(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底壁と側壁とよりなる貯槽本体の該側壁上部に端縁を固定しカテナリー状に掛け渡して緊張材を設け、該緊張材の上に設ける可撓膜体の周縁を前記側壁上部に気密固定し、次いで貯槽本体内を減圧し可撓膜体をカテナリー状の緊張状態にしておき、該可撓膜体の上面に、設置後剛体化する被覆強度材を設け、該被覆強度材が剛体化した後、貯槽本体内の減圧を解除し形成することを特徴とする貯槽屋根。
【請求項２】
上記緊張材は、格子状あるいは略蜘蛛の巣状等の網状体に形成したことを特徴とする請求項１記載の貯槽屋根。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、潅漑用水や下水道水等の液体、或は穀物や石炭等の粉体、若しくは廃棄物のごみ等の貯蔵物を常圧下で貯蔵する大形貯槽に設ける貯槽屋根に関する。
【０００２】
【従来の技術】
潅漑用水等の貯蔵物を常圧下で貯蔵する大形貯槽の屋根は、例えば鋼製底壁と鋼製側壁よりなる貯槽本体の、その鋼製側壁の上部に鋼製屋根骨を配設し、その屋根骨の上に鋼板製の屋根板を敷き並べ溶接結合して形成した円錐形状またはドーム形状等の鋼製屋根、あるいはコンクリート製底壁とコンクリート製側壁よりなる貯槽本体の、そのコンクリート製側壁の上部に、支保工に支えられた型枠を設け、その型枠上に鉄筋を配設しコンクリートを流し込み、あるいは吹き付け等して形成した円錐形状あるいはドーム形状等のコンクリート製屋根が用いられている。
【０００３】
また、その他の屋根として、内部の空気圧を外部の空気圧より高めにし、その空気圧の差で膜体を支えたエアドーム屋根、或は本出願人に係る特許第２６０８４７４号のコンクリート製屋根、つまり貯槽本体内部の昇圧空気圧を受けた張力状態の可撓膜体上にコンクリート等を設置して形成するコンクリート製ドーム屋根も普及している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記第１番目従来技術の鋼製屋根は、堅牢で優れた構造の屋根ではあるが、屋根部品の工場製作等に多くの手間がかかり、その屋根の現場構築には多くの技能工を必要とする。
上記第２番目従来技術のコンクリート製屋根は、上記鋼製屋根と同様に、堅牢で優れた構造の屋根ではあるが、支保工等の仮設に多くの費用がかかり、型枠の製作作業等には高度の熟練工を必要とする。
【０００５】
上記第３番目従来技術のエアドーム屋根は、簡便な構造で大形野球場等の屋根にも適したものではあるが、台風等による強風や気圧変化に対する心配が残るもので、内部の昇圧空気圧管理にも常に細心の注意を必要とする。
それらに対し、特許第２６０８４７４号のコンクリート製ドーム屋根は、仮設費用が少なく、多くの熟練工も必要とせず、かつ安全に構築できる優れたドーム形状の屋根ではあるが、屋根に降る雨水を一箇所に集めて排水可能で、かつデザイン的にも優れた懸垂線曲線形状、つまりカテナリー形状を呈した屋根ではなかった。
【０００６】
この発明は上述従来技術の屋根が内在する問題等の課題を解決するためになされたもので、仮設費用が少なく、かつ多くの熟練工も必要とせず、さらに、短い工期で、より安全に構築できるとともに、優れた強度を備えた大形カテナリー形状の貯槽屋根を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る貯槽屋根は、底壁と側壁とよりなる貯槽本体の、その側壁上部に端縁を固定しカテナリー状に掛け渡して網状体の緊張材を設け、その緊張材の上に設ける可撓膜体の周縁を側壁上部に気密固定し、次いで貯槽本体内を減圧し可撓膜体をカテナリー状の緊張状態に形成しておき、その可撓膜体の上面に、設置後剛体化する被覆強度材を設け、その被覆強度材が剛体化した後、貯槽本体内の減圧を解除し形成するものである。
【０００８】
また、上記貯槽屋根の緊張材は、格子状あるいは略蜘蛛の巣状等の網状体に形成するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態例】
この発明に係る貯槽屋根の一実施形態例について図面を参照し説明する。図１は、潅漑用水を貯蔵するコンクリート製の用水池貯槽屋根に、この発明に係る貯槽屋根を適用した事例であり、コンクリート製貯槽本体内を減圧した状態で可撓膜体の上面にコンクリートモルタルの被覆強度材を設置した状況を一部簡略化し要部誇張して示した断面説明図である。図２は、図１に示した潅漑用水池貯槽屋根の部分断面説明図である。
【００１０】
図中符号１は、底壁２と側壁３とよりなるコンクリート製貯槽本体であり、符号４は、側壁３の上部に端縁を固定しカテナリー状に掛け渡し設けた網状体の緊張材、符号５は、周縁を側壁３の上部に気密固定し緊張材４の上に設けた可撓膜体、符号６は、可撓膜体５の上面に設置したコンクリートモルタルの被覆強度材である。
【００１１】
図示の貯槽屋根は、まず、コンクリート製底壁２とコンクリート製側壁３とで形成した貯槽本体１の、その側壁３の上部に端縁を固定しカテナリー状に掛け渡して網状体の緊張材４を設け、そして、その緊張材４の上に設ける可撓膜体５の周縁を側壁３の上部に気密固定し、次いで貯槽本体１内を減圧し可撓膜体５をカテナリー状の緊張状態に形成しておき、そのカテナリー状緊張状態の可撓膜体４の上面に、設置後剛体化するコンクリートモルタルの被覆強度材６を設け、そして、その被覆強度材６が剛体化した後、貯槽本体１内の減圧を解除して、潅漑用水池貯槽のカテナリー状を呈した貯槽屋根に形成するものである。
【００１２】
上記ののように形成した貯槽屋根においては、コンクリートモルタルの被覆強度材６が剛体化した後、貯槽本体１内の減圧を解除して形成するので、減圧によってカテナリー形状の緊張状態を呈していた可撓膜体５および減圧を受けた可撓膜体５に抑えられて下方にカテナリー形状の緊張状態を呈していた網状体の緊張材４が、元のカテナリー形状に復元しようとして剛体化したコンクリートモルタルの被覆強度材６に下方から上方に向けて押上げ力を加える。
【００１３】
そして、その押上げ力が付勢することによって、緊張材４とその緊張材４の上に設けた可撓膜体５および可撓膜体５の上面に設けた被覆強度材６の一体化剛性力は増し、かつその一体化剛性力の増した貯槽屋根は、上記押上げ力にも助けられて、貯槽屋根の上に加わる荷重、例えば積雪荷重や滞留雨水荷重、あるいは人などの外部荷重に強い、優れた強度を備えたカテナリー形状の貯槽屋根となる。
【００１４】
そして、上記カテナリー形状の貯槽屋根中心部に開口部７を設け、その開口部７に雨水以外の夾雑物侵入を防ぐ金網等のストレーナー８を設置すると、貯槽屋根の上に降る雨水を集めて開口部７から貯槽本体１内に自然流水で導入し、導入された雨水は潅漑用水として利用することが可能であり、さらに潅漑用水池に侵入し堆積しようとする落葉などの侵入排除も容易に行えるため潅漑用水池貯槽に最適な貯槽屋根となる。
【００１５】
上記貯槽屋根について更に詳述すると、コンクリート製貯槽本体１の底壁２と側壁３は、潅漑用水を貯えるに適した一重若しくは多重、あるいは仕切りを設けた有底円筒体または有底角筒体等の有底筒体に形成する。図示の事例は一重のコンクリート構造体で形成した有底円筒体である。そして、その側壁３の上部は、図示のように大きな断面性能を備えた肉厚な形状に形成し、カテナリー状に掛け渡す網状体の緊張材４、可撓膜体５および被覆強度材６などが貯槽中心部に向けて引き込もうと作用する力、つまり側壁３の上部に作用する圧縮力や曲げ力等に耐えられる構造体に形成する。
【００１６】
図示のように貯槽本体１内に大きな断面性能の肉厚な張り出し部を設けて形成すると、外観美に優れた形状の貯槽とすることができる。そして、図２にその一例を拡大して示したように、側壁３の上部全周に渡って、緊張材４の端縁を固定する固着部９および可撓膜体５の周縁を気密固定する固着部１０を設ける。
【００１７】
緊張材４の固着部９は、緊張材４の端縁を側壁３の上部に強固に固定する構造であればよく、例えば側壁３の上部配設鉄筋に結合し延出したアンカーボルト、該アンカーボルトを貫通させて水平に設置した鋼製平板状座板、該座板上で緊張材４の端縁を巻き付け固定する鋼製環断片帯板状の抑え板、該抑え板に設けたアンカーボルト係合孔を貫通し延出したアンカーボルトの螺子部と係合し抑え板を座板に固定するナットとで形成する巻き付け固着構造がある。
【００１８】
また、他の固着部９例として、緊張材４の端縁にアンカーボルトへ係合する孔を備えた接続子を強固に取り付けておいて、その接続子を側壁３の上部配設鉄筋に結合し延出したアンカーボルトにナットを用いて固定する接続子固着構造もある。上記巻き付け固着構造では、取り付け現場において緊張材４の長さ調整が可能で形状の修正が容易なため大形構造であっても美観に優れた形状のカテナリー形状が得られ易く、上記接続子固着構造は、現場での固着作業が簡単なため短い工期で、より安全に緊張材４の端縁を側壁３の上部に固着することができる。
【００１９】
可撓膜体５の固着部１０は、可撓膜体５の周縁を側壁３の上部に強固に気密固定する構造であればよい。図２の事例においては、側壁３の上部配設鉄筋に結合し延出したアンカーボルト、該アンカーボルトを貫通させて側壁３の上部に水平に設置した鋼板製座板、該座板上に配置した可撓膜体５の周縁を、その周縁の上、あるいは下、若しくは上下の両方にシールパッキン材を介在させて、狭持する鋼板製の抑え板を設け、その抑え板に設けたアンカーボルト係合用の孔から延出させたアンカーボルトの螺子部にナットを係合し、そのナットを締め付けて可撓膜体５の周縁を側壁３の上部に気密に固定している。
【００２０】
緊張材４は、鋼線等の金属線材、あるいは合成樹脂繊維材等を編んで断面円形あるいは断面矩形、若しくは扁平な断面楕円形等に形成した索材を、側壁３内の上部にカテナリー状に掛け渡し、可撓膜体５、被覆強度材６および貯槽本体１内に加えられる減圧による荷重等の荷重を分担して支えられるように、例えば図３（ａ）のような格子状、あるいは図３（ｂ）のような略蜘蛛の巣状等の網状体に配置し、索材の端縁を前述したような側壁３上部の固着部９に固定して設ける。
【００２１】
図３（ａ）に示した緊張材４は、上記索材を三角形組合せ状、菱形組合せ状或は正方形組合せ状等に配置してなる格子状の網状体で形成した緊張材４（図示は正方形組合せ格子状）であり、取り付け現場において緊張材４の索材長さを１本づつ調整しながら掛け渡し、前記巻き付け固着構造等で索材端縁を側壁３上部の固着部９に固定して設けると、大形の構造であっても美観に優れた形状のカテナリー形状が得られ易く、緊張材４に加わる荷重も各索材にほぼ均等に分散させて支持できる。
【００２２】
図３（ｂ）に示した緊張材４は、図示のように上記索材を放射状および多段同軸多角状に組合せ配置してなる略蜘蛛の巣状の網状体で形成した緊張材４であり、工場等で予め略蜘蛛の巣状の網状体に形成しておき、取り付け現場で展開して側壁３上部に掛け渡し、前記接続子固着構造等で索材端縁を側壁３上部の固着部９に固定して設ければ、現場での固着作業が簡単、かつ安全に施工し易い。上記格子状の網状体に比べて略蜘蛛の巣状の網状体は、緊張材４に加わる荷重をより均等に各索材に分散させて支持させることが可能なため、張力バランスのとれたカテナリー形状の緊張材４となりやすい。また、簡略化して図示したように中央部にテンション性能に優れた金属製円環のセンターリングを設けると、前記開口部７の形成はより容易に施工できるとともに、美観に優れたカテナリー形状が得られ易い。
【００２３】
図示は省略するが、可撓膜体５と上記緊張材４の索条との間に平板状の座板を設置すれば、可撓膜体５に生じ易い局部変形の発生を防止でき、美観に優れた表面形状のカテナリー状可撓膜体５が得られるともに、その可撓膜体５を用いて形成した貯槽屋根は美観に優れた貯槽屋根となる。
【００２４】
可撓膜体５は、気密性を備え、かつ緊張力に優れた膜材料、例えば金属製薄膜材、あるいは合成樹脂製膜材等の水密性も備えた膜材料で形成し、その可撓膜体５の周縁を、図２に示したように、側壁３上部の固着部１０に気密に固定し、緊張材４の上にカテナリー状に重ねて設ける。
【００２５】
そして、真空ポンプやブロワーなどの排気装置１１で貯槽本体１内から空気を抜き出し、貯槽本体１内を減圧する。この減圧によって、カテナリー状に設けていた可撓膜体５は、下方に引き込まれ緊張した滑らかな表面形状に変化するとともに、懸垂線曲線形状曲率の小さなカテナリー形状となる。緊張材４も可撓膜体５に押し下げられて懸垂線曲線形状の曲率が小さなカテナリー形状となる。
【００２６】
貯槽本体１内の減圧量は、貯槽屋根に付与しようとする前記押上げ力、可撓膜体５の上に設ける被覆強度材６の荷重などに配慮して決定する。
【００２７】
可撓膜体５を、上記のように緊張状態のカテナリー状に形成しておいて、その可撓膜体５の上に可撓膜体５への付着性や一体化性を高めるラス網等の補強結合材１２を設置し、設置後剛体化する被覆強度材６のコンクリートモルタルを流し込み、あるいは吹き付けて設置する。そして、設置した被覆強度材６のコンクリートモルタルが剛体化した後、貯槽本体１内の減圧を解除し、緊張材４と、その緊張材４の上に設けた可撓膜体５と、その可撓膜体５の上に設置した被覆強度材６とを、前述のように減圧解除による押上げ力で一体化し、優れた強度を備えてなる貯槽屋根に形成する。
【００２８】
上記被覆強度材６は、潅漑用水池の貯槽簡易屋根に適した材料、つまり設置後剛体化するコンクリートモルタルの事例を説明したが、設置後剛体化する材料の被覆強度材６は、可撓膜体５との結合性に優れ、かつ剛体強度に優れた材料、例えばアスファルトモルタル材、鉄筋を配設したコンクリート構造体、あるいは繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）材などの材料を用いても良く、貯槽に貯蔵する物や屋根に加わる荷重などに配慮し適正な材料を選択して採用する。
【００２９】
なお、被覆強度材６として、積層構造体、例えばコンクリートモルタル材と、その上に鉄筋を配設したコンクリート構造体などのように複数の材料、あるいは同種材を積層する積層構造体を用いる場合においては、下層のコンクリートモルタル材が剛体化した段階で、貯槽本体１内の減圧量を一部解除し、そして上層のコンクリートモルタル材上の鉄筋を配設したコンクリート構造体が剛体化した段階で貯槽本体１内の減圧量全部を解除して形成するように、減圧量を段階的に解除して形成すれば、より安全、かつ経済的に貯槽屋根を構築できるとともに、応力バランスのとれた貯槽屋根とすることができる。また、下層のコンクリートモルタル材が剛体化し充分な強度を備えさせた段階で、貯槽本体１内の減圧量全部を解除し、その下層のコンクリートモルタル材の上に上層の鉄筋を配設したコンクリート構造体を施工し形成する場合は、上記段階的に減圧量を解除して形成する場合に比べて、工期の大幅短縮化が図れる。
【００３０】
上記実施形態例は、貯槽屋根中心部にストレーナー８付き開口部７を設ける潅漑用水池の貯槽屋根事例について紹介したが、この発明に係る貯槽屋根は、他の貯槽屋根、例えば貯槽屋根中心部に開閉動可能なごみの投入口（図示省略）を設ければ、ごみの投入作業が容易な廃棄物貯蔵施設に最適な貯槽屋根になるように、他の貯槽屋根あるいは他の施設屋根にも適用することができる。
【００３１】
【発明の効果】
この発明に係る貯槽屋根は、上述のように貯槽本体内の減圧によって緊張材および可撓膜体をカテナリー状の緊張状態にし、その可撓膜体の上に、設置後剛体化する被覆強度材を設けて被覆強度材が剛体化した後に減圧を除去して形成するので、仮設費用が少なく、かつ多くの熟練工も必要とせず、さらに短い工期で、より安全に構築できるとともに、優れた強度を備えた大形カテナリー形状の貯槽屋根とすることができる。
【００３２】
格子状あるいは略蜘蛛の巣状等の網状体の緊張材で形成した貯槽屋根は、網で掬うようにやさしく可撓膜体を支え、被覆強度材の荷重および貯槽屋根に加わる荷重を分散して支えるため、貯槽屋根に局部変形が生じるのを防ぐことができるとともに、応力バランスに優れ、かつ美観に優れたカテナリー状の貯槽屋根にすることができる。
【００３３】
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る貯槽屋根の一実施形態例を一部簡略化し要部誇張して示した縦断面説明図である。
【図２】図１に示した貯槽屋根の部分断面説明図である。
【図３】緊張材の索材配置例を示した平面説明図であり、（ａ）は格子状網状体の事例、（ｂ）は略蜘蛛の巣状網状体の事例である。
【符号の説明】
１  貯槽本体              ２  底壁            ３  側壁
４  緊張材                ５  可撓膜体        ６  被覆強度材
７  開口部                ８  ストレーナー    ９  緊張材の固着部
１０  可撓膜体の固着部    １１  排気装置      １２  補強結合材
【図１】
0004147510.tif 000002
【図２】
0004147510.tif 000003
【図３】
0004147510.tif 000004