(57)【要約】【課題】本発明は、安価でかつ簡略な構成で、地上タンクを改築もしくは耐震補強できる、安全性の高い地上タンクの補強構造を提供する。【解決手段】地上タンク１は、地上タンク本体２と、基礎構造体７とを備えてなり、基礎構造体７は、複数の基礎杭８、及び断熱型基礎底版９により構成される。増し杭１２は、断熱型基礎底版９の外周部に沿って、所定の間隔をもって地盤中に離間配置され、補強底版１３は、増し杭１２に支持されて地盤面に配置される。その形状は、基礎底版９の外周部を取り囲むだけでなく、地上タンク本体２の側壁３の下部を覆うように形成される。断熱型基礎底版９の外周縁は、全周にわたりはつられて、粗面状に形成されるはつり面９ａに補強底版１３のコンクリートが精度良く定着するとともに、露出された鉄筋がこのコンクリートに内包され、断熱型基礎底版９と補強底版１３とが強固に一体化する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中に埋設される複数の基礎杭、及び該基礎杭に支持されるようにして地盤面に構築され、底部加温装置が内蔵される鉄筋コンクリート造の断熱型基礎底版よりなる基礎構造体と、
該基礎構造体の上部に設置されて鋼製の地上タンク本体とによりなる地上タンクの補強構造であって、
前記基礎構造体の外周部に沿って、所定の間隔をもって打設される複数の増し杭と、
該増し杭に支持されるとともに、前記基礎構造体を構成する断熱型基礎底版を取り囲むように配置される補強底版により構成されることを特徴とする地上タンクの補強構造。
【請求項２】
地盤面より杭頭部を露出するように配される複数の基礎杭、及び該基礎杭に支持されて地盤面より所定の高さを持って、水平に配される鉄筋コンクリート造の基礎底版よりなる基礎構造体と、
該基礎構造体の上部に設置されて鋼製の地上タンク本体とによりなる地上タンクの補強構造であって、
前記基礎構造体の外周部に沿って、所定の間隔をもって打設される複数の増し杭と、
地盤面と基礎底版との隙間を補完するように配置されるとともに、その外周部が増し杭に支持されて前記基礎底版を取り囲むように配置される補強底版により構成され、
該補強底版の内方には底部加温装置が配されることを特徴とする地上タンクの補強構造。
【請求項３】
請求項１または２に記載の地上タンクの補強構造において、
前記地上タンク本体の外周面には、補強底版に支持されるようにして、これと一体的に成形されたＰＣ防液堤が設けられることを特徴とする地上タンクの補強構造。
【請求項４】
請求項３に記載の地上タンクの補強構造において、
前記地上タンク本体と、ＰＣ防液堤との間には側部冷熱抵抗緩和材が介在されることを特徴とする地上タンクの補強構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐震性能を考慮した安全性の高い地上タンクの補強構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、低温液体ガス等の極低温液体２０を貯蔵する地上タンク１は、図５（ａ）に示すように、鋼製の地上タンク本体２と、該地上タンク本体２を支持する基礎構造体７により構成されており、これら地上タンク１の周囲には、万一貯蔵している極低温液体２０が漏洩しても周辺に拡散させないことを目的に、コンクリート造の防液堤２１が別途設けられている。
このような　地上タンク１の改築や耐震補強を行う際には、Ｈ１４年に改訂予定のＬＮＧ地上式貯槽指針に従い、レベル２地震動に対応できるような耐震性能を付与することが必要条件となっている。これに対応すべく、これまでの改築もしくは耐震補強方法は、地上タンク１を全て取り壊し、あらためて構築し直す方法が一般的となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、基礎構造体７は、地震時でその構造仕様が決定されるものの、地上タンク本体２の構成は、常時でその構造仕様が決定されるものであるため、上述するような地上タンク１を全て取り壊す方法では無駄が多いとともに、コストが増大するといった課題を有していた。
加えて、地上タンク１の外周に設けられる防液堤２１の構築には広大な敷地が必要になるため、地上タンク１の改築の際には、図５（ｂ）に示すような、防液堤２１が不要で安全性の高い、ＰＣ防液堤１６を備えたＰＣ地上タンク２２に改築したいとのニーズも高まっている。
【０００４】
上記事情に鑑み、本発明は、安価でかつ簡略な構成で、地上タンクを改築もしくは耐震補強できる、安全性の高い地上タンクの補強構造を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の地上タンクの補強構造は、地盤中に埋設される複数の基礎杭、及び該基礎杭に支持されるようにして地盤面に構築され、底部加温装置が内蔵される鉄筋コンクリート造の断熱型基礎底版よりなる基礎構造体と、該基礎構造体の上部に設置されて鋼製の地上タンク本体とによりなる地上タンクの補強構造であって、前記基礎構造体の外周部に沿って、所定の間隔をもって打設される複数の増し杭と、該増し杭に支持されるとともに、前記基礎構造体を構成する断熱型基礎底版を取り囲むように配置される補強底版により構成されることを特徴としている。
【０００６】
請求項２記載の地上タンクの補強構造は、地盤面より杭頭部を露出するように配される複数の基礎杭、及び該基礎杭に支持されて地盤面より所定の高さを持って、水平に配される鉄筋コンクリート造の基礎底版よりなる基礎構造体と、該基礎構造体の上部に設置されて鋼製の地上タンク本体とによりなる地上タンクの補強構造であって、前記基礎構造体の外周部に沿って、所定の間隔をもって打設される複数の増し杭と、地盤面と基礎底版との隙間を補完するように配置されるとともに、その外周部が増し杭に支持されて前記基礎底版を取り囲むように配置される補強底版により構成され、該補強底版の内方には底部加温装置が配されることを特徴としている。
【０００７】
請求項３記載の地上タンクの補強構造は、前記地上タンク本体の外周面には、補強底版に支持されるようにして、これと一体的に成形されたＰＣ防液堤が設けられることを特徴としている。
【０００８】
請求項４記載の地上タンクの補強構造は、前記地上タンク本体と、ＰＣ防液堤との間には側部冷熱抵抗緩和材が介在されることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の地上タンクの補強構造について、図１から図４を用いて詳述する。本発明は、地上タンク本体と該地上タンク本体を支持する基礎構造体よりなる地上タンクにおいて、地上タンク本体を活かしたまま、基礎構造体を補強することにより、地上タンクの改築もしくは耐震補強を可能にするものである。
【００１０】
（第１の実施の形態）
図１（ａ）に示すように、地上タンク１は、地上タンク本体２と、基礎構造体７とを備えてなり、基礎構造体７は、複数の基礎杭８、及び断熱型基礎底版９により構成されている。場所打ちコンクリートや鋼管等よりなる前記基礎杭８は、地盤中に所定の間隔をもって複数埋設されており、該基礎杭８に支持されるようにして、地盤表面に鉄筋コンクリート造の断熱型基礎底版９が配置されて、基礎構造体７が形成される。ここで、断熱型基礎底版９は、その平面視形状が前記地上タンク本体２よりも略大きく形成されており、上面には地上タンク本体２が設置されるが、該地上タンク本体２に貯蔵されている極低温液体２０の冷熱の影響を受けて地盤が凍結することを防止するため、底部加温装置１０が内蔵されている。
該地上タンク本体２は、鋼製の側壁３を有しており、内周部に内槽側壁４、外周部に外槽側壁６が配されて、両者の間には、保冷材５が充填されている。内槽側壁４は、液密・気密性能を備えた低温用鋼により構成される。また、保冷材５には、パーライト等の断熱材が用いられているとともに、外槽側壁６は保冷材５の外周部における防湿材として機能する炭素鋼が用いられている。このような側壁３を備えた地上タンク本体２は、前記基礎構造体７に支持されるように配置されており、内槽側壁４及び外槽側壁６の各々が、アンカー１１を介して断熱型基礎底版９に固定されることにより、地上タンク１が構成されている。
【００１１】
このような地上タンク１において、地上タンク本体２は、側壁３を構成する内槽側壁４が常時を基準としてその構造仕様が設定されているとともに、疲労や腐食に対しても十分な耐久性を有しており、改築や耐震補強等の必要性がない。また、前記保冷材５も窒素雰囲気中であり耐久性に問題がないことから、地上タンク本体２をそのまま転用し、これらを支持する基礎構造体７に対して、耐震補強を行うことにより、前記地上タンク１に耐震性能を付与した補強構造が構築されることとなる。
【００１２】
したがって、前記基礎構造体７に対して、図１（ｂ）に示すように、増し杭１２及び補強底版１３を用いて補強を行う。増し杭１２は、前記基礎杭８と同様の材料よりなり、前記断熱型基礎底版９の外周部に沿って、所定の間隔をもって複数が地盤中に離間配置されている。また、前記補強底版１３は、前記断熱型基礎底版９と同様の鉄筋コンクリート造よりなり、前記増し杭１２に支持されるようにして断熱型基礎底版９と一体となるように地盤面に配置される。さらに、その形状が、基礎底版９の外周部を取り囲むだけでなく、前記地上タンク本体２の側壁３の下部を所定の高さまで覆うように形成されていても良い。また、側壁３を構成する外槽側壁６を断熱型基礎底版９に固定しているアンカー１１は、必要に応じて本数を増やすことができる。
【００１３】
なお、本実施の形態において、前記増し杭１２は、断熱型基礎底版９を２重に取り囲むように配置されているが、これにこだわるものではなく、前記補強底版１３を支持するに必要な位置に配置されていれば、その配置位置や本数は何れを用いても良い。
【００１４】
ところで、図１（ｂ）に示すように、前記補強底版１３に囲われた前記断熱型基礎底版９の外周縁は、全周にわたりはつられており、はつり面９ａが粗面状に形成されているとともに、断熱型基礎底版９を構成する図示しない鉄筋が露出されている。このような構成は、はつり部に前記補強底版１３を構成するコンクリートが打設されることにより、断熱型基礎底版９のはつり面９ａに補強底版１３のコンクリートが精度良く定着するとともに、露出された鉄筋がこのコンクリートに内包されることとなり、断熱型基礎底版９と補強底版１３とが強固に一体化することを目的に、実施するものである。
【００１５】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、前記基礎構造体７を構成する断熱型基礎底版９が地盤面に配置されている地上タンク１を例に挙げ、その補強構造を示したが、第２の実施の形態では、基礎構造体７を構成する基礎底版１５が、地盤面より上方に配された高床式の地上タンク１４の補強構造を示す。
図２（ａ）に示すように、高床式の地上タンク１４は、第１の実施の形態で示したものと同様に、地上タンク本体２、及び基礎構造体７を有しており、前記基礎構造体７は、基礎杭８が、杭頭部を地盤面より上方に露出するように複数配置されているとともに、該基礎杭８に支持される基礎底版１５が、所定の高さをもって地盤面より上方で水平に配置されているものである。なお、該基礎底版１５は、地盤面との間に隙間を有して配されていることから、地上タンク本体２に貯蔵されている極低温液体２０の冷温が地盤に伝わることがないため、第１の実施の形態で示した断熱型基礎底版９に内蔵されていたような前記底部加温装置１０を有しないものである。
このような高床式の基礎構造体７に地上タンク本体２が配置されて、地上タンク本体２を構成する側壁３の内槽側壁４及び外槽側壁６の各々が、アンカー１１を介して基礎底版１５に固定されることにより、高床式の地上タンク１４が構成されている。
【００１６】
上述する高床式の地上タンク１４も、第１の実施の形態と同様に前記増し杭１２と補強底版１３により基礎構造体７を補強することにより、耐震性能を付加した補強構造が得られる。図２（ｂ）に示すように、前記基礎杭８と同様の材料よりなる前記増し杭１２が、前記基礎底版１５の外周部に沿って、所定の間隔をもって離間配置されており、所定深さまで地盤中に埋設されている。また、前記補強底版１３は、その外周部を前記増し杭１２に支持されるようにして地盤面に配置されるが、その形状は、基礎底版１５の外周部を取り囲むだけでなく、前記基礎底版１５の下端面と地盤面との隙間をも補完するように基礎底版１５と一体となるように形成される。
このような構成により、高床式の地上タンク１４の補強構造は、前記基礎構造体７の下面及び外周部が補強底版１３に取り囲まれて一体化されるが、高床式の地上タンク１４が、前記補強底版１３を介して、地盤面に抵触する構成となる。このため、地盤の凍結を防止することを目的に、補強底版１３の内方には、水平面を形成するように前記底部加温装置１０を配置しておく。
【００１７】
なお、前記補強底版１３に囲われた前記基礎底版１５の外周縁は、第１の実施の形態で示した断熱型基礎底版９と同様に、全周にわたりはつられて、はつり面１５ａが粗面状に形成されているとともに、基礎底版１５を構成する図示しない鉄筋が露出されている。これにより、基礎底版１５のはつり面１５ａと補強底版１３のコンクリートが精度良く定着されるとともに、露出された鉄筋がこのコンクリートに内包されて、基礎底版１５と補強底版１３とが強固に一体化されている。
【００１８】
上述する第１及び第２の実施の形態によれば、前記地上タンク１、及び高床式の地上タンク１４の補強構造は、前記地上タンク本体２及び基礎構造体７を破壊する必要はなく、前記基礎構造体７に対して増し杭１２に支持される補強底版１３を一体的に設置すれば良いため、簡略な構成で、かつ安価に耐震性能を付与する補強構造を構築することが可能となる。
【００１９】
（第３の実施の形態）
第１、及び第２の実施の形態では、前記基礎構造体７に対して増し杭１２及び補強底版１３を設けることにより地上タンク１及び高床式の地上タンク１４を補強する地上タンクの補強構造を示したが、これらは何れも、地上タンク本体２の側壁３の下部を補強底版１３により保護するものの、側壁３の多くは、外槽側壁６が露出した状態となっている。このため、前記内槽側壁４に損傷等の不具合が生じた場合には、貯蔵されている極低温液体２０が外槽側壁６に損傷を与えて外方に漏洩することが考えられるため、地上タンク１及び高床式の地上タンク１４の外周部には防液堤２１を設置しておく必要がある。そこで、防液堤２１を省略することを目的に、第３の実施の形態では、基礎構造体７が補強された地上タンク本体２の側壁３の外周面にＰＣ防液堤１６を設ける構成を示す。
【００２０】
図３（ａ）に示すように、地上タンク１は、前記断熱型基礎底版９の外周部を取り囲む形状に形成された補強底版１３により補強されている。このような地上タンク１の地上タンク本体２には、側壁３を構成する外槽側壁６の外周面を覆うように、ＰＣ防液堤１６が、補強底版１３に支持されるようにしてこれと一体的に配置されている。これにより、前記地上タンク本体２の側壁３は、外方から内方に向かって、ＰＣ防液堤１６、外槽側壁６、保冷材５、及び内槽側壁４が層状に配されたＰＣ側壁３ａが形成され、いわゆるＰＣ地上タンクが形成されることとなる。
なお、前記ＰＣ防液堤１６を、前記補強底版１３と一体的に形成する際には、図４（ａ）に示すように、前記外槽側壁６を内型枠として、ＰＣ防液堤１６を構成するコンクリートを打設すればよい。
【００２１】
また、図３（ｂ）に示すように、前記基礎底版１５の外周部を取り囲み、前記基礎底版１５の下面と地盤面との隙間を補完する形状に形成された補強底版１３により補強されている高床式の地上タンク１４においても、地上タンク１と同様に、側壁３を構成する外槽側壁６の外周面を覆うように、ＰＣ防液堤１６が、補強底版１３に支持されるようにして配置されて、ＰＣ側壁３ａを構成している。
【００２２】
ところで、万一、地上タンク本体２に貯蔵された極低温液体２０が内槽側壁４より漏洩し、外槽側壁６に抵触した際には、該外槽側壁６を介して、もしくは外槽側壁６が低温のために破損し、ＰＣ防液壁１６の部材温度は極低温になり劣化することが考えられる。
このような現象を防止することを目的に、ＰＣ防液壁１６と、外槽側壁６との間には、図４（ｂ）に示すように、外周面にライナー１８を配置した側部冷熱抵抗緩和材１７を介在する構成としても良い。ここで用いるライナー１８は、側部冷熱抵抗緩和材１７の防湿対策として用いるもので、前記外槽側壁６と同様の炭素鋼により、ＰＣ防液堤１６と接する側に配置される。
なお、図４（ｃ）に示すように、前記ＰＣ防液壁１６の外周面に防水塗装１９を施す構成とすれば、前記側部冷熱抵抗緩和材１７のみをＰＣ防液壁１６と外槽側壁６との間に介在させる構成としても良い。
【００２３】
上述する第３の実施の形態の構成によれば、基礎構造体７に増し杭１２に支持された補強底版１３が設けられた地上タンク１、及び高床式の地上タンク１４に対して、地上タンク本体２の側壁３の外周面に、前記補強底版１３に支持されるようにＰＣ防液堤１６を一体的に設けたことから、従来より地上タンク本体２に設けられている防液堤２１を省略することが可能となり、広大な敷地を要しないとともに、工費削減、工期短縮に大きく寄与することが可能となる。
【００２４】
また、前記地上タンク本体２の側壁３の外周面に、側部冷熱抵抗緩和材１７を介在させた上でＰＣ防液壁１６を設けることにより、万一地上タンク本体２に貯蔵された極低温液体２０が内槽側壁４より漏洩した場合においても、ＰＣ防液堤１６の部材温度が極低温となることによる劣化を生じることがないため、部材厚を大きく取る必要がなく、余剰な鉄筋量及びコンクリート量を用いる必要がない。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１、２に記載の地上タンクの補強方法によれば、地盤中に埋設される複数の基礎杭、及び該基礎杭に支持されるようにして地盤面に構築され、底部加温装置が内蔵される鉄筋コンクリート造の断熱型基礎底版よりなる基礎構造体と、該基礎構造体の上部に設置されて鋼製の地上タンク本体とによりなる地上タンクの補強構造であって、前記基礎構造体の外周部に沿って、所定の間隔をもって打設される複数の増し杭と、該増し杭に支持されるとともに、前記基礎構造体を構成する断熱型基礎底版を取り囲むように配置される補強底版により構成される。もしくは、地盤面より杭頭部を露出するように配される複数の基礎杭、及び該基礎杭に支持されて地盤面より所定の高さを持って、水平に配される鉄筋コンクリート造の基礎底版よりなる基礎構造体と、該基礎構造体の上部に設置されて鋼製の地上タンク本体とによりなる地上タンクの補強構造であって、前記基礎構造体の外周部に沿って、所定の間隔をもって打設される複数の増し杭と、地盤面と基礎底版との隙間を補完するように配置されるとともに、その外周部が増し杭に支持されて前記基礎底版を取り囲むように配置される補強底版により構成され、該補強底版の内方には底部加温装置が配されることから、従来の地上タンクを破壊することなく、簡略な構成で、かつ安価に耐震性能を付与する補強構造を構築することが可能となる。
【００２６】
請求項３記載の地上タンクの補強構造によれば、前記地上タンク本体の外周面には、補強底版に支持されるようにして、これと一体的に成形されたＰＣ防液堤が設けられることから、従来より地上タンクの外周に設けられている防液堤を省略することが可能となり、広大な敷地を要しないとともに、工費削減、工期短縮に大きく寄与することが可能となる。
【００２７】
請求項４記載の地上タンクの補強構造によれば、前記地上タンク本体と、ＰＣ防液堤との間には側部冷熱抵抗緩和材が介在されることから、万一極低温液体が内槽側壁より漏洩し、外槽側壁に抵触した際にも、側壁冷熱抵抗緩和材により、ＰＣ防液壁の部材温度が極低温となることによる劣化を生じることがないため、部材厚を大きく取る必要がなく、余剰な鉄筋量及びコンクリート量を削減でき、工費短縮に大きく寄与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る地上タンクの補強構造を示す図である。
【図２】本発明に係る高床式の地上タンクの補強構造を示す図である。
【図３】本発明に係る補強した地上タンクにＰＣ防液堤を設ける構造を示す図である。
【図４】本発明に係るＰＣ防液堤を設けた地上タンクのＰＣ側壁の詳細を示す図である。。
【図５】従来の地上タンクの概略を示す図である。
【符号の説明】
１　地上タンク
２　地上タンク本体
３　側壁
３ａ　ＰＣ側壁
４　内槽側壁
５　保冷材
６　外槽側壁
７　基礎構造体
８　基礎杭
９　断熱型基礎底版
１０　底部加温装置
１１　アンカー
１２　増し杭
１３　補強底版
１４　高床式の地上タンク
１５　基礎底版
１６　ＰＣ防液堤
１７　側部冷熱抵抗緩和材
１８　ライナー
１９　防水塗装
２０　極低温液体
２１　防液堤
２２　ＰＣ地上タンク
【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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