(57)【要約】【課題】老朽化した既設ＰＣタンクについて、新設することなく、比較的短工期かつ低コストでその耐震性能を向上させることができる既設ＰＣタンクの耐震性能向上方法および耐震性能向上構造を提供する。【解決手段】既設ＰＣタンク１０のＰＣ製底版１２の上に免震装置３０を設置し、その免震装置３０の上に、既設ＰＣタンク１０の内径よりも小さい径の鋼製内筒２０を設置し、その鋼製内筒２０の内部に液体４０を貯留するようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に液体を貯蔵する既設ＰＣタンクの耐震性能向上方法であって、既設ＰＣタンクの底版の上に免震装置を設置し、その免震装置の上に、内部に液体を貯蔵する鋼製の内筒を設置することを特徴とする既設ＰＣタンクの耐震性能向上方法。
【請求項２】
内部に液体を貯蔵する既設ＰＣタンクの耐震性能向上構造であって、既設ＰＣタンクの底版の上に免震装置が設置され、その免震装置の上に、内部に液体を貯蔵する鋼製の内筒が設置されていることを特徴とする既設ＰＣタンクの耐震性能向上構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設ＰＣタンクの耐震性能向上方法および耐震性能向上構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内部に液体を貯蔵する既設ＰＣタンク（Pre-stressed  Concrete  Tank）の耐震性能向上対策としては、既設ＰＣタンクの側壁に対して外面からプレキャストコンクリートの壁版を重ねて設置し増厚を図る方法（特許文献１参照）や、既設ＰＣタンクの側壁に対してその内面にカーボンクロス等を用いた表面処理を行う方法（特許文献２参照）などのように、既設ＰＣタンクの側壁に対して、増厚や補強を行う方法がある。また、既設ＰＣタンクの杭基礎に対して、フーチングの増設や増杭などを行う方法がある。もちろん、新たにＰＣタンクを建設する方法もある。
【特許文献１】特開２００２−００２１３３３号公報
【特許文献２】特開平１１−３５０７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＰＣタンクは、例えば水道用の貯水槽として用いられる場合、配水システムの中の最上流施設である配水池として使用されるため、基幹施設として下記のような高い耐震性能が要求される。
【０００４】
（１）レベル１地震動：ひび割れ発生限界状態（コンクリートの曲げ強度以内）
（２）レベル２地震動：残留ひび割れ幅限界状態（鉄筋の弾性範囲内）
すなわち、レベル１地震動に対してはコンクリートにひび割れが発生しないことが要求され、レベル２地震動に対しては、地震発生時にはコンクリートにひび割れが生じ、若干の漏洩が発生したとしても、鉄筋が降伏せず弾性変形にとどめることで、地震後は漏洩を止め、漏洩による二次災害を防止しなくてはならない。
【０００５】
しかしながら、建設後数十年経過したＰＣタンクにおいては、設計時における耐震基準が現在よりも低いレベルであったことに加え、塩化物イオンの飛来やコンクリート中性化に伴う鉄筋の腐食減肉により、建設時に比較してその耐震性能が経年的に低下している。
【０００６】
このような老朽化した既設ＰＣタンクに対して、上述したような耐震性能向上対策を施そうとすると、長期間の工期や高額のコストが必要になる場合が多い。
【０００７】
すなわち、従来の耐震性能向上対策では、増厚等により既設構造物の耐力を向上させるものが主流であり、既設構造物の残存耐力を評価するためには、コア抜き等の調査データに基づき、プッシュオーバー（静的非線形）解析もしくは動的解析による構造計算を行い、その上で上記の要求耐震性能を満足するような耐震補強対策を検討するのが一般的である。しかしながら、耐震壁の増設や杭基礎のフーチングの増設・増杭などの方法は、敷地の制約条件から採用できない場合が多い。
【０００８】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、老朽化した既設ＰＣタンクについて、新設することなく、比較的短工期かつ低コストでタンク本体及び基礎の耐震性能を向上させることができる既設ＰＣタンクの耐震性能向上方法および耐震性能向上構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【００１０】
［１］内部に液体を貯蔵する既設ＰＣタンクの耐震性能向上方法であって、既設ＰＣタンクの底版の上に免震装置を設置し、その免震装置の上に、内部に液体を貯蔵する鋼製の内筒を設置することを特徴とする既設ＰＣタンクの耐震性能向上方法。
【００１１】
［２］内部に液体を貯蔵する既設ＰＣタンクの耐震性能向上構造であって、既設ＰＣタンクの底版の上に免震装置が設置され、その免震装置の上に、内部に液体を貯蔵する鋼製の内筒が設置されていることを特徴とする既設ＰＣタンクの耐震性能向上構造。
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては、老朽化した既設ＰＣタンクに対して、新設することなく、比較的短工期かつ低コストでタンク本体及び基礎の耐震性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の一実施形態を以下に述べる。
【００１４】
本発明の一実施形態においては、図１に示すように、ＰＣ製側壁１１と、ＰＣ製底版１２（杭基礎１３に剛結）と、ＰＣ製屋根（図示せず）とを備えた既設ＰＣタンク１０に対して、その耐震性能を向上させるために、ＰＣ製底版１２の上に免震装置（例えば、積層ゴム）３０を設置し、その免震装置３０の上に、既設ＰＣタンク１０の内径よりもやや小さい径の円筒型鋼製水槽（鋼製内筒）２０を設置し、その鋼製内筒２０の内部に液体４０を貯留するようにしている。なお、鋼製内筒２０は、鋼製側板２１と鋼製底板２２を有しており、屋根はない。
【００１５】
次に、その施工方法を説明する。
【００１６】
この実施形態においては、既設ＰＣタンク１０の内部で作業を行うため、まず、既設ＰＣタンク１０のＰＣ製ドーム屋根の撤去を行う必要がある。
【００１７】
次に、既設ＰＣタンク１０の底版１２を清掃した後、底版１２の上に免震装置（例えば積層ゴム等）３０を設置する。既設底版１２は、一般的に下向きに凸の円錐状であり、排水ピットや流入管・流出管が設けてあるので、免震装置３０はこれらの位置を避けて鋼製内筒底板２２を極力均等に支持できるよう配置する必要がある。また、流入管・流出管等については、既設ＰＣタンク躯体（ＰＣ製側壁１１、ＰＣ製底版１２、ＰＣ製屋根）と地震時の挙動が異なるため、伸縮可撓管を設けて変位を吸収する。
【００１８】
そして、この免震装置３０の上に鋼製内筒２０を設置する。その際に、鋼製内筒２０ならびに免震装置３０が地震時に水平方向に滑動しないように、必要に応じて、既設ＰＣタンク１０と免震装置３０の間、免震装置３０と鋼製内筒２０の間に固定装置（アンカー）を設けても良いし、鋼製内筒２０と既設ＰＣタンク側壁１１の間に鎖状の移動制限装置を設けても良い。
【００１９】
なお、鋼製内筒２０の材質としては、炭素鋼に防食及び内容液の衛生性確保を目的とした塗装もしくは被覆を行う方法とステンレス鋼を用いる方法があるが、貯留液（内容液）４０の静圧ならびに地震時の動水圧と内筒慣性力に対して側板２１の座屈や底板２２の降伏が発生しない板厚・材質を選定する。
【００２０】
また、既設ＰＣタンク１０と鋼製内筒２０間には溶接・塗装等の作業が可能な程度の空隙を設けるが、上水貯留用途の場合には、タンク上方の気相部に塩素ガスが濃縮して厳しい腐食環境となるため、既設ＰＣタンク１０と鋼製内筒２０との間に例えばＦＲＰ製等の円盤状の仕切りを設けることにより、塩素ガスの流入を阻止し、鋼製内筒２０外面の腐食を防止する。ただし、鋼製内筒２０の変位を既設ＰＣタンクに伝達しない材質（非構造部材）とする。 
【００２１】
そして、最後に屋根の復旧を行うが、当該工法を適用する既設ＰＣタンクでは、ドーム屋根についても老朽化が進行しているため、屋根についてはアルミ合金製屋根で布設替えを行う。特に水道用ＰＣタンクの場合には、屋根内側に浄水の塩素ガスが濃縮して存在するため、他の部位に比較して腐食の進行が著しく、最近では新設の場合でもアルミ合金製の屋根を架設する場合が多い。新設のアルミ合金屋根は、既設ドーム屋根に比較して軽量であることから、既設ＰＣタンク側壁１１により支持する。
【００２２】
以上述べたことによって、この実施形態においては、次のような効果を得ることができる。
【００２３】
（１）貯液機能は鋼製内筒２０が負担するため、既設ＰＣタンク１０に対する要求耐震性能を著しく緩和できる。すなわち、現状のレベル２地震動：鉄筋の弾性範囲内を、既設ＰＣタンク１０が著しい傾斜や転倒、崩壊しないことまで緩和できる。
【００２４】
（２）既設ＰＣタンク側壁１１に内容液４０の動水圧が直接作用しなくなるため、既設ＰＣタンク１０の地震荷重が低減できる。
【００２５】
（３）また、免震装置３０により、既設ＰＣタンク１０の躯体に作用する地震慣性力と、鋼製内筒２０そのものの地震慣性力、内容液４０の動水圧（衝撃圧）を軽減することができ、基礎杭１３の上部に作用するせん断力を緩和できる。
【００２６】
（４）以上のことから、新設する場合と比較して、短工期・低コストで既設老朽化ＰＣタンク１０の耐震性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  既設ＰＣタンク
１１  既設ＰＣタンク側壁（ＰＣ製側壁）
１２  既設ＰＣタンク底版（ＰＣ製底版）
１３  基礎杭
２０  鋼製内筒（円筒型鋼製水槽）
２１  鋼製内筒側板（鋼製側板）
２２  鋼製内筒底板（鋼製底板）
３０  免震装置
４０  内容液
【図１】
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