(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物を支持する支柱と、隣接する支柱の側面間にＸ字形に組んで一体に取り付けられたブレースとにより構成された構造物の脚部を補強する構造において、
ブレースの上端部と支柱との接続部にブレースと支柱の外周面を一体に覆う上側外装体、ブレースの下端部と支柱との接続部にブレースと支柱の外周面を一体に覆う下側外装体がそれぞれ取り付けられているとともに、
上側外装体及び下側外装体は、支柱及びブレースの外周面と両外装体の内周面の間に膨張モルタルが充填されて支柱及びブレースに固着され、
ブレースの左右両側に当該ブレースの上下端部間に沿って平行にロッドがそれぞれ配置され、
それぞれのロッドの上下端部が上側外装体と下側外装体に接続された構成を有することを特徴とする構造物の脚部の補強構造。
【請求項２】
構造物を支持する支柱と、隣接する支柱の側面間にＸ字形に組んで一体に取り付けられたブレースとにより構成された構造物の脚部を補強する構造において、
ブレースの上端部と支柱との接続部に上側外装体、ブレースの下端部と支柱との接続部に下側外装体がそれぞれ取り付けられ、
前記上下の外装体は、ともに、支柱の外周半面に篏合する円筒を半割した断面形状の凹面部と、この凹面部からその左右両側に分岐していてブレースの外周半面に篏合する円筒を半割した断面形状の左右の凹面部とを裏面側に有し、表面側であって前記左右の凹面部の外側面の部分にロッド取り付け部をそれぞれ設けて形成されていて前記支柱とブレースの接続部の外周面の片方の半面に嵌合する外装部材と、これと対となってもう片方の半面に嵌合する外装部材からなり、互いに対となる外装部材をそれぞれ支柱とブレースの上下の接続部に向かい合わせに嵌め合せて一体に連結することで、前記上下の接続部の外周面全体を覆って取り付けられるように形成されており、
前記支柱に取り付けられた上側外装体のロッド取り付け部と、これに隣接した支柱に取り付けられた下側外装体のロッド取り付け部の間にロッドを架設してブレースの左右外側にロッドが平行に張られた構成を有することを特徴とする構造物の脚部の補強構造。
【請求項３】
支柱及びブレースの外周面と外装体の内周面の間に膨張モルタルが充填されて外装体が支柱及びブレースに固着された構成を有することを特徴とする請求項２に記載の構造物の脚部の補強構造。
【請求項４】
構造物を支持する支柱と支柱の間にＸ字形に取り付けられたブレースの支柱との接続部にロッド取り付け部材を設け、ブレースの上端部と支柱との接続部に設けられたロッド取り付け部材とブレースの下端部と支柱との接続部に設けられたロッド取り付け部材に、ブレースの両側でブレースと平行にＸ字形に配置されたロッドの端部をそれぞれ一体に取り付けて、ブレースに張力が与えられるように構成されたことを特徴とする構造物の脚部の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮ガスや液化ガスなどの貯槽として使用される球形タンクやその他の構造物の耐震性を高めるために、構造物を支持する脚部のブレースを補強する構造に関する。
【０００２】
既設の球形タンクの支柱のブレースを補強する構造として、半割円筒管を組み合わせてなる円筒支持部材をブレースと支柱の外周面に装着して溶接一体化し、ブレースと支柱の外周を円筒支持部材で覆う構成のものや、ブレースが交差した部分に補強プレートを差し込み、これを交差部に溶接して固着する構成のものが知られている（例えば特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１８４０５６号公報
【特許文献２】特開２０１３−１５４９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
先の大震災で高圧ガスが充填された球形タンクのブレースが損傷し、球形タンクの倒壊や火災爆発事故が発生したことを受けて、国から既設の球形タンクのブレースの耐震補強方法が通達されている。その通達で示されている補強方法は、ブレースがＸ字状に交差した部分や支柱と接続した部分に補強材を溶接して一体に固着するものであり、前記従来の補強構造はこれに則った構成のものといえる。
【０００５】
然し乍ら、従来の補強構造と前記通達で示された補強方法は、何れも補強材の固着に火気を使用するため工事の際に充填されていたガスを抜き取ってタンクを空にしておく必要があり、また、ブレースや支柱を切断して補強材を外付けするものであるため難易度の高い改造工事となり、工期が長期化すること及び施工コストが高くなることは避けられない。
既設の球形タンクのブレースを含む脚部を耐震補強することは急務であるが、前記火気を使用する補強方法と同等の補強効果が得られ、且つより短い工期で施工可能な補強構造が実現できれば実用上好ましい。
【０００６】
本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑み、球形タンクなどの既設の構造物を支持する支柱のブレースを補強するにあたり、火気を使用する補強方法に代えて、これと同等の補強効果が得られ且つシンプルな構造で施工がし易い新たな補強手法の実用化を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため本発明は、構造物を支持する支柱と支柱の間にＸ字形に取り付けられるブレースを補強する構造において、
ブレースの上端部と支柱との接続部にブレースと支柱の外周面を一体に覆う上側外装体、ブレースの下端部と支柱との接続部にブレースと支柱の外周面を一体に覆う下側外装体がそれぞれ取り付けられ、
ブレースの左右両側に当該ブレースの上下端部間に沿って平行にロッドがそれぞれ配置され、
それぞれのロッドの上下端部が上側外装体と下側外装体に接続された構成を有することを特徴とする。
【０００８】
前記のブレースの補強構造において、ロッドは炭素繊維強化プラスチックからなるロッドの使用が好適である。
また、ブレースの上下端部と支柱との接続部に取り付ける外装体は、支柱及びブレースの外周面と外装体の内周面の間に膨張モルタルが充填されて、外装体が支柱及びブレースに固着されるように設けられていることが好ましい。
【０００９】
また、本発明のブレースの補強構造は、構造物を支持する支柱と支柱の間にＸ字形に取り付けられたブレースの支柱との接続部にロッド取り付け部材を設け、ブレースの上端部と支柱との接続部に設けられたロッド取り付け部材とブレースの下端部と支柱との接続部に設けられたロッド取り付け部材に、ブレースの両側でブレースと平行にＸ字形に配置されたロッドの端部をそれぞれ一体に取り付けて、ブレースに張力が与えられるように構成されたことを特徴とする。
【００１０】
これによれば、ブレースの外側でブレースと平行に配置されたロッドを、その両端部をブレースと支柱との接続部に一体に取り付けてブレースを補強することで、地震発生時の揺れなどで支柱が揺動したときにブレースにかかる外力がこれと平行に取り付けられたロッドに分散されて、ブレース同士の交差部分やブレースと支柱の接続部にかかる応力の増大が抑えられ、これにより前記ブレースの交差部分や支柱との接続部の剛性が高められて変形や破損が生じ難くなり、支柱の耐震強度を高めることができる。
また、既設の構造物に対して、ブレースの交差部分などを部分的に切断したり溶接したりする加工は不要であり、火気を使用しないためタンクなどにガスを充填したままで施工が可能であり、工期を長期化することなく低廉な施工コストでブレースを補強することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の補強構造を適用してブレースを補強した球形タンクの脚部の要部外観図である。
【図２】図１の脚部の要部外観斜視図である。
【図３】（Ａ）は脚部の外略正面図、（Ｂ）はその概略側面図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ）は上側外装体を構成する外装部材の表側外観図、平面図及び裏側外観図である。
【図５】（Ａ），（Ｂ）は下側外装体を構成する外装部材の表側外観図、平面図及び裏側外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の好適な実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は本発明を適用してブレースを補強した球形タンクの脚部を示しており、図中、符号１は高圧ガスが貯蔵される球形タンク、２は球形タンク１を支持する脚部、３，４はそれぞれ脚部２を構成する支柱とブレースである。
【００１３】
脚部２は、上端部に球形タンク１の外周面に接続してこれを支持する支持部（図示せず）を備えた鋼管からなる支柱３を基礎５上に立設し、隣接する支柱３，３の側面間にＸ字形に組んだ鋼管からなるブレース４,４を一体に取り付けて構成されている。ブレース４，４は、その交差部分と支柱３との接続部をそれぞれブレース４，４同士の接合部及びブレース４の端部と支柱３との接合部を溶接により一体に固着して固定してある。
【００１４】
そして、本形態では、ブレース４の上下端部の支柱３との接続部に、それぞれ接続部の外周面を覆う上側外装体６と下側外装体７を取り付け、ブレース４の外側でブレース４と平行に配置したロッド８の両端部を上下の外装体６，７に接続して上下の外装体６，７間にロッド８を張ることで、ブレース４に張力を与えて補強するように構成してある。
【００１５】
前記上側外装体６と下側外装体７は、金属を切削した切削品、金属を溶接した溶接品、溶かした金属を鋳物に流し込んで成形される鋳造品などを用いることができ、ともにブレース４と支柱３の接続部の外周面の片方の半面に嵌合する外装部材６Ａ，７Ａと、これと対となってもう片方の半面に嵌合する外装部材６Ｂ，７Ｂからなっており、互いに対となる外装部材６Ａ，６Ｂと外装部材７Ａ，７Ｂをそれぞれブレース４の上下の支柱３との接続部に向かい合わせに嵌め合せて一体に連結することで、接続部の外周面全体を覆って取り付けられるように形成してある。
【００１６】
詳しくは、上側外装体６の外装部材６Ａと外装部材６Ｂは、図４に示されるように、その裏面側に、当該裏面側の中央で適宜な長さで下方へ伸びていて円筒を半割した如き湾曲した断面形状の凹面部６１と、凹面部６１の上部左右両側から分岐して斜め下方へそれぞれ伸びていて同じく円筒を半割した如き湾曲した断面形状の凹面部６２，６２を有し、その表面側であって前記凹面部６２，６２の外側面の部分にロッド取り付け部６３，６４を一体に設けて形成してある。
【００１７】
凹面部６１は、支柱３の外周半面に嵌着するように、その断面内径寸法を支柱３の外径と略同じかそれよりも５〜１５ｍｍ程度大きな寸法に設定し、また、凹面部６２，６２は、ブレース４の外周半面に嵌着するように、その断面内径寸法をブレース４の外径と略同じかそれよりも数ｍｍ大きな寸法に設定してそれぞれ形成されており、各凹面部６１，６２，６２の周辺には各凹面部の湾曲した縁部から外方へ直角に折れて突出したフランジ部６５を一体に設けてある。凹面部６１と凹面部６２，６２の分岐部分の下側にもフランジ部６５を扇状に張り出してある。フランジ部６５の面内には、後述する留めネジ（図示せず）が貫通する複数の通孔６６が、各凹面部６１，６２，６２の縁部に沿って所定の間隔を開けて形成してある。
また、ロッド取り付け部６３，６４は、ともに中央にロッド８の端部が挿通する孔部６３ａ，６４ａを有する筒形をなし、前記凹面部６２，６２の軸方向と孔部６３ａ，６４ａの中心線に沿った方向を平行に揃えて凹面部６２，６２の外側面に一体に設けてある。また、図４中の平面図に示されるように、ロッド取り付け部６３，６４は、凹面部６２の外側面からのロッド取り付け部６３の孔部６３ａまでの間隔（Ｓ１）をロッド取り付け部６４の孔部６４ａまでの間隔（Ｓ２）よりも大きく（Ｓ１＞Ｓ２）設定して形成してある。
【００１８】
また、下側外装体７の外装部材７Ａと外装部材７Ｂも、上側外装体６の外装部材６Ａと外装部材６Ｂと同様に形成してある。すなわち、図５に示されるように、外装部材７Ａと外装部材７Ｂは、その裏面側に、当該裏面側の中央で適宜な長さで上方へ伸びていて円筒を半割した如き湾曲した断面形状の凹面部７１と、凹面部７１の上部左右両側から分岐して斜め上方へそれぞれ伸びていて同じく円筒を半割した如き湾曲した断面形状の凹面部７２，７２を有し、その表面側であって前記凹面部７２，７２の外側面の部分にロッド取り付け部７３，７４を一体に設けて形成してある。
【００１９】
凹面部７１は、その断面内径寸法を支柱３の外径と略同じかそれよりも数ミリ大きい寸法に設定し、凹面部７２，７２は、その断面内径寸法をブレース４の外径と略同じかそれよりも数ミリ大きい寸法に設定してそれぞれ形成されているとともに、各凹面部７１，７２，７２の周辺には各凹面部の湾曲した縁部から外方へ直角に折れて突出したフランジ部７５を一体に設けて形成され、さらに、凹面部７１と凹面部７２，７２の分岐部分の上側にもフランジ部７５を扇状に張り出してある。フランジ部７５の面内には、留めネジが貫通する複数の通孔７６が、各凹面部７１，７２，７２の縁部に沿って所定の間隔を開けて形成してある。また、凹面部７１の下部表面側にも、基礎５の上面に重なるフランジ部７５を設けてある。
また、ロッド取り付け部７３，７４は、上側外装体６のロッド取り付け部６３，６４と同様に、ともに中央にロッド８の端部が挿通する孔部７３ａ，７４ａを有する筒形をなし、前記凹面部７２，７２の軸方向と孔部７３ａ，７４ａの中心線に沿った方向を平行に揃えて凹面部７２，７２の外側面に一体に設けてある。また、図５中の平面図に示されるように、凹面部７２の外側面からのロッド取り付け部７３の孔部７３ａまでの間隔（Ｓ１）をロッド取り付け部７４の孔部７４ａまでの間隔（Ｓ２）よりも大きく（Ｓ１＞Ｓ２）設定して形成してある。
【００２０】
上下の外装体６，７間に架設するロッド８は、引っ張り強度及び弾性率が高い、炭素繊維強化プラスチック製のものの使用が好適であるが、設計上要求される強度や弾性率を備えた他の繊維強化素材のものを用いてもよい。使用するロッド８の太さ、本数などは、補強するブレース４の寸法などに応じて適宜に選定される。
【００２１】
前記構成の上下の外装体６，７とロッド８は、既設の球形タンク１の脚部２に対して、以下のようにして一体に取り付けられる。
【００２２】
先ず、上側外装体６は、ブレース４の上端部と支柱３との接続部の表面に、その内外両側から外装部材６Ａと外装部材６Ｂを嵌め合せて、両外装部材６Ａ，６Ｂで接続部を挟み込み、互いのフランジ部６５，６５に形成された通孔６６，６６にボルトなどの留めネジを挿通し、且つ貫通したネジ端部にナットを締め付けて固定する。
同様に、下側外装体７は、基礎５の上方のブレース４の下端部と支柱３との接続部の表面に、その内外両側から外装部材７Ａと外装部材７Ｂを嵌め合せて、両外装部材７Ａ，７Ｂで接続部を挟み込み、互いのフランジ部７５，７５に形成された通孔７６，７６に留めネジを挿通し、且つ貫通したネジ端部にナットを締め付けて固定する。
【００２３】
次いで、前記接続部に取り付けられた上下の外装体６，７の凹面部６１，７１の内面と支柱３の外周面との間及び凹面部６２，６２，７２，７２の内面とブレース４の内周面との間に膨張モルタルを充填し、これを固化させて上下の外装体６，７を支柱３及びブレース４に一体に固着する。
【００２４】
そして、一の支柱３に固定された上側外装体６のロッド取り付け部６３，６４と、これに隣接した支柱３に固定された下側外装体７のロッド取り付け部７３，７４との間にロッド８を架設する。
ロッド８の架設は、前記隣接する支柱３，３間に取り付けられたブレース４の上下端部の接続部で、ブレース４に沿ってその外側で互いに向き合うように配置された上側外装体６のロッド取り付け部６３の孔部６３ａ又はロッド取り付け部６４の孔部６４ａと、下側外装体７のロッド取り付け部７３の孔部７３ａ又はロッド取り付け部７４の孔部７４ａにロッド８の端部をそれぞれ通し、ロッド８にテンションを与えた状態で各ロッド取り付け部にロッド８の端部を固定することにより行われ、これにより、支柱３，３の間にＸ字形に取り付けられたブレース４の内側と外側で、ロッド８がブレース４と平行にＸ字形に支柱３，３間に配置されて固定される。
【００２５】
本形態の補強構造によれば、ブレース４の外側でブレース４と平行に配置されたロッド８を、その両端部をブレース４と支柱３との接続部に固着した上下の外装体６，７に一体に取り付けてブレース４を補強してあるので、地震発止時の揺れなどで支柱が揺動したときにブレース４にかかる外力がこれと平行に取り付けられたロッド８に分散されて、ブレース４同士の交差部分やブレース４と支柱３の接続部にかかる応力の増大が抑えられ、これにより前記ブレース４の交差部分や支柱３との接続部の変形や破損が生じ難くなって脚部２の耐震強度を高めることができる。
また、既設の構造物に対して、煩雑な加工や火気を用いることなく施工可能であり、工期を長期化することなく低廉な施工コストでブレース４を補強することが可能である。
【００２６】
なお、図示した上下の外装体６，７の形態は一例であり、本発明はこれに限定されず、他の適宜な形態で構成することが可能である。外装体６，７とは異なる形状の部材を用いて、或いは支柱３とブレース４の接続部に直にロッド取り付け部６３，６４，７３，７４を取り付けるようにしてもよい。
また、本発明は筋交いであるブレースを支柱に取り付け構成される脚部を備えた、球形タンク以外の既設の構造物に脚部の補強に適用が可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１  球形タンク、２  脚部、３  支柱、４  ブレース、５  基礎、６  上側外装体、６Ａ，６Ｂ  外装部材、６３，６４  ロッド取り付け部、７  下側外装体、７Ａ，７Ｂ  外装部材、７３，７４  ロッド取り付け部、８  ロッド
【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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