(57)【要約】【課題】  地震等の振動の作用により浮屋根式貯蔵タンクに発生するスロッシング（液面揺動）に伴う浮屋根の周方向及び半径方向の曲げモーメントを低減する。【解決手段】  上部を開口したタンク本体１と、貯蔵されている液体８の液面上に浮かべられ、かつ周囲が側板４内周面に対し昇降自在に摺接した浮屋根５または１６を有する浮屋根式貯蔵タンクに関し、浮屋根ポンツーン９または１６を断続的に構成し、隣り合うポンツーン区画の間にゴム等の可撓性に富んだ弾性材よりなる免震装置２２を配置する。このようにすれば、地震等によりスロッシングが発生し、その波動により浮屋根に大きな変形が生じても、その変形は免震装置によって吸収され、浮屋根の曲げモーメントは過大にならず、浮屋根の座屈による破壊を免れる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部を開口したタンク本体と、貯蔵されている液体の液面上に浮かべられ、かつ周囲が前記タンク本体の側板内周面に対し昇降自在に摺接した浮屋根とを有する浮屋根式貯蔵タンクに関し、浮屋根ポンツーンを断続的に構成し、隣り合うポンツーン区画の間にゴム等の可撓性に富んだ弾性材よりなる免震装置を配置することを特徴とする浮屋根構造。
【請求項２】
浮屋根ポンツーンを放射状に、かつ浮屋根中心軸に関し軸対称になるように断続的に構成し、隣り合うポンツーン区画の間に前記免震装置を配置することを特徴とする請求項１記載の浮屋根構造。
【請求項３】
ダブルデッキ形式の浮屋根に関し、浮屋根ポンツーンを半径方向に浮屋根中心軸に関し軸対称になるように断続的に構成し、隣り合うポンツーン区画の間に前記免震装置を配置することを特徴とする請求項１または２に記載の浮屋根構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐震性に優れた浮屋根式貯蔵タンクの浮屋根構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１は従来の浮屋根式貯蔵タンクの一例を示すもので、図中１は上部を開口したタンク本体を示し、該タンク本体１は、基礎２上に据え付けられた底板３と、底板３上に立設された筒状の側板４とにより構成されている。前記タンク本体１内には、該タンク本体１内に貯蔵されている液体８の液面上に浮かべられ、かつ側板４の内周面に対しシール装置６を介して昇降自在に周囲を摺接した浮屋根５が収容されており、前記浮屋根５の上面外周には、周方向に分割されたフラップ状のウェザーシールド７がシール装置６の上方に位置するよう傾動自在に取り付けられている。而して、前記浮屋根５は、タンク本体１の内部に貯蔵されている液体８の量が増減して液面の位置が変化するのに追従し、シール装置６が側板４の内周面に摺接しながら昇降するようになっている。
【０００３】
図１に示した浮屋根５は、シングルデッキ形式と称される浮屋根形式であり、中央部のデッキ９と、外周部のポンツーン１０とから構成されている。ポンツーン１０は、上板１１、下板１２、外リム１３及び内リム１４から構成される箱構造と、その内部のバルクヘッド１５と称される半径方向の仕切り板とで構成される。バルクヘッド１５によって仕切られた箱型の区画は液密構造となり、浮屋根５の全体浮力を保持している。
【０００４】
図２に示した浮屋根１６は、前記シングルデッキ形式の浮屋根５とは異なる、ダブルデッキ形式と称される浮屋根形式であり、上板１７、下板１８、及び周方向に配置されたリングガーダ１９及びリングトラス２０と、半径方向に配置されたバルクヘッド２１とから構成される。上板１７、下板１８、リングガーダ１９及びバルクヘッド２１によって構成される箱型の区画は液密構造となり、ポンツーンとして働くことにより、浮屋根１６の全体浮力を保持している。
【０００５】
このような浮屋根式貯蔵タンクにおいて、地震等によってタンク本体１に強い振動が加わると、タンク本体１の内部に貯蔵されている液体８にスロッシング（液面揺動）と称される波動現象が発生し、特にタンク本体１に加わる振動とスロッシングとが共鳴すると、図３に示すように浮屋根５または１６は大きな振幅で揺動し、液面形状に沿うような形で変形する。発明者等は、このような現象を模型実験及び理論解析により研究し、浮屋根の存在する場合のスロッシング挙動を明らかにしている（非特許文献１，２）。
【非特許文献１】浮屋根式石油貯槽のスロッシング性状に関する研究、川崎重工技報、No.74、1980年4月
【非特許文献２】Sloshing Behavior of Floating-Roof Oil Storage Tanks, Computers and Structures, Vol.19, No.1,2, 1984
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記の変形に伴い、シングルデッキ形式の浮屋根５では、曲げ剛性の大きいポンツーン１０において、周方向に大きな曲げモーメントが生じ、これによる曲げ圧縮応力が過大になると、ポンツーンの上板１１ないし下板１２に周方向の座屈が生じ、ポンツーン１０は破壊に至る。この現象は、１９８３年日本海中部地震等の際に事例が見られ、発明者等の研究の結果から、事例タンク浮屋根の破壊原因と特定されている（非特許文献３，４）。
【非特許文献３】日本海中部地震における浮屋根式タンクのスロッシング応答、土木学会第３９回年次学術講演会概要集、1984年10月
【非特許文献４】Some Considerations on Long-Period Waves in Earthquake Engineering, Japan-PRC-U.S. Trilateral Symposium/Workshop on Engineering for Multiple Natural Hazard Mitigation, Beijing, January 1985
【０００７】
発明者等の研究結果によれば、ダブルデッキ形式の浮屋根１６では、全体的に曲げ剛性が大きいので、前記の変形に伴い全体的に周方向及び半径方向に曲げモーメントが大きくなる。シングルデッキ形式の場合と同様に曲げ圧縮応力が過大になると、上板１７ないし下板１８に周方向ないし半径方向の座屈が生じ、浮屋根が破壊する可能性がある。
【０００８】
本発明は、上記の実状に鑑みて考案したものであり、地震等の振動を受けた際に、貯蔵されている液体のスロッシング（液面揺動）現象が発生し、浮屋根に波動の影響による変形が生じても、座屈破壊が生じないような浮屋根構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上部を開口したタンク本体と、該タンク本体内に貯蔵されている液体の液面上に浮かべられ、かつ周囲が前記タンク本体の側板内周面に対し昇降自在に摺接した浮屋根とを有する浮屋根式貯蔵タンクにおいて、前記シングルデッキ形式浮屋根あるいはダブルデッキ形式浮屋根のポンツーンを断続構造とし、隣り合うポンツーン区画の間にゴム等の可撓性に富んだ弾性材より構成される免震装置を配置したことを特徴とするものである。
【００１０】
このようにすれば、地震等によってタンク本体の内部に貯蔵されている液体にスロッシング（液面揺動）が発生し、浮屋根に大きな変形が生じても、浮屋根ポンツーンの変形のほとんどは免震装置が受け持つことになり、ポンツーンに過大な曲げモーメントが発生せず、ポンツーンの座屈破壊は防止される。
【００１１】
さらに、前記免震装置は、地震等の方向性の予測が困難であることから、任意方向の地震に対し有効に働くように、浮屋根中心軸に対し軸対称状に配置することが好ましい。
【００１２】
ダブルデッキ形式浮屋根の場合に、周方向ないし半径方向の曲げ変形に対して前記免震装置を配置する際には、前記 非特許文献１及び２による理論計算等の結果を参考にし、曲げモーメントが過大になる位置に配置することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
上記した本発明の貯蔵タンク浮屋根構造によれば、下記の如き優れた効果を奏し得る。
【００１４】
（Ｉ）地震等によってタンク本体に貯蔵されている液体にスロッシング（液面揺動）が発生し、浮屋根に大きな変形が生じても、浮屋根ポンツーンの変形をゴム等の可撓性に富んだ弾性体から構成される免震装置がほとんど吸収し、ポンツーンには過大な曲げモーメントが発生せず、浮屋根は座屈破壊を免れる。
【００１５】
（II）ゴム等の可撓性に富んだ弾性体から構成される免震装置を浮屋根中心軸に関し軸対称上に配置すれば、任意の方向に地震等の振動が加わっても、免震装置が効果的に浮屋根の変形を吸収する。
【００１６】
（III）前記の日本海中部地震や２００３年十勝沖地震等の際に見られた事例のように、浮屋根式貯蔵タンクの浮屋根に地震等によるスロッシングの影響により座屈破壊を生じると、浮屋根は崩壊ないし沈没等により浮屋根としての機能を失ない、貯蔵タンクが全面火災に到る等の危険性がある。本発明は、このような危険性を防止することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図４〜図６は本発明を実施するための最良の形態を示す図であって、図１または図２と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【実施例１】
【００１８】
図４はシングルデッキ形式の場合における免震装置の配置を示す。図４に示すように、各ポンツーン区画の隣り合うバルクヘッド１５間に放射状に免震装置２２を配置する。
【実施例２】
【００１９】
図５はダブルデッキ形式の場合における免震装置の配置を示す。図５に示すように、各ポンツーン区画の隣り合うバルクヘッド２１間に放射状に、ないし隣り合うリングガーダ１９間にリング状に免震装置２２を配置する。
【実施例３】
【００２０】
図６に示すように、免震装置は各ポンツーン区画の隣り合うバルクヘッド１５の間、又は２１の間、又は隣り合うリングガーダ１９の間に配置され、スロッシングに伴って生ずる浮屋根の曲げ変形に対して、変形を吸収できるような剛性と変形に追随できるような変形能力とを有する必要がある。また、免震装置とポンツーン区画との取り合いにおいては、常時においても地震時等スロッシング発生時においても、液面から液体が浮屋根上に流出しないように液密構造にする必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】浮屋根式貯蔵タンクとシングルデッキ形式浮屋根を示す説明図である。
【図２】ダブルデッキ形式の浮屋根を示す説明図である。
【図３】浮屋根式貯蔵タンクにスロッシングが発生した状態を示す説明図である。
【図４】シングルデッキ形式浮屋根の免震構造の実施方法を示した説明図である。（実施例１）
【図５】ダブルデッキ形式浮屋根の免震構造の実施方法を示した説明図である。（実施例２）
【図６】図４及び図５の部分的な断面図であり、スロッシングに伴う浮屋根の変形と免震構造の実施方法を示した説明図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  タンク本体
４  側板
５  シングルデッキ形式浮屋根
８  液体
１０  ポンツーン
１１又は１７  上板
１２又は１８  下板
１３  外リム
１４  内リム
１５又は２１  バルクヘッド
１６  ダブルデッキ形式浮屋根
１９  リングガーダ
２２  免震装置
【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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【図６】
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