(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底版と、該底版外周縁に立設した側壁とから貯槽本体を形成し、該貯槽本体の底版中央にセンター支柱を立設し、該センター支柱に支えられて貯槽本体上方を被覆する可撓膜体を設けた膜屋根であって、該可撓膜体は、裾部の周縁近傍を上下に分岐する下側膜体と上側膜体の二重膜構造に形成し、下側膜体は、膜体下部周縁を側壁上端部に緊張状態に取付け、上側膜体は、膜体下部周縁を側壁上端部に気密状態に取付けたことを特徴とする貯槽の膜屋根。
【請求項２】
上記センター支柱の上端部と側壁上端部との間に、上記可撓膜体に押圧接触して下から支える下側索条と、上記可撓膜体に係合して上から押える上側索条とを設けたことを特徴とする請求項１記載の貯槽の膜屋根。
【請求項３】
上記センター支柱の上端部に下側筒体を設け、該下側筒体と、該下側筒体に嵌合する上側筒体とをフランジ接続し、上記下側筒体のフランジには上記下側索条を取付け、上記上側筒体のフランジには可撓膜体の中央部を固着するとともに、該上側筒体には上記上側索条を取付けて形成したことを特徴とする請求項２記載の貯槽の膜屋根。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、潅漑用水や上水道水等の液体、或いは穀物や石炭等の粉粒体、若しくは廃棄物やごみ等の固体などの貯蔵物を常圧下で貯蔵する貯槽に設ける膜屋根に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
潅漑用水や上水道水等の液体、或いは粉粒体や固体などの貯蔵物を常圧下で貯蔵する貯槽の上部に設ける屋根は、一般にコンクリート製、或いは金属製で剛構造に形成されている。このコンクリート製や金属製の屋根は、重量及び荷重が大きくなるため堅牢な構造にしなければならず、この屋根を支える貯槽本体も堅牢な構造に構築しなければならなかった。
そこで、上記のような堅牢な構造の屋根に替えて、軽量で簡易な膜構造の屋根を貯槽本体上部に設けることが考えられている。そして、より軽量かつ簡単な構造で経済的な膜屋根として、複雑な屋根骨やフレームを用いることなく、センター支柱及び索条によって支える吊膜屋根構造、つまりサスペンション膜構造の膜屋根が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記軽量で簡易な吊膜屋根、つまりサスペンション膜構造の膜屋根を、貯槽の上部を被覆するように設ける場合には、膜屋根上部に雨水が滞留することなく、また夾雑物が堆積することなく、さらにまた強風によってばたつくことがないようにすることが求められていた。つまり、可撓膜体が垂れ下がることなく、たるみ部を生じないように、膜体全体を緊張状態に保持しながら、かつ周縁取付部を気密な状態に取付けることは難しいものであった。
そして、可撓膜体を貯槽の側壁上端部に取付ける展設作業は、膜体に張力を加えながらその周縁部を気密に固着するという同時作業を要するため扱いが難しく、さらに可撓膜体の周縁部を貯槽上端部のアンカーボルトなどへ固着する位置合わせは、可撓膜体に片寄りや変形、皺などが生じ易いため難しく、可撓膜体の展開作業及び取付作業に労力と手間を要するものであった。
【０００４】
また、膜屋根天頂部の構築は、可撓膜体を吊り上げてセンター支柱上端部上方へ移動した後に膜体中央部の位置合わせをする際の作業が不安定で難しく、さらに、膜体中央部をセンター支柱上端部に固着する作業も皺伸ばしや纏めなどが雑然として処理がし難く、労力と手間を要するものであった。このような膜体をセンター支柱の上部に取付ける作業は、膜体上部に乗って不安定な位置で行わなければならない場合もあって、足場や架台などを必要としその際の作業性も良くなかった。
【０００５】
この発明は、上述の課題に鑑みてなされたもので、緊張状態及び気密状態を確保し、展設の作業性が良く、耐久性と経済性に優れた貯槽の膜屋根を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る貯槽の膜屋根は、底版と、該底版外周縁に立設した側壁とから貯槽本体を形成し、該貯槽本体の底版中央にセンター支柱を立設し、該センター支柱に支えられて貯槽本体上方を被覆する可撓膜体を設けた膜屋根であって、該可撓膜体は、裾部の周縁近傍を上下に分岐する下側膜体と上側膜体の二重膜構造に形成し、下側膜体は、膜体下部周縁を側壁上端部に緊張状態に取付け、上側膜体は、膜体下部周縁を側壁上端部に気密状態に取付けたものである。
【０００７】
また、上記センター支柱の上端部と側壁上端部との間に、上記可撓膜体に押圧接触して下から支える下側索条と、上記可撓膜体に係合して上から押える上側索条とを設けたものである。
【０００８】
また、上記センター支柱の上端部に下側筒体を設け、該下側筒体と、該下側筒体に嵌合する上側筒体とをフランジ接続し、上記下側筒体のフランジには上記下側索条を取付け、上記上側筒体のフランジには可撓膜体の中央部を固着するとともに、該上側筒体には上記上側索条を取付けて形成したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１乃至図４に基づき、この発明に係る貯槽の膜屋根の実施の形態について説明する。図１は、潅漑用水を貯蔵するファームポンド、上水道水を貯蔵する配水池などのコンクリート製大形貯槽に、膜屋根を設けた事例であり、図２は側壁上端部の近傍を示し、図３は屋根天頂部の近傍を示す。また、図４（ａ），（ｂ）は、膜屋根を構築する手順の一例を示す。
なお、この実施形態例はコンクリート製貯槽に膜屋根を適用した場合について説明するが、底版及び側壁が金属製等の大形貯槽その他の貯槽の場合であっても、この発明に係る膜屋根を適用することができることは言うまでもない。
【００１０】
図１に示すように、コンクリート構造の貯槽本体１は、円形平盤状の底版２と、この底版２の外周縁近傍に垂直に立設した円形筒体状の側壁３とから形成されている。この貯槽本体１の上部に設ける膜屋根４は、大きな断面性能を備え肉厚な形状の側壁上端部９から、貯槽中央に向かって上りの急勾配で屋根天頂部１０に至るように、側壁３より屋根天頂部１０が高い略円錐形状に被覆する可撓膜体７にて形成するものである。
この略円錐形状の可撓膜体７は、上記底版２の底版中央部１１から屋根天頂部１０に至る間に、例えば金属製の大口径パイプ材、形鋼材、コンクリート製パイル材などを用いて垂直に立設したセンター支柱５によって支えられている。
【００１１】
この可撓膜体７は、可撓性と気密性を有する材料、例えば繊維織物に合成樹脂材をコーティングした材料などを用いて、上記センター支柱上端部８と側壁上端部９との間に緊張状態を保持しかつ周縁部を気密状態に展設するもので、この可撓膜体７の裾部の周縁近傍は、上下に分岐する下側膜体７Ａと上側膜体７Ｂの二重膜構造に形成し、下側膜体７Ａは可撓膜体７から延出してその下部周縁を側壁上端部９へ緊張状態に取付け、上側膜体７Ｂは下側膜体７Ａの外周縁取付部の上方を被覆しその下部周縁を側壁上端部９へ気密状態に取付ける。
【００１２】
また、上記センター支柱５のセンター支柱上端部８と側壁上端部９との間に、例えば鋼線を撚り合わせたワイヤロープなどの索条６を放射状に張設する。この索条６は、上記可撓膜体７を接触による押圧力でもって下から支える下側索条６Ａと、上記可撓膜体７と係合させこの係合による動きの抑制によって浮き上がりや移動を上から押える上側索条６Ｂとで形成することによって、可撓膜体７を下側索条６Ａと上側索条６Ｂの間に挟み込むように配設する。
【００１３】
可撓膜体７の裾部の周縁部の二重膜構造、及びその取付構造の一例について、図２に基づいて詳細に説明する。図２に示すように、上下に分岐させて二重膜構造に形成した下側の膜体７Ａは、可撓膜体７から連続して延出させ、その外周縁を先方位置の側壁上端部９へ緊張状態に取付ける。この緊張状態に取付ける構造は、例えば、下側膜体７Ａの周縁部位置を、側壁上端部９の取付部へ届く位置よりも短く形成し、この下側膜体７Ａの周縁部にハトメ部１７を設け、このハトメ部１７を緊締する構造とする。つまり、ハトメ部１７に、ワイヤ、ロープなどの締結部材１８を挿通し、側壁上端部９の周方向に沿って環状に配設した棒状部材１６にからめ付け、順々に絞り上げて張り具合を調整して緊張させ、バックルなど逆止構造の緊締具１８Ａによって緊締する。なお、棒状部材１６は、側壁上端部９の周方向に沿って所定間隔をおいて固定金具１５を埋設固定し、この固定金具１５に鋼棒などを挿通して環状に形成した場合を示している。
このように、下側膜体７Ａは、順次緊締によって調整して取付け、例えば所定範囲に区分し緊張状態の均衡を調整しながら作業性良く施工し、可撓膜体７の全体を均一に張設することが可能となる。
【００１４】
また、図２に示すように、上下に分岐させて二重膜構造に形成した上側の膜体７Ｂは、上記下側膜体７Ａの外周縁取付部上方の所定範囲にわたって、然程張力を与えることなくなだらかに傾斜させて被覆し気密状態に取付ける。この上側膜体７Ｂは、例えば、所定幅の略矩形膜体を用いて、その内周縁１９を周方向に沿って下側膜体７Ａ上面に溶着や接着或いは縫合などによって接合し、外周縁２０を側壁上端部９に膜保護材、押えプレート、アンカーボルト・ナットなどからなる着脱自在な面接合部材によって気密状態に固着し、両側縁２１，２１は着脱自在な面状ファスナーや両面接合テープなどの面接合部材によって固着する。
このように、上側膜体７Ｂは、張力を余り与えることなく被覆するので、片寄りや変形などが生じ難く無理のない面接合で気密に取付けることができ、また下側膜体７Ａの外周縁取付部の上方開口部をなだらかに傾斜させて被覆しているので、膜屋根にかかる雨やゴミなどを外周側へ円滑に滑り落として貯槽内へ侵入するのを防止することができる。また、外周縁２０は着脱可能な構造で、両側縁２１，２１も着脱自在な簡単な取付構造に形成したので、この上側膜体７Ｂを開けて、下側索条６Ａ及び下側膜体７Ａの緊張力の付加調整、及び取付金具などの点検やメンテナンスを行うことができる。
【００１５】
図２に基づいて、上記可撓膜体７の上下にそれぞれ複数本放射状に張設する下側索条６Ａ及び上側索条６Ｂの取付構造の一例について説明する。
下側索条６Ａは、コンクリート製の側壁上端部９の最内側に周方向に沿って所定間隔をおいて埋設固定した取付金具１２Ａに端縁を係合し、ターンバックル、、レバーブロックなどの締付具１３Ａを用いて取付ける。また、上側索条６Ｂは、コンクリート製の側壁上端部９の最外側に周方向に沿って所定間隔をおいて埋設固定した取付金具１２Ｂに端縁を係合し、ターンバックル、レバーブロックなどの締付具１３Ｂを用いて取付ける。
【００１６】
上記説明したように、可撓膜体７は緊張状態に展設され、さらに放射状に張設した複数本の下側索条６Ａに押圧力をもって接触し平均に下から支えられているので、落葉や土砂などの夾雑物、雨や雪による荷重に対して一層耐久性を向上することができる。また、可撓膜体７は、外周縁取付部の上方を被覆し周囲を確りと気密に固着され、さらに、可撓膜体７上面に複数隔離して設けた係合部材１４によって、放射状に張設した複数本の上側索条６Ｂと係合して動きを抑制するように、バランス良く上から押えられているので、強風や気圧の変化などによる浮上がりやばたつきに対して一層耐久性を向上することができる。
このように形成した膜屋根４を、屋外のファームポンド、配水池などの貯水槽等に設けた場合には、落葉や土砂等の塵芥などは可撓膜体７の上面に堆積させることなく、傾斜した上面に沿って重力で円滑に、貯槽の周囲に落とすことができ、雨水や雪も、可撓膜体７の上面に溜めることなく周囲に流し落とすことができる。なお、既設の屋根なしファームポンドなどの貯槽に、このような膜屋根４を適用すると、より軽量かつ構築が容易で経済的な簡易屋根となる。
【００１７】
可撓膜体７は、例えばポリエステル繊維、ポリアミド繊維、炭素繊維などの織物に、ポリウレタン、塩化ビニール系樹脂、フッ素ゴムなどの合成樹脂材料をコーティングした膜材を用いて、太陽光の紫外線、大気や雨などに含まれる腐食性ガスなどに対して耐候性及び耐食性を有するようにして、恒久的な屋外膜屋根構造物のように長期間にわたって使用することができる。
また、例えば黒色の繊維や樹脂、不透光性材料など太陽光を遮断する材料を用いた場合には、貯槽本体１の内部に太陽光が入ることなく、ファームポンドや配水池などの貯水槽において、太陽光によって繁茂する藻などの発生を防止することができる。
【００１８】
図３に基づいて、屋根天頂部１０近傍の構造の一例について説明する。センター支柱上端部８に、内径が上方に向かって拡大する漏斗状の下側筒体２３を接続し、この下側筒体２３の上端縁に、水平リング状に張出した下側フランジ２２を設ける。この下側フランジ２２と面接触するように、水平リング状に張出した上側フランジ２４を設け、この上側フランジ２４には、上記下側筒体２３内に下部を遊嵌状に挿し込んだ後に、図３に示すような嵌合状態で収容するように、外径が下方に向かって縮小する案内部材２５を有する上側筒体２６を設ける。そして、下側フランジ２２と上側フランジ２４をボルト・ナットなどの固着部材２７を用いて接続する。
上側フランジ２４には、ボルト・ナットなどの固着部材２７を取付け、このボルトに可撓膜体７の膜体中央部２８の端縁を挿通し、面接触する当て板やワッシャーなどを用いて挟み込んでナットを締め付けて気密状態に固着する。
また、下側フランジ２２には、下側索条６Ａの端縁を取付ける固着部２９を設け、上側筒体２６には、上側索条６Ｂの端縁を取付ける固着部３０を設ける。
【００１９】
このように、センター支柱上端部８に設けた下側筒体２３と、この下側筒体２３に嵌合する上側筒体２６とをフランジ２２，２４で接続するように形成したので、上記案内部材２５を介しての位置合わせと接続作業がやり易くなる。また、下側索条６Ａ及び上側索条６Ｂの固着作業、並びに可撓膜体７端縁の膜体中央部２８の固着作業もやり易くなり、そして、放射状に張設した下側索条６Ａに支えられた状態で、可撓膜体７を沿わせ移動し展開して取付けるという一連の展設作業を行うことにより、可撓膜体７の展開作業及び取付作業を作業性良く行うことができる。
また、上側フランジ２４には、可撓膜体７の膜体中央部２８を、予め地上の低所で作業性良く安全作業にて固着することができる。そして、下側フランジ２２に上側フランジ２４を固着する作業は、上記案内部材２５を沿わせて位置決めができるため、膜体中央部２８の上に乗って位置決め作業を行う必要がなくセンター支柱上端部８の下側から安全作業で簡単容易に取付作業ができるとともに、膜体中央部２８が固定され安定しているので、可撓膜体７を周囲に向かって展開する作業、及び側壁上端部９へ接続する作業も一層やり易くなる。
【００２０】
図４（ａ），（ｂ）に基づいて、貯槽の膜屋根を構築する手順の一例についてさらに詳述する。
図４（ａ）に示すように、側壁３に囲まれた底版２の中央部１１上に、センター支柱５を立設し、センター支柱上端部８と側壁上端部９との間に下側索条６Ａを架け渡し緊張状態に固定する。
次いで、予め地上の低所にて可撓膜体７及び上側索条６Ｂを固着した天頂部１０を、矢印▲１▼及び矢印▲２▼に示すように、吊り上げてセンター支柱上端部８へ移動する。
そして、図４（ｂ）の矢印▲３▼に示すように、上記吊り上げて移動した天頂部１０を吊り込んで位置合わせしてセンター支柱上端部８へ接続する。
次いで、矢印▲４▼のように、下側索条６Ａを支え架台にして、可撓膜体７を展開して側壁上端部９に固着し、その上に上側索条６Ｂを張設する。
【００２１】
上記のようにして膜屋根を構築するので、可撓膜体７及び上側索条６Ｂは、地上の低い場所で天頂部１０に作業性良く安全作業で固着することができ、次いで、この天頂部１０を吊り込んでセンター支柱上端部８へ固着する作業もやり易くなり、さらに、予め張設されている下側索条６Ａに支えられた状態で、安定性良くかつ作業性良く可撓膜体７を展設しその上の上側索条６Ｂを張ることができるため、構築時の一連の作業性に優れた膜屋根となる。
【００２２】
【発明の効果】
叙述の説明で明らかなように、この発明に係る貯槽の膜屋根は、膜屋根を構成する可撓膜体の裾部の周縁近傍を上下に分岐する下側膜体と上側膜体の二重膜構造に形成し、下側膜体は、膜体下部周縁を側壁上端部に緊張状態に取付け、上側膜体は、膜体下部周縁を側壁上端部に気密状態に取付けているので、予め下側膜体に所定の緊張力を付加して張ってから、次に上側膜体を被覆し気密状態を得るようにすることができ、下側膜体による緊張付加と上側膜体による気密被覆とで役割分担して、可撓膜体を作業性良く安全確実に取付けることが可能となる。
そして、可撓膜体を所定の緊張状態に維持しかつ気密状態を保持し、膜屋根にかかる雨やゴミなどを周囲に円滑に落とし貯槽内へ侵入するのを防止することができるため、雨や雪、塵芥、風などに対して耐用性を有し、簡単な構造で軽量かつ高強度で耐久性を有し、経済性に優れた貯槽の膜屋根とすることができる。
なお、必要に応じて上側膜体を開けて、下側膜体に緊張力を付加することも可能となるので、取付部や取付金具などの点検やメンテナンスを適宜行うこともできるため、長期間の耐用性を配慮した経済的な膜屋根となる。
【００２３】
また、上記センター支柱の上端部と側壁上端部との間に、上記可撓膜体に押圧接触して下から支える下側索条と、上記可撓膜体に係合して上から押える上側索条とを設けた膜屋根にあっては、上記下側索条による押圧支えによって雨や雪や塵芥などの荷重に対する垂れ下がりが一層抑制され、また、上記上側索条との係合による動きの抑制によって強風や気圧の変化などに対する浮き上がりやばたつきが生じ難く、膜屋根全体の安定性と強靭性が増加し、大きな負荷変動に対する信頼性もより一層向上する。
【００２４】
また、上記センター支柱の上端部に下側筒体を設け、該下側筒体と、該下側筒体に嵌合する上側筒体とをフランジ接続し、上記下側筒体のフランジには上記下側索条を取付け、上記上側筒体のフランジには可撓膜体の中央部を固着するとともに、該上側筒体には上記上側索条を取付けて形成した膜屋根にあっては、膜屋根中央部を吊り込んで案内し嵌合する位置合わせと接続が容易にでき、この膜屋根中央部の膜体及び索条の固着形成も安定状態で能率良く行うことができる。
そして、上側筒体に可撓膜体の中央部を固着する作業及び上側索条を取付ける作業は、予め地上の低い場所にて作業性良く安全作業で行うことができるとともに、次いで、上記のように下側筒体に嵌合してフランジ接続した後に、上記下側索条を膜体展設時の支え架台として使用することにより、可撓膜体を天頂部から周囲に向け沿わせて移動し展開する作業、及び側壁上端部へ取付ける作業もやり易くなるため、構築時の作業性に優れた膜屋根となる。
【００２５】
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係る貯槽の膜屋根の実施形態例の概略を示す一部を欠除し断面とした側面説明図である。
【図２】  側壁上端部近傍の概略を示す一部を欠除し断面とした斜視説明図である。
【図３】  屋根天頂部近傍の概略を示す一部を欠除し断面とした側面説明図である。
【図４】  （ａ），（ｂ）は、貯槽の膜屋根を構築する手順の一例を説明する一部を欠除し断面とした側面説明図である。
【符号の説明】
１  貯槽本体                      ２  底版
３  側壁                          ４  膜屋根
５  センター支柱
６  索条
６Ａ  下側索条                    ６Ｂ  上側索条
７  可撓膜体
７Ａ  下側膜体                    ７Ｂ  上側膜体
８  センター支柱上端部            ９  側壁上端部
１０  屋根天頂部                  １１  底版中央部
１２Ａ  取付金具                  １２Ｂ  取付金具
１３Ａ  締付具                    １３Ｂ  締付具
１４  係合部材
１５  固定金具                    １６  棒状部材
１７  周縁ハトメ部                １８  締結部材
１８Ａ  緊締具
１９  内周縁                      ２０  外周縁
２１  両側縁                      ２２  下側フランジ
２３  下側筒体                    ２４  上側フランジ
２５  案内部材                    ２６  上側筒体
２７  固着部材                    ２８  膜体中央部
２９  固着部                      ３０  固着部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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