JP2001180797A - 貯槽の支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構築を簡単容易にするとともに、荷重が集
中して損傷を生じないようにして、耐久性と耐震性を向
上させた貯槽の支持構造とする。 【解決手段】 地面の基版に設置した低位の垂直材
と、該垂直材同士の上部を水平方向で連結する横枠とで
一体架構の剛構造の支持枠体を形成し、この横枠に囲ま
れた内側に貯槽の湾曲する底部外壁面を収納し、該湾曲
した底部外壁面に当接し貯槽の垂直荷重を受けるととも
に水平方向の動きを規制する大きさの曲面接触部材を、
上記支持枠体の横枠に設けてなり、上記貯槽の湾曲した
底部外壁面を固着することなく摺動可能に接触させた状
態で支承する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、高圧ガス、低温
液化ガス等を貯蔵する貯槽の支持構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】球形貯槽、竪型円筒貯槽など、湾曲した
底部外壁面を有する各種貯槽の支持構造について、球形
貯槽の場合を事例にしてその支持構造の従来技術を、図
６に基づいて説明する。

【０００３】図６に示すように、球形貯槽２１は、地面
の基版２２上の隔離した複数の基礎２３から地上に高く
垂直に設けた複数本の円筒状の脚柱２５によって支持さ
れ、この独立した脚柱２５の相互間には傾斜し交差させ
て設けた斜材、ブレーシング２８が設けられている。こ
の円筒状の脚柱２５の上端部２６は、固着する湾曲した
外壁面２４の形状に合致するように、側面形状が斜めに
湾曲した形状の断面略楕円形状に円筒の上端縁を切断加
工し、球形貯槽２１の外壁面２４の底部近傍から側部赤
道に至る長い距離間の固着部２７の位置に、溶接によっ
て一体に固着されている。

【０００４】また、球形貯槽２１に免震装置を設けて、
耐震性を配慮した従来技術が、例えば、特開平２−７０
８７２号公報に開示されている。この発明の免震構造
は、図６に例示するように、球形貯槽２１の底部中央と
基版２２、基礎２３との間にダンパー構造の制震装置２
９を設け、球形貯槽２１の揺れをおさえとどめて制震性
能を得るようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図６のような球形貯槽
２１の脚柱２５は、地面の基版２２から高い位置の固着
部２７で固着されており、この固着部２７は球形貯槽２
１の底部近傍から赤道部に至る長い距離間の湾曲した外
壁面２４に、溶接で頑強に固着する構造である。そのた
め、球形貯槽２１を構築する際に、円筒状の脚柱２５の
上端部２６を、外壁面２４の湾曲面に合致するように略
楕円形に切断加工する製作が繁雑で、かつその箇所の溶
接作業が大変であり、さらに焼鈍などの繁雑な熱処理作
業も必要となる上に、溶接部の検査にも多大な手間を必
要とした。

【０００６】そして、地震などによる基礎２３の振動
は、脚柱２５から固着部２７の近傍に伝達し、或いは強
風などによる球形貯槽２１の揺れは、固着部２７から上
端部２６の近傍に伝わるため、この振動と揺れの荷重集
中によって、一部の脚柱２５の局部やブレーシング２８
などに変形や損傷を生じる心配があった。このように、
隔離した基礎２３上に、長い円筒状の各脚柱２５が独立
して設けられているために、地震や強風などによる振動
や揺れに対して、各脚柱２５の応答挙動がバラバラとな
り、荷重に偏りと集中が生じ易くなって、一部の脚柱２
５の局部やブレーシング２８などに変形や損傷などの被
害を受けるおそれがあった。

【０００７】また、耐震性を配慮した上記特開平２−７
０８７２号公報に開示された従来技術、図６に例示する
ダンパー構造の制震装置２９を設けた従来技術は、制震
装置２９によって球形貯槽２１の水平方向の揺れを減衰
する制震性能には優れているものの、基礎２３から伝わ
る短周期の振動や上下方向の振動などは、各脚柱２５か
ら固着部２７へそのまま伝達してしまった。そのため、
短周期の振動や大きな縦揺れなどを伴う地震などに対す
る免震性能については、充分な効果が得られなくなり、
前記と同様に依然として固着部２７へ荷重が集中し、脚
柱２５の局部やブレーシング２８などに変形や損傷を生
じる心配があった。

【０００８】この発明の目的は、上述のような従来技術
が有する問題点に鑑みてなされたもので、貯槽を支持す
る一体連結の組枠体を形成し、かつ貯槽との接続部は固
着することなく摺動可能に接触させて載置する支承構造
に形成し、構築を簡単容易にするとともに、接続部など
局部に荷重が集中することなく損傷を生じないようにし
て、さらに、振動が伝わらないように免震性能を有する
免震装置、及び又は揺れをおさえとどめるように制震性
能を有する制震装置を設けて、地震や強風などによる振
動や揺れによる変位を上記接続部と免震装置及び又は制
震装置とで吸収して、耐久性と耐震性をより向上させた
貯槽の支持構造とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る貯槽の支
持構造は、地面の基版から地上に垂直に設置した低位の
垂直材と、該垂直材同士の上部を水平方向で連結する横
枠とで形成した一体架構の剛構造の支持枠体によって、
湾曲する底部外壁面近傍を支承した貯槽であって、この
支持枠体の横枠に囲まれた内側に、貯槽の湾曲する底部
外壁面を収納し、該湾曲した底部外壁面に当接し、貯槽
の垂直荷重を受けるとともに水平方向の動きを規制する
大きさの曲面接触部材を、上記支持枠体の横枠に設けて
なり、上記貯槽の湾曲した底部外壁面を固着することな
く摺動可能に接触させた状態で、貯槽を載置支承するよ
うに形成したものである。

【００１０】また、この貯槽の支持構造は、上記支持枠
体の下部と上記基版との間に、積層ゴム支承の免震装置
を設けたものである。

【００１１】また、この貯槽の支持構造は、上記貯槽の
底部外壁面と上記支持枠体の下部との間、及び又は上記
貯槽の底部外壁面の中央下端部と上記基版との間に、す
べり支承又はダンパー構造の制震装置を設けたものであ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】この発明に係る貯槽の支持構造
を、図１乃至図５に基づいて説明する。

【００１３】図１は、湾曲した底部壁面３を有する貯槽
１の支持構造の実施形態例で、図２は、図１の一部を拡
大し側断面としたものである。地面の基版２から地上に
垂直に設置し、高さがそれほど高くない低位の垂直材５
と、この垂直材５同士の上部を水平方向で連結する横枠
６などを用いて、一体架構の剛構造の支持枠体４を形成
する。この支持枠体４の横枠６に囲まれた内側に、湾曲
した底部外壁面３に当接して貯槽１の垂直荷重を受ける
とともに水平方向の動きを規制する大きさの曲面接触部
材８を設ける。そして、上記支持枠体４の横枠６に囲ま
れた内側に、貯槽１の湾曲する底部外壁面３を収納し、
湾曲した底部外壁面３を上記曲面接触部材８に固着する
ことなく摺動可能に接触させた状態で載置支承する。

【００１４】上記支持枠体４は、図１に示すような平面
正六角形などの平面多角形状、或いは平面円形状とし、
その多角形の頂点及び又はその辺部で垂直荷重を支える
複数本の垂直材５と、この垂直材５間の上部を水平に連
結する平面多角形状、或いは平面円形状の横枠６と、垂
直材５間の下部を水平に連結する平面多角形状、或いは
平面円形状の下部水平材７と、傾斜材など（図示省略）
とを組枠して一体架構の剛構造に形成する。これらの垂
直材５、横枠６、下部水平材７、及び傾斜材などは、例
えば型鋼材、矩形鋼材、パイプ材等を用いて製作する。

【００１５】このように一体架構に組枠した支持枠体４
は、従来の独立柱構造の脚柱のように、例えば球殻の赤
道部近傍に至るように高くすることなく、後述する約４
５度の基準点Ｍの位置近傍までの低い高さでよい。この
支持枠体４は、一体化された剛構造でたわみや座屈を生
じることなく、強度が高く安定性が良い上に、貯槽１の
組立時には作業用架台などに使用することができるとと
もに、メンテナンスや補修などを行う際には作業用足場
などにも利用することができる。

【００１６】また、上記曲面接触部材８は、上記支持枠
体４の横枠６に囲まれた内側の辺部など、複数箇所に隔
離して設ける。或いは、図示しないが、平面円形の支持
枠体の場合には、曲面接触部材８は平面円形状に沿って
連続した幅広の円環状に形成してもよい。この曲面接触
部材８は、図２に示すように、貯槽の湾曲する底部外壁
面３を断面円弧とし、その円の中心点Ｏを通る水平線の
交点Ｌから、下方約４５度の角度に位置する基準点Ｍを
目安として、下方向近傍Ｓ１に沿って湾曲し延出した幅
広の底部曲面材８Ａと、上方向近傍Ｓ２に沿って湾曲し
立ち上げた幅広の側部曲面材８Ｂとで形成し、この曲面
接触部材８の裏側は、取付部材８Ｃによって横枠６に固
着する。

【００１７】上記のように形成した曲面接触部材８の底
部曲面材８Ａで、垂直荷重を受けて貯槽１の重量を支承
するとともに、地震や強風などによって水平荷重を受け
た場合には側部曲面材８Ｂによって水平方向の動きを規
制する。この曲面接触部材８は、貯槽１の湾曲した底部
外壁面３に固着することなく、摺動可能に面接触させた
状態で、貯槽１が倒れたり飛出すことがないよう移動を
規制し、支持枠体４の横枠６内に貯槽１の湾曲する底部
外壁面を取付ける。

【００１８】この曲面接触部材８は、ライニング鋼板な
どの材料を使用し、プレスなどによって、貯槽の底部外
壁面３の曲面と合致するように、接触面を凹状の湾曲面
を有する板状に加工し、摩擦しながら摺動する湾曲面の
せん断力と押圧力によって垂直荷重及び水平荷重を支え
るように形成する。また、鋼板材や型鋼材などを用いて
製作した取付部材８Ｃを、曲面接触部材８の裏側に取付
けてパネル状に組立てる。このようにパネル状に形成し
た曲面接触部材８は、曲げ強度に優れ、かつ取付け易い
構造となる。

【００１９】さらに、この曲面接触部材８の表面接触部
には、摩擦抵抗の小さい部材、例えば磨き金属材、円滑
な合成樹脂材などを設け、所定以上の荷重がかかること
なく、より滑らかに摺動するようにしてもよい。また、
曲面接触部材８の裏側の取付部材８Ｃには、積層ゴム支
承の免震材、すべり支承の制震材やダンパー構造の制震
材、弾力材やバネなどを設けて、変位や荷重を一層なだ
らかに吸収緩和させるようにしてもよい。

【００２０】このように、貯槽１の底部外壁面３は、支
持枠体４上に固着することなく曲面接触部材８によって
載置支承されており、従来のように溶接で頑強に固着さ
れていないので、製作加工の際に、繁雑で手間を要する
作業、つまり、垂直材を外壁面の湾曲形状に合致させる
ように略楕円形に切断加工する作業、その切断部を外壁
面に溶接する作業、その溶接部を焼鈍等により熱処理を
行う作業、及び溶接部を検査する作業などが不要とな
る。

【００２１】また、底部外壁面３と曲面接触部材８との
間は、固着されておらず摩擦しながら摺動するので、貯
槽１と横枠６間相互の動きは互いに拘束されることなく
損傷や破損を生ずることがない。また、短周期の振動や
大きな揺れに対して、接触部に荷重が集中することな
く、かつ動きを拘束することなく摺動し変位を調整し、
振動エネルギーを吸収するので、従来の脚柱の固着部や
ブレーシングなどで心配されていた損傷や破損の心配が
なく、耐久性が向上し強い支持構造にすることができ
る。また、内部の貯蔵液が揺れスロッシングして内壁面
に衝突した場合にも、接触面が摺動するため、振動エネ
ルギーを減衰吸収してスロッシングを和らげる働きも生
ずる。

【００２２】図３は、上記一体剛構造に形成した支持枠
体４の下部、下部水平材７と地面の基版２との間に、積
層ゴム支承の免震構造体９Ａよりなる免震装置１０を設
けた実施形態例で、さらに支持枠体４に設けた曲面接触
部材８によって、貯槽の底部外壁面３は固着することな
く接触した状態で支承されている。

【００２３】上記積層ゴム支承の免震構造体９Ａは、例
えば、天然ゴム、クロロプレンゴム、合成樹脂と合成繊
維と合成ゴムの複合材、合成ゴムと鉛などを複合した高
減衰ゴムなどを使用し、それらの薄いゴムシートと鋼板
などの硬質板とを交互に重ねて円柱形状に積層形成す
る。この積層ゴム支承の免震構造体９Ａによって、貯槽
１及び貯蔵物の大きな鉛直荷重を支え、かつ縦振動を減
少させるとともに、ゴムと硬質板との間のせん断力、つ
まり摩擦移動する際の減衰力によって水平方向に柔らか
い剛性を有して、水平方向の振動や加速度をも吸収す
る。

【００２４】このように積層ゴム支承の免震構造体９Ａ
よりなる免震装置１０を支持枠体４下部の水平材７と基
版２との間に設けた支持構造は、積層ゴム支承の免震構
造体９Ａよりなる免震装置１０によって、基版２と支持
枠体４相互の動きが絶縁され、基版２の垂直方向の振動
エネルギーは積層ゴムの免震構造体９Ａで吸収され、か
つ水平材７で平均化されて支持枠体４に伝え難くなる。
そして、支持枠体４に設けた曲面接触部材８によって、
貯槽の底部外壁面３は固着することなく摺動可能に接触
し、固定接続の状態が絶縁されているため、一層振動が
伝わり難くなる。よって、地震時の短周期の振動や加速
度を吸収する免震性能が良くなるため、地震による貯槽
１の垂直方向や水平方向の振動を低減し、耐震性を向上
させた支持構造となる。

【００２５】図４は、上記貯槽１の底部外壁面３と上記
一体剛構造に形成した支持枠体４の下部水平材７との間
の複数箇所、及び又は、底部外壁面３の中央下端部１３
と地面の基版２との間の一箇所に、すべり支承の制震構
造体９Ｂ又はダンパー構造の制震構造体９Ｃよりなる制
震装置１１を設けた場合を示す。なお、貯槽１の底部外
壁面３は、曲面接触部材８によって固着することなく面
接触し、支持枠体４によって支承されている。

【００２６】なお、詳細構造は図示省略するが、上記す
べり支承の制震構造体９Ｂは、円柱体の積層ゴムの中心
部をくり抜いてその内部に円柱状鉛を設けたり、或いは
積層ゴムの外周部に円環状鉛を設けたりして形成し、ま
た、上記ダンパー構造の制震構造体９Ｃは、粘性体又は
流動体を封入したダンパー構造に形成する。

【００２７】上記すべり支承の制震構造体９Ｂは、水平
方向の大きな変位をおさえとどめ減衰性や復元性を向上
させ、また、上記ダンパー構造の制震構造体９Ｃは、長
周期の振動や揺れをおさえとどめ振動エネルギーの減衰
吸収を一層大きくする。よって、すべり支承の制震構造
体９Ｂ及び又はダンパー構造の制震構造体９Ｃよりなる
制震装置１１を設けた支持構造では、長周期の振動や大
きな加速度を伴う地震によって、支持枠体４から絶縁さ
れている貯槽１自体に大きな揺れなどが生じる場合にお
いても、その長周期の振動や揺れを抑制しかつ減衰する
ため、耐震性をさらに向上させた支持構造となる。

【００２８】図５は、一体剛構造に形成した支持枠体４
の下部、下部水平材７と地面の基版２との間に、積層ゴ
ム支承の免震構造体９Ａよりなる免震装置１０を設ける
とともに、貯槽１の底部外壁面３の中央下端部１３と地
面の基版２との間に、すべり支承の制震構造体９Ｂ又は
ダンパー構造の制震構造体９Ｃよりなる制震装置１１を
設けた場合を示す。この制震装置１１は、上記中央下端
部１３から延出した中心軸材１４と、この中心軸材１４
の下端部に設けた円盤１５と、粘性体又はすべり材を内
蔵し円盤１５を摺動自在に収容する円筒体１６とから形
成し、貯槽１の水平方向の動きを規制するとともに、中
心Ｏを中心にした回動をも規制するように設ける。

【００２９】上記のように免震装置１０及び又は制震装
置１１を設けた貯槽の支持構造は、基版２と支持枠体４
は積層ゴム支承の免震構造体９Ａによって相互の動きが
絶縁され、基版２の垂直方向の振動や短周期の振動エネ
ルギーは積層ゴムの免震構造体９Ａよりなる免震装置１
０によって吸収緩和され、かつ水平材７で平均化されて
支持枠体４に伝え難くなる。そして、貯槽１の底部外壁
面３は、曲面接触部材８によって固着することなく接触
しているので、この貯槽１に長周期の振動、大きな揺
れ、水平方向へ移動しようとする変位や荷重を吸収緩和
する。さらに、この貯槽１の水平方向への移動や、中心
Ｏを中心とする回転方向の力がかかる場合には、すべり
支承の制震構造体９Ｂ又はダンパー構造の制震構造体９
Ｃよりなる制震装置１１によって水平移動や回動を規制
し、その動きを減衰緩和する。よって、短周期の振動、
長周期の振動、大きな揺れ、回転運動など、あらゆる動
きを生じる地震や強風などに対して一層強い構造とな
り、貯槽の支持構造の安全性をより向上させることがで
きる。

【００３０】なお、図示はしないが、貯槽の外壁面上に
複数本のワイヤやベルトなどの固定部材を、十文字状、
或いは測地線方向に複数本懸け渡してその両端縁を横枠
に固着し、垂直方向の動きを抑えて、より安定化を図る
ように形成してもよい。或いは、貯槽の上部外壁面と横
枠との間にワイヤやベルト、ブレース、成形材などの補
助部材を複数箇所設け、貯槽を横枠に係留する如く固定
して、垂直方向の動きを規制して、より安定性を高める
ようにしてもよい。

【００３１】さらに、図示はしないが、貯槽の下部など
に設ける流入配管及び流出配管などの適所には、可撓
管、ジャバラ管、或いは伸縮継手、自在継手などを設け
て、貯槽と配管との間、或いは配管と基礎との間にかか
る垂直方向及び水平方向の振動、変位、荷重などを吸収
緩和するように形成する。

【００３２】

【発明の効果】上述の説明で明らかなように、この発明
に係る貯槽の支持構造は、垂直材と横枠とによって一体
剛構造の支持枠体に形成し、この垂直材の横枠に曲面接
触部材を設け、貯槽の湾曲した底部外壁面を固着するこ
となく載置支承したので、製作加工及び構築の際に、垂
直材を固着する外壁面形状に合致するように略楕円形に
切断加工する作業、その溶接作業、焼鈍等熱処理作業、
検査作業などの繁雑で手間を要する作業が不要となり、
高さが低い垂直材によって簡単容易かつ短期間に構築す
ることができる。

【００３３】また、上記曲面接触部材の底部曲面材の広
い面積で垂直荷重を受け、貯槽の重量を支持枠体全体に
分散し平均に受けて支承するので、垂直荷重に対して耐
久性に優れた支持構造となるとともに、側部曲面材で水
平荷重を受けて水平方向の動きを規制するように、貯槽
の湾曲した底部外壁面を固着することなく摺動可能に面
接触させた状態で載置したので、地震や強風などによる
振動や揺れに対して、面接触支承部に荷重が集中するこ
となく、かつ摺動し変位や振動などを吸収緩和するの
で、局部的に損傷や破損の心配がなく、水平荷重に対し
ても耐久性が一層向上した支持構造となる。

【００３４】また、上記支持枠体の下部と基版との間
に、積層ゴム支承の免震装置を設けた支持構造にあって
は、地震による短周期の振動エネルギーは、積層ゴム支
承の免震構造体で吸収緩和され、振動などを上部垂直材
に伝えることが少ない上に、面接触支承部は固着するこ
となく摺動可能に接触し、固定接続の状態が絶縁されて
いるため、振動が一層伝わり難い支持構造となる。

【００３５】さらに、上記貯槽の底部外壁面と上記支持
枠体の下部との間、及び又は上記貯槽の底部外壁面の中
央下端部と基版との間に、すべり支承又はダンパー構造
の制震装置を設けた支持構造にあっては、地震による長
周期の振動エネルギーや大きな揺れが生じる場合でも、
すべり支承又はダンパー構造の制震装置によって抑制さ
れ、かつ減衰緩和されるため、地震や強風などに一層強
い構造となり、安全性をより向上することができる。

【００３６】さらにまた、上記支持枠体の下部と基版と
の間に、積層ゴム支承の免震装置を設けるとともに、上
記貯槽の底部外壁面の中央下端部と基版との間に、すべ
り支承又はダンパー構造の制震装置を設けた支持構造に
あっては、基版と支持枠体と貯槽とがそれぞれ絶縁され
て独自の動きをするとともに、免震装置及び制震装置の
双方が共に振動や揺れなどに対して働くので、あらゆる
動きを伴う地震や強風などに対して耐震性を一層向上し
た支持構造となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る貯槽の支持構造の実施形態例
を示す斜視説明図である。

【図２】 図１の一部を拡大して示す側断面説明図であ
る。

【図３】 この発明に係る貯槽の支持構造の実施形態例
で、免震装置を設けた場合の一部を拡大して示す側断面
説明図である。

【図４】 この発明に係る貯槽の支持構造の実施形態例
で、制震装置を設けた場合の一部を拡大して示す側断面
説明図である。

【図５】 この発明に係る貯槽の支持構造の実施形態例
で、免震装置と制震装置を設けた場合を示す側断面説明
図である。

【図６】 従来の貯槽の支持構造を示す側面説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 貯槽 ２ 基版 ３ 底部外壁面 ４ 支持枠体 ５ 垂直材 ６ 横枠 ７ 下部水平材 ８ 曲面接触部材 ８Ａ 底部曲面材 ８Ｂ 側部曲面材 ８Ｃ 取付部材 ９Ａ 積層ゴム支承の免震構造体 ９Ｂ すべり支承
の制震構造体 ９Ｃ ダンパー構造の制震構造体 １０ 免震装置 １１ 制震装置 １３ 底部中央下端部 １４ 中心軸材 １５ 円盤 １６ 円筒体 ２１ 球形貯槽 ２２ 基版 ２３ 基礎 ２４ 外壁面 ２５ 脚柱 ２６ 上端部 ２７ 固着部 ２８ ブレーシン
グ ２９ 制震装置 Ｏ 中心点 Ｌ 交点 Ｍ 基準点 Ｓ１ 下方向近傍 Ｓ２ 上方向近傍

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地面の基版から地上に垂直に設置した低
   位の垂直材と、該垂直材同士の上部を水平方向で連結す
   る横枠とで形成した一体架構の剛構造の支持枠体によっ
   て、湾曲する底部外壁面近傍を支承した貯槽であって、
   この支持枠体の横枠に囲まれた内側に、貯槽の湾曲する
   底部外壁面を収納し、該湾曲した底部外壁面に当接し、
   貯槽の垂直荷重を受けるとともに水平方向の動きを規制
   する大きさの曲面接触部材を、上記支持枠体の横枠に設
   けてなり、上記貯槽の湾曲した底部外壁面を固着するこ
   となく摺動可能に接触させた状態で、貯槽を載置支承す
   るように形成したことを特徴とする貯槽の支持構造。
2. 【請求項２】 上記支持枠体の下部と上記基版との間
   に、積層ゴム支承の免震装置を設けたことを特徴とする
   請求項１記載の貯槽の支持構造。
3. 【請求項３】 上記貯槽の底部外壁面と上記支持枠体の
   下部との間、及び又は上記貯槽の底部外壁面の中央下端
   部と上記基版との間に、すべり支承又はダンパー構造の
   制震装置を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載
   の貯槽の支持構造。