分で剛性が小さくなるので上記した収縮歪みの拘束力は小さい。結果、防液堤２ａと底版５の接合部に生じる温度応力は小さくなり、防液堤２ａの下部等に加わる曲げモーメントｍは小さくなる。なお図２（ａ）、（ｂ）では緊張材１１、１３等の図示を省略した。
【００３３】
（３．防液堤２ａの構築方法）
防液堤２ａを構築する際、底版５を構築した後防液堤２ａのコンクリートを下から上へと順に数ロットに分けて打設してゆく点は前記した例と同様である。なお底版５と防液堤２ａのコンクリート内には緊張材１１、１３を通すためのシース管３０が埋設される。
【００３４】
ただし本実施形態では、図３（ａ）に示すように、底版５の構築後、防液堤２ａのコンクリートを打設する前に、底版５上にモルタル２０の層を形成する。なお本実施形態では、縦方向の緊張材１３を対応するシース管３０内に予め配置し、下端部を底版５内の定着部に取付けている。
【００３５】
モルタル２０が硬化した後、図３（ｂ）に示すようにモルタル２０の上に防液堤２ａの最下部のロットのコンクリート２１ａを打設する。
【００３６】
コンクリート２１ａが硬化した後、図４（ａ）に示すようにコンクリート２１ａの上にモルタル２０の層を形成する。このモルタル２０の硬化後、図４（ｂ）に示すようにモルタル２０の上に上方のロットのコンクリート２１ａを打設する。
【００３７】
以下、下方のロットのコンクリート２１ａの硬化後、コンクリート２１ａの上にモルタル２０を設け、モルタル２０の硬化後、上方のロットのコンクリート２１ａを打設する手順を繰り返す。こうして防液堤２ａの最上部のロットのコンクリート２１ａまで下から上へと順に構築してゆく。
【００３８】
この後、周方向の緊張材１１を配置し、周方向および縦方向の緊張材１１、１３を緊張してプレストレスを導入し、緊張材１１、１３とシース管３０との間の隙間にセメントミルク等の充填を行うと、防液堤２ａが完成する。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態によれば、モルタル２０の部分で防液堤２ａの強度は低下しないが剛性は低下することにより、プレストレスによる補強構造がシンプルになり、防液堤２ａを容易に構築することが可能になる。
【００４０】
すなわち、各ロットのコンクリート２１ａの周方向の剛性に比べ、防液堤２ａの鉛直方向の剛性はモルタル２０によって小さくなる。そのため、周方向のプレストレスを防液堤２ａの鉛直方向の剛性に阻害されずに各ロットのコンクリート２１ａに効率よく導入でき、余分に導入するプレストレスの量を低減できる。また、モルタル２０の部分で防液堤２ａの鉛直方向の剛性が小さくなるので、周方向のプレストレスによる鉛直面内の曲げモーメントが下方に伝達されにくくなる。このように、周方向のプレストレスが減少する点、および鉛直面内の曲げモーメントが伝達されにくくなる点の相乗効果により、防液堤２ａの下部等に生じる鉛直面内の曲げモーメントが減少し、プレストレスによる補強を少なくでき、緊張材の数量を減らして施工性も向上するという効果が得られる。
【００４１】
また、タンク内のLNGによりコンクリート躯体が冷却され収縮歪みが発生しようとする場合でも、防液堤２ａと底版５の間のモルタル２０の剛性が小さく歪みの拘束力が小さいので、防液堤２ａと底版５の接合部に生じる温度応力は小さくなる。結果、この点でも防液堤２ａの下部等におけるプレストレスの補強を少なくでき、緊張材の数量が減少し施工性向上という効果が得られる。
【００４２】
一般にコンクリートとモルタル２０の違いは粗骨材の有無であり全体としてほぼ同材料なので、モルタル２０とコンクリートの熱膨張係数はほぼ等しく、温度低下によるこれらのひずみ量の違いが問題になることはない。ただし、前記した条件、すなわち防液堤２ａのコンクリートよりも剛性が小さく、且つ圧縮強度が防液堤２ａのコンクリートよりも大きいか防液堤２ａのコンクリートと同程度であること、を満たせばモルタル以外の充填材をモルタル２０に替えて用いることも可能である。
【００４３】
また、本実施形態では、モルタル２０の硬化後、その上方のロットのコンクリート２１ａを打設することで、防液堤２ａを好適に構築することができる。
【００４４】
しかしながら、本発明はこれに限らない。例えばモルタル２０の圧縮強度については、上部重量を支えるため、下方に設けるモルタル２０ほど圧縮強度が大きくなるようにしてもよい。さらに、設計に応じて、前記した条件のモルタル２０を防液堤２ａと底版５の間のみに設けてもよく、逆に防液堤２ａの各ロットのコンクリート２１ａの間のみに設けてもよい。
【００４５】
また防液堤２ａの形状や緊張材１１、１３の配置も本実施形態で説明したものに限らない。例えば防液堤２ａの下部がその上方に対し外側へと拡幅してもよく、拡幅部に縦方向の緊張材を追加して設けることも可能である。この場合も追加の緊張材の本数等を従来よりも低減できる。また本実施形態では縦方向の緊張材１３の下端部を底版５内に定着したが、緊張材１３を略Ｕ字状に配置し、底版５内での定着を行わない例も考えられる。この場合、Ｕ字の折返し部が底版５に埋設される。
【００４６】
また本実施形態ではLNGタンクの防液堤２ａを構築する例を説明したが、本発明はこれに限ることはなく、LPGタンクなどその他の低温液体等を貯留するタンクの側壁に適用することが可能である。
【００４７】
次に、本発明の別の例を第２の実施形態として説明する。第２の実施形態は第１の実施形態と異なる点について説明し、同様の点については図等で同じ符号を付すなどして説明を省略する。
【００４８】
[第２の実施形態]
本実施形態では、図５に示すように、防液堤２ｂがコンクリート製のプレキャストブロック１０（以下、ブロックということがある）により構築される。ブロック１０は縦方向に複数配置され、これらのブロック１０が、防液堤２ｂを縦方向に分けた各区間を形成する。ブロック１０には緊張材１１、１３を通すためのシース管３０が埋設される。
【００４９】
第１の実施形態と同様、防液堤２ｂの各ブロック１０の間、および防液堤２ｂと底版５の間には、目地としてモルタル２０が設けられる。前記と同様、モルタル２０の圧縮強度は防液堤２ｂのブロック１０のコンクリートと同程度か、ブロック１０のコンクリートより大きく、弾性係数（剛性）は防液堤２ｂのブロック１０のコンクリートより小さい。
【００５０】
この場合も、第１の実施形態と同様、底版５または下方のブロック１０の上にモルタル２０を設け、モルタル２０の上に上方のブロック１０を配置する手順を繰り返し、防液堤２ｂの最上部までブロック１０を下から上へと順に配置することで防液堤２ｂを構築できる。この場合はモルタル２０の硬化前に上方のブロック１０の配置を行う。
【００５１】
ブロック１０によって防液堤２ｂを構築する場合、モルタル２０を後から充填することもできる。すなわち、図６（ａ）に示すように、底版５の構築後、防液堤２ｂの最下部のブロック１０を底版５の上に隙間を空けて配置し、その隙間に図６（ｂ）に示すようにモルタル２０を設ける。
【００５２】
次に、図７（ａ）に示すように、最下部のブロック１０の上に上方のブロック１０を隙間を空けて配置した後、その隙間に図７（ｂ）に示すようにモルタル２０を設ける。
【００５３】
以下、下方のブロック１０の上に隙間を空けて上方のブロック１０を配置した後、その隙間にモルタル２０を設ける手順を繰り返す。こうして防液堤２ｂの最上部までブロック１０を下から上へと順に配置することで、防液堤２ｂが構築できる。
【００５４】
以上説明した本実施形態でも、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また本実施形態ではプレキャストブロック１０を用いることで防液堤２ｂの構築が容易になる利点もある。
【００５５】
以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示し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。
【符号の説明】
【００５６】
２、２ａ、２ｂ；防液堤
３ａ；内槽
３ｂ；外槽
４；杭
５；底版
７；地盤
１０；プレキャストブロック
１１、１３；緊張材
２０；モルタル
２１、２１ａ；コンクリート
３０；シース管
【図１】
0006510397.tif 000002
【図２】
0006510397.tif 000003
【図３】
0006510397.tif 000004
【図４】
0006510397.tif 000005
【図５】
0006510397.tif 000006
【図６】
0006510397.tif 000007
【図７】
0006510397.tif 000008
【図８】
0006510397.tif 000009
【図９】
0006510397.tif 000010
【図１０】
0006510397.tif 000011