JP2012012065A

JP2012012065A - コンクリート製の貯液槽の補強構造

Info

Publication number: JP2012012065A
Application number: JP2010149523A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Masui; 龍也増井
Original assignee: Morimatsu Research Institution Co Ltd
Current assignee: Morimatsu Research Institution Co Ltd
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2012-01-19

Abstract

【課題】施工を容易に行うことができるとともに、耐震強度を向上することができるコンクリート製の貯液槽の補強構造を提供する。
【解決手段】貯水槽１１の底壁１２、第１側壁１３及び天井壁１７に第１連結金具ユニット２２Ａ〜２２Ｅの基板３１を、底壁１２、第１側壁１３及び天井壁１７に埋設固定されたアンカーボルト３４によって、底壁１２、第１側壁１３及び天井壁１７に取り付ける。第１連結金具ユニット２２Ａと第５連結金具ユニット２２Ｅに縦補強枠２３を架橋連結する。前記縦補強枠２３に取り付けた第１及び第２連結板２４Ａ，２４Ｂと前記第２〜第４連結金具ユニット２２Ｂ〜２２Ｄとに、第１〜第４傾斜補強枠２５Ａ〜２５Ｄ及び第１〜第３水平補強枠２６Ａ〜２６Ｃを架橋連結する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンクリート製の貯液槽の補強構造に関する。

従来、鉄筋コンクリート製の貯水槽は、長年月が経過すると、コンクリートが劣化して、耐震強度が低下する。又、貯水槽の耐震強度の基準が厳しい基準に変更されると、貯水槽の耐震強度が基準を満たさないことになる。これらに対処するために、貯水槽の側壁の内面に鉄筋コンクリートを増設する構造のものがあった。この補強構造は、コンクリートの養生期間が必要となるので、貯水槽の停止期間が長くなり、このため、給水を他の手段に頼ることになり、給水費用が嵩むという問題があった。又、貯水容積が減少するという問題もあった。

上記の問題を解消するため、貯水槽の内壁面にステンレス製のパネルを張り付ける構造も提案されている。又、炭素繊維を貯水槽の内面に接着する構造も提案されている。特許文献１にはコンクリートの貯水槽の内面にパネルを内張りした構成が開示されている。

特開２００１−１８０７９６号公報

ところが、貯水槽の内壁面の全域にステンレス製の多数枚のパネルを張り付ける構造は、面積が広いので、パネルの施工作業が面倒で、これも短期間に補強することができないという問題があった。又、貯水槽の側壁の厚さがそれほど増えないので、耐震強度をそれほど向上することができないという問題があった。

本発明は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、施工期間を短縮することができるとともに、耐震強度を向上することができるコンクリート製の貯液槽の補強構造を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、貯水槽の側壁の内面に挿入穴を複数箇所に形成し、各挿入穴にアンカーを挿入固定し、各アンカーに補強枠を架橋連結したことを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記アンカーには基板が連結され、該基板には連結板が取り付けられ、該連結板には前記補強枠が架橋連結されていることを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記基板及び連結板は、底壁の上面及び天井壁の下面にそれぞれ取り付けられ、前記各連結板に前記補強枠が架橋連結されていることを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記底壁の上面及び天井壁の下面にそれぞれ取り付けられた前記両連結板には、縦補強枠が架橋連結され、該縦補強枠と、前記側壁に設けられた複数の連結板との間には、複数本の水平補強枠が架橋連結され、前記縦補強枠と前記側壁に設けられた複数の連結板との間には、傾斜補強枠が架橋連結され、全体としてトラス構造に構成されていることを要旨とする。

請求項５に記載の発明は、請求項３又は４において、前記貯水槽の側壁に取り付けられた複数の連結板は、アングル材よりなる縦補強枠によって補強されていることを要旨とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１において、前記アンカーにはアングル材よりなる一対の金具が連結され、両金具にはチャンネル鋼よりなる縦補強枠が溶接によって連結され、該縦補強枠に連結板が連結されていることを要旨とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項において、前記アンカーはケミカルアンカーであることを要旨とする。
請求項８に記載の発明は、請求項２〜５のいずれか一項において、前記アンカーの雄ネジ部に螺合され、かつ側壁の内面に基板を固定するためのナットは、基板に取り付けられたキャンプによって遮蔽されていることを要旨とする。
（作用）
この発明は、貯水槽の側壁の内面に複数の挿入穴が形成され、各挿入穴にアンカーが挿入固定され、該アンカーに補強枠が架橋連結されている。このため、側壁に対するアンカー及び補強枠の連結を容易に行うことができ、施工作業を容易に行うことができる。又、複数のアンカーに架橋連結された補強枠によって、側壁の厚さ寸法を実質的に厚くすることができ、側壁の剛性を向上して、耐震強度を向上することができる。

本発明によれば、施工期間を短縮することができるとともに、耐震強度を向上することができる。

この発明のコンクリート製の貯水槽の補強構造を具体化した一実施形態を示す縦断面図。要部の平断面図。貯水槽の平断面図。第２連結金具ユニットの拡大縦断面図。この発明の別の実施形態を示す貯水槽の縦断面図。この発明の別の実施形態を示す貯水槽の縦断面図。この発明の別の実施形態を示す貯水槽の縦断面図。図７に示す貯水槽の補強構造の平断面図。図７に示す貯水槽の補強構造の第２連結金具ユニットの正面図。この発明の別の実施形態を示す貯水槽の縦断面図。図１０に示す貯水槽の補強構造の平断面図。図１０に示す貯水槽の補強構造の第２連結金具ユニットの正面図。この発明の別の実施形態を示す貯水槽の下部の縦断面図。この発明の別の実施形態を示す貯水槽の上部の縦断面図。この発明の別の実施形態を示す部分縦断面図。図１５の基板、キャップ金具、連結板及び第１水平補強枠の斜視図。この発明の別の実施形態を示す部分縦断面図。（ａ）（ｂ）は、この発明の別の実施形態を示す縦補強枠の別の構成を示す平断面図。この発明の別の実施形態を示すナットのシール構造を示す平断面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
地下に埋設された鉄筋コンクリート製の既設の貯水槽１１は、図１に示すように水平に打設された底壁１２と、該底壁１２に一体に構築された図３に示す四角筒状の第１〜第４側壁１３〜１６と、第１〜第４側壁１３〜１６の上端部に図１に示すように水平に、かつ一体に構築された天井壁１７とにより構成されている。前記天井壁１７には、図示しないが貯水槽１１の内部に作業者が入るための開口が設けられている。なお、貯水槽１１のコンクリート壁には、鉄筋は図示されていない。

前記底壁１２、第１〜第４側壁１３〜１６及び天井壁１７には、第１〜第６補強枠組体２１Ａ〜２１Ｆが構築されている。これらの補強枠組体２１Ａ〜２１Ｆは全て同様に構成されているので、第１補強枠組体２１Ａについて以下に説明する。

図１に示すように、第１補強枠組体２１Ａは、前記底壁１２の上面に設けられた第１連結金具ユニット２２Ａと、前記第１側壁１３の内壁面に上下方向に所定の間隔をおいて設けられた第２〜第４連結金具ユニット２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄと、前記天井壁１７の下面に設けられた第５連結金具ユニット２２Ｅとを備えている。前記第１連結金具ユニット２２Ａと第５連結金具ユニット２２Ｅとには、互いに平行な２本の縦補強枠２３が架橋連結されている。両縦補強枠２３に前記第２及び第４連結金具ユニット２２Ｂ，２２Ｄと対応して第１連結板２４Ａ及び第２連結板２４Ｂが溶接されている。

前記第１連結金具ユニット２２Ａと第２連結金具ユニット２２Ｂとの間には、第１傾斜補強枠２５Ａが架橋されている。前記第２連結金具ユニット２２Ｂと、前記第１連結板２４Ａとの間には、第１水平補強枠２６Ａが架橋されている。前記第１連結板２４Ａと前記第３連結金具ユニット２２Ｃとの間には、第２傾斜補強枠２５Ｂが架橋されている。前記第３連結金具ユニット２２Ｃと、縦補強枠２３との間には、第２水平補強枠２６Ｂが架橋されている。前記第３連結金具ユニット２２Ｃと、前記第２連結板２４Ｂとの間には、第３傾斜補強枠２５Ｃが架橋されている。さらに、前記第４連結金具ユニット２２Ｄと、第２連結板２４Ｂとの間には、第３水平補強枠２６Ｃが架橋されている。さらに、前記第４連結金具ユニット２２Ｄと第５連結金具ユニット２２Ｅとの間には第４傾斜補強枠２５Ｄが架橋されている。

前記第１〜第５連結金具ユニット２２Ａ〜２２Ｅは、全て同様に構成されているので、第２連結金具ユニット２２Ｂについて、図４を中心に説明する。
前記第２連結金具ユニット２２Ｂは、四角形状をなす基板３１と、該基板３１の片面に直交するように溶接された連結板３２とを備え、前記基板３１には、複数（例えば６）箇所にボルトの貫通用の孔３１ａが形成されている。前記第１側壁１３には前記各孔３１ａと対応するように挿入穴３３が複数（６）個所に形成され、各挿入穴３３には前記孔３１ａに貫通されたアンカーボルト３４が接着剤３５によって接着固定されている。このアンカーボルト３４は、ケミカルアンカーによって挿入穴３３の内部に接着されたものである。前記第１側壁１３の内壁面と、基板３１の裏面とは、接着剤３６によって接着されている。前記基板３１の外周縁と第１側壁１３の表面との隙間には、前記接着剤３６と同じか異なる封止剤３６Ａが肉盛接触されている。

前記アンカーボルト３４の外端部には、雄ネジ部３４ａが形成され、該雄ネジ部３４ａにナット３７が螺合されている。前記基板３１の表面には、前記ナット３７を遮蔽するためのキャップ３８が取り付けられている。

前記連結板３２には、第１傾斜補強枠２５Ａ及び第１水平補強枠２６Ａの端部が溶接によって連結されている。
次に、前記のように構成された貯水槽１１の作用について説明する。

図１に示すように、前記貯水槽１１の底壁１２、第１〜第４側壁１３〜１６及び天井壁１７にトラス構造の第１〜第６補強枠組体２１Ａ〜２１Ｆが装設されているので、該各補強枠組体２１Ａ〜２１Ｆと対応する第１〜第４側壁１３〜１６の剛性が大きくなり、地震の発生時に外部衝撃が第１〜第４側壁１３〜１６に作用しても、各側壁１３〜１６の破損が防止される。

図３に示すように、第１側壁１３は、それぞれ二箇所に装設された第１，第２補強枠組体２１Ａ，２１Ｂによって補強されている。このため、第１側壁１３の厚さ寸法は実質的に厚くなり、地震発生時の外部衝撃がＰ矢印方向に作用しても、第１側壁１３の破損が防止される。なお、前記第３側壁１５の厚さ寸法も前記第４及び第５補強枠組体２１Ｄ，２１Ｅによって実質的に厚くなり、地震発生時の外部衝撃がＱ矢印方向に作用しても、第３側壁１５の破損が防止される。

又、第２側壁１４には、補強枠組体２１Ｃが設けられているので、第２側壁１４の厚さ寸法は実質的に厚くなって、第２側壁１４の剛性が大きくなり、地震発生時の外部衝撃がＲ矢印方向に作用しても、該衝撃による破損を未然に防止することができる。なお、第４側壁１６についても第２側壁１４と同様に、第６補強枠組体２１Ｆによって、第４側壁１６の暑さ寸法が実質的に厚くなって、第４側壁１６の剛性が大きくなり、地震発生時の外部衝撃がＳ矢印方向に作用しても、該衝撃による第４側壁１６の破損を未然に防止することができる。

上記実施形態の第１〜第６補強枠組体２１Ａ〜２１Ｆによれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、貯水槽１１の底壁１２、第１側壁１３、天井壁１７に第１〜第６補強枠組体２１Ａ〜２１Ｆが構築されているので、第１〜第４側壁１３〜１６の厚さ寸法を実質的に大きくして、剛性を向上することができ、耐震強度を向上することができる。

（２）上記実施形態では、第１〜第６補強枠組体２１Ａ〜２１Ｆを、第１〜第５連結金具ユニット２２Ａ〜２２Ｅと、縦補強枠２３と、第１〜第４傾斜補強枠２５Ａ〜２５Ｄ及び第１〜第３水平補強枠２６Ａ〜２６Ｃとによりトラス構造とした。このため、前記第１〜第４側壁１３〜１６の剛性を効果的に向上することができる。

（３）上記実施形態では、底壁１２、第１〜第４側壁１３〜１６、天井壁１７に挿入穴３３を形成し、該挿入穴３３にアンカーボルト３４を挿入固定し、該アンカーボルト３４を基板３１の孔３１ａに貫通し、アンカーボルト３４の雄ネジ部３４ａにナット３７を螺合した。このため、施工作業を短期間で容易に行うことができ、貯水槽１１の利用再開を早めることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・図５に示すように、前記第１〜第４側壁１３〜１６の内側面に前記補強枠組体２１を全体として水平方向に装設するようにしてもよい。

・図６に示すように、前記第１〜第５連結金具ユニット２２Ａ〜２２Ｅの基板３１を全て互いに連結するようにしてもよい。この場合には、さらに、第１側壁１３の剛性を高めることができる。

・図７〜図１０に示す実施形態は、前記第１〜第６連結金具ユニット２２Ａ〜２２Ｆ及び第１〜第４連結板２４Ａ〜２４Ｄを用いて、第１〜第５傾斜補強枠２５Ａ〜２５Ｅ及び第１〜第４水平補強枠２６Ａ〜２６Ｄが連結されている。前記第２〜第５連結金具ユニット２２Ｂ〜２２Ｅの各連結板３２の２つの側面には、図８に示すように水平方向からアングル材よりなる一対の補強枠４１，４１が溶接によって連結されている。前記縦補強枠２３は前記第１連結板２４Ａの２つの側面を挟むように２箇所に設けられている。この実施形態においては前記補強枠４１によって前記連結板３２の剛性が高くなるとともに、縦補強枠２３を二本用いたので、縦補強枠２３の曲げ剛性を向上することができる。又、図８及び図９に示すように、前記基板３１の外周縁にシリコンシーラント等のシール部材４２を接着するとともに、前記キャップ３８の内部にシール部材４３を充填した。このため、貯水槽内の水がアンカーボルト３４及びナット３７等に触れて、劣化するのを防止することができる。

・図１０〜図１２に示す実施形態は、前記基板３１に代えて、図１１に示すようにアングル材よりなる一対の金具４５を水平方向に所定の間隔をおいて、前記アンカーボルト３４及びナット３７によって第１側壁１３の側面に取り付ける。その後、前記一対の金具４５の間にチャンネル鋼よりなる縦補強枠４６を進入させて、金具４５と縦補強枠４６を溶接によって連結する。前記縦補強枠４６に連結板３２を溶接によって連結する。前記縦補強枠２３をチャンネル鋼によって構成する。

上記実施形態においては、第２連結金具ユニット２２Ｂ〜第５連結金具ユニット２２Ｅの剛性を向上することができるので、耐震強度を高めることができる。
・図１３に示すように、前記底壁１２及び第１，第３側壁１３，１５の下部に前述した補強枠組体２１を構築するようにしてもよい。この実施形態においては、前記縦補強枠２３が水平補強枠２３´として機能する。又、第１〜第３水平補強枠２６Ａ〜２６Ｃが第１〜第３縦補強枠２６Ａ´〜２６Ｃ´として機能する。

・図１４に示すように、前記天井壁１７及び第１、第３側壁１３，１５の下部に前述した補強枠組体２１を構築するようにしてもよい。この実施形態においても、前記縦補強枠２３が水平補強枠２３´として機能する。又、第１〜第３水平補強枠２６Ａ〜２６Ｃが第１〜第３縦補強枠２６Ａ´〜２６Ｃ´として機能する。

・図１５に示すように、内側面に内張りパネル５１を装着した貯水槽１１において、前記内張りパネル５１に前記アンカーボルト３４の貫通孔５１ａを設け、前記基板３１を内張りパネル５１の表面に接触し、内張りパネル５１と基板３１を溶接部５２によって連結する。基板３１の表面に前記ナット３７を覆うチャンネル状のキャップ金具５３を接触し、溶接部５４によって連結する。該キャップ金具５３の両端部開口に図１６に示すように封止板５５を溶接することによって、ナット３７を遮蔽する。このキャップ金具５３の表面に前記連結板３２を溶接し、該連結板３２に第１水平補強枠２６Ａを連結するようにしてもよい。前記アンカーボルト３４は一枚の基板３１に一本又は複数本貫通させてもよい。

この実施形態においては、内側面に内張りパネル５１がほぼ全体にわたって接合されている貯水槽１１の補強用に用いることができる。又、各ナット３７を遮蔽するキャップ３８を省略することができる。

・図１７に示すように、図１５に示す内張りパネル５１がない貯水槽１１に、基板３１及びキャップ金具５３をアンカーボルト３４によって取り付けるようにしてもよい。この実施形態では、アンカーボルト３４の埋設位置が第１側壁１３に埋設された鉄筋（図示略）の位置によって正規の位置からズレた場合に、基板３１及びキャップ金具５３をアンカーボルト３４とともに変位させて、連結板３２及び第１水平補強枠２６Ａを正規の位置に保持することができる。

・図１８（ａ）に示すように、前記縦補強枠２３を角パイプにより形成してもよい。同図（ｂ）に示すように、縦補強枠２３を一対の平行なＨ形鋼により形成してもよい。
・図１９に示すように、前記キャップ３８に代えて、ナット３７を被覆するように封止剤３６Ａを塗布してもよい。

・図１に示す補強枠組体２１と、図１３に示す補強枠組体２１とを組み合わせるようにしてもよい。図１に示す補強枠組体２１と、図１３に示す補強枠組体２１組み合わせるようにしてもよい。図１に示す補強枠組体２１と、図１３及び図１４に示す補強枠組体２１とを組み合わせるようにしてもよい。図１３に示す補強枠組体２１と、図１４に示す補強枠組体２１とを組み合わせるようにしてもよい。

・図示しないが、天井壁１７が省略された貯水槽１１に補強構造を適用してもよい。
・図示しないが、貯水槽１１以外に、各種の液体を貯留するコンクリート製の貯液槽に具体化してもよい。

１１…貯水槽、１２…底壁、１３〜１６…側壁、１７…天井壁、２３，４６…縦補強枠、３１…基板、３２…連結板、３３…挿入穴、３４ａ…雄ネジ部、３７…ナット、４１…補強枠、４５…金具。

Claims

貯水槽の側壁の内面に挿入穴を複数箇所に形成し、各挿入穴にアンカーを挿入固定し、各アンカーに補強枠を架橋連結したことを特徴とするコンクリート製の貯液槽の補強構造。
請求項１において、前記アンカーには基板が連結され、該基板には連結板が取り付けられ、該連結板には前記補強枠が架橋連結されていることを特徴とするコンクリート製の貯液槽の補強構造。
請求項２において、前記基板及び連結板は、底壁の上面及び天井壁の下面にそれぞれ取り付けられ、前記各連結板に前記補強枠が架橋連結されていることを特徴とするコンクリート製の貯液槽の補強構造。
請求項３において、前記底壁の上面及び天井壁の下面にそれぞれ取り付けられた前記両連結板には、縦補強枠が架橋連結され、該縦補強枠と、前記側壁に設けられた複数の連結板との間には、複数本の水平補強枠が架橋連結され、前記縦補強枠と前記側壁に設けられた複数の連結板との間には、傾斜補強枠が架橋連結され、全体としてトラス構造に構成されていることを特徴とするコンクリート製の貯液槽の補強構造。
請求項３又は４において、前記貯水槽の側壁に取り付けられた複数の連結板は、アングル材よりなる縦補強枠によって補強されていることを特徴とするコンクリート製の貯液槽の補強構造。
請求項１において、前記アンカーにはアングル材よりなる一対の金具が連結され、両金具にはチャンネル鋼よりなる縦補強枠が溶接によって連結され、該縦補強枠に連結板が連結されていることを特徴とするコンクリート製の貯液槽の補強構造。
請求項１〜６のいずれか一項において、前記アンカーはケミカルアンカーであることを特徴とするコンクリート製の貯液槽の補強構造。
請求項２〜５のいずれか一項において、前記アンカーの雄ネジ部に螺合され、かつ側壁の内面に基板を固定するためのナットは、基板に取り付けられたキャンプによって遮蔽されていることを特徴とするコンクリート製の貯液槽の補強構造。