JP2017179827A - 地中埋設された容積構造体の補強構造 - Google Patents

地中埋設された容積構造体の補強構造 Download PDF

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Abstract

【課題】 地下水槽等の補強構造に関し、最も重要な上方からの押しつぶし荷重を確実に受け止め、且つ構成部材の共通化、更には施工の簡易化を図り得る新規な補強構造を提供する。【解決手段】 本発明は、地中埋設された容積構造体の補強構造であり、容積構造体1は水平断面形状が円形であり、また補強構造体2は、上下一対のハブジョイント3と、複数のコーナージョイント4と、複数の放射梁要素5と、複数の柱体要素6とを具え、これらをスプライス板により剛接合して成り、更に上下のハブジョイント3は平面視で収容空間15の中心に中心柱体要素60を介して配設され、ハブジョイント3から各々放射状に複数本の放射梁要素5が配設される。また補強構造体2は、容積構造体1の内壁面と対面する側において、直接またはスペーサ部材7を介して、内壁面との接触状態を維持するように構成されることを特徴とする。【選択図】図1

Description

本発明は、地中埋設された容積構造体を補強するための構造に関するものであって、特に円筒状の地下水槽等の補強に適する補強構造に係るものである。
ビルや屋外の貯水槽等の容積構造体に対し耐震補強等を行う場合、一般的にはその外周面を充分な構造材を用いて外殻状に骨格形成し、補強するのが一般的手法である。
ところが、地中埋設タンク等の補強にあっては、外囲み状の一般的な補強手法は採り得ない。従って、タンクの内壁面に沿うような内殻状に補強をする試みが多くなされている(例えば特許文献1参照)。この手法は、言わば坑道やずい道(トンネル)等における支保工の手法であり、言わば従来の技術常識を踏襲したものとなっている。
しかしながら、一般に埋設タンクの場合、上方からの耐荷重を考慮する必要があり、そのため従来の内壁に沿ったケージ状(内殻状)補強では天井ビームをドーム状や円錐状として対応しなければならない。このような構造の場合、天井ビームに掛かる荷重は、内壁面に沿う柱体要素の途中から上方にかけて外向きの変形ストレスとなる。この際、埋設タンクの外周が全て地圧を受けている場合には、問題は想定できないが、仮に周囲に空洞部等があると、タンク内壁は、その部位において耐圧力は著しく劣っている。この状態で、柱体要素に外向きのストレスが掛かると、補強どころか、壁面をむしろ損傷しかねない。
特開2015−145588号公報
本発明は、このような従来の技術常識を踏襲したことによる問題を解決すべくなされたものであって、円筒状等の形状を具えた容積構造体であることを充分考察し、最も要求される上方からの押しつぶし荷重を確実に受け止め、且つ構成部材の共通化、更には施工の簡易化を図り得る新規な補強構造の開発を技術課題としたものである。
まず請求項1記載の、地中埋設された容積構造体の補強構造は、
地中埋設されて、内部に適宜の収容空間を具えた容積構造体に対し、その収容空間に補強構造体を配設して、容積構造体の強度を確保する補強構造であって、
前記容積構造体は、水平断面形状を円形とするものであり、
一方、補強構造体は、上下一対のハブジョイントと、複数のコーナージョイントと、複数の放射梁要素と、複数の柱体要素とを具え、これらがスプライス板により連結された剛構造体を構成するものであり、上下のハブジョイントは平面視で収容空間の中心に、中心柱体要素を介して上下に配設され、このハブジョイントからそれぞれ放射状に複数本の放射梁要素が剛接合状態に配設され、
更に上下の放射梁要素の先端部は、コーナージョイントを介して柱体要素と剛接合し、ハブジョイントと、コーナージョイントと、放射梁要素と、柱体要素とは、それらすべてまたは一部が、容積構造体の内壁面と対面する側において、直接またはスペーサ部材を介して、内壁面との接触状態を維持するように構成されていることを特徴として成るものである。
また請求項2記載の、地中埋設された容積構造体の補強構造は、前記請求項1記載の要件に加え、
前記ハブジョイントは、円筒状の芯筒に対し上下にダイヤフラム板を具えるとともに、放射状に延びるH形鋼を適用した接続ビームを溶接接続して成るものであり、
前記上下のダイヤフラム板の間に、接続ビームにおける接続ウェブ板が挟まれ、上下のダイヤフラム板と芯筒とに溶接接続されるとともに、接続ビームにおける上下の接続フランジ板は、ダイヤフラム板に対し同一平面を成すような面一状態に溶接接続されていることを特徴として成るものである。
また請求項3記載の、地中埋設された容積構造体の補強構造は、前記請求項1または2記載の要件に加え、
前記放射梁要素とこれに接続されるコーナージョイント、
前記柱体要素とこれに接続される一方のコーナージョイント、
前記柱体要素とこれに接続される上下双方のコーナージョイント、
前記中心柱体要素とこれに接続される一方のハブジョイント、
前記中心柱体要素とこれに接続される上下双方のハブジョイント
の組み合わせのうち、少なくとも一組が、容積構造体内に搬入する以前の段階で接続され、一体化されて成ることを特徴として成るものである。
また請求項4記載の、地中埋設された容積構造体の補強構造は、前記請求項1から3のいずれか1項記載の要件に加え、
前記ハブジョイントにおける接続ビームは、放射状に等間隔に8本配設されるとともに、上下のダイヤフラム板は、平面視正八角形状に形成されることを特徴として成るものである。
また請求項5記載の、地中埋設された容積構造体の補強構造は、前記請求項1から4のいずれか1項記載の要件に加え、
前記上下のハブジョイントは、相互に同一形状であり、またコーナージョイントは、全て同一形状であり、また各スプライス板は、フランジ板用とウェブ板用毎にボルト孔の形成ピッチも含めて同一形状であることを特徴として成るものである。
また請求項6記載の、地中埋設された容積構造体の補強構造は、前記請求項1から5のいずれか1項記載の要件に加え、
前記スぺーサ部材は、ハブジョイント、コーナージョイント、放射梁要素、柱体要素の全てまたはいずれかに対し固定状態に設けられた据え込みボルトと、据え込みボルトに対しネジ嵌め位置を調整自在とした高ナット状の調整ナットとの組み合わせであり、調整ナットはその先端に球状ジョイントを固着状態に具えるとともに、この球状ジョイントが受けピースに係止することにより、容積構造体の内壁面に接触するように構成されていることを特徴として成るものである。
また請求項7記載の、地中埋設された容積構造体の補強構造は、前記請求項1から6のいずれか1項記載の要件に加え、
前記容積構造体は、地下埋設されたコンクリート製の地下水槽であることを特徴として成るものである。
まず請求項1記載の発明によれば、容積構造体の特に天部を支える構造がシンプルな形状に構成でき、容積構造体の特に天部の補強を合理的に行うことができる。
また請求項2記載の発明によれば、ハブジョイントをシンプルでありながらも高い強度や耐震性を有した構造に形成することができる。
また請求項3記載の発明によれば、コーナージョイントと放射梁要素または柱体要素が、容積構造体への搬入前に予め接続され、一体化状態に組み付けられるため、現場での容積構造体内部での組付作業を減らし、施工作業の短縮化を図ることができる。なお、どの部材をどのように接続させるのかは、接続後の一体化物が容積構造体内に搬入できる大きさ(マンホールから入れられる大きさ)であることや、一体化物の搬入時の重量が無理なく運び込める重さであること等から決定され得る。
また請求項4記載の発明によれば、ダイヤフラム板が正八角形状に形成され、またこのものから放射状に設けられる接続ビームが等間隔に8本配設されるため、あらゆる方向の揺れや力に対し、高い耐震性や強度を発揮することができる。
また請求項5記載の発明によれば、各ハブジョイント、各コーナージョイント、各スプライス板は、各々同一のものが適用でき、補強構造全体としての構成部材の種類を減らすことができる。また、構成部材を共通化させることにより、構成部材を施工場所に搬送する前に、予め工場などで行う溶接等の準備作業が行い易くなり(例えばスペーサ部材の溶接等)、施工現場での組付作業の効率化を図ることができる。
また請求項6記載の発明によれば、スぺーサ部材は、球状ジョイントを有するため、スぺーサ部材の軸方向となる据え込みボルトや調整ナットが、容積構造体の内壁面(接触面)の法線方向と一致しなくても、軸方向(据え込みボルトや調整ナット)を法線方向から傾けることで、内壁面を無理なく押圧することができる。
また請求項7記載の発明によれば、コンクリート製の地下水槽の補強が比較的容易に行える。すなわち、日本では高度経済成長期に多くの建築物が建設され、これに伴い多くの地下水槽が建設され、これが近年、経年劣化による耐久限度に達しつつあることから、地下水槽の補強の必要性が急速に高まってきており、本発明はこのような地下水槽を合理的に補強することができる。
地下水槽など地中埋設された容積構造体に、本発明の補強構造を適用した様子を示す斜視図(a)、並びにハブジョイントを拡大して示す分解斜視図(b)である。 図1における補強構造体のみを拡大して示す斜視図である。 容積構造体と補強構造体とを平面視状態で示す断面図(a)、並びに中心柱体要素、柱体要素、中間柱体などの柱部材の配置を平面視状態で示す断面図(b)である。 ハブジョイントの拡大分解斜視図(a)、並びにハブジョイントの正面図及び平面図(b)である。 容積構造体及び補強構造体を側面視状態で示す断面図、並びに各部の構造を部分的に示す説明図である。 球形状の容積構造体に本発明の補強構造を適用した様子を示す側面断面図である。
本発明を実施するための形態は、以下の実施例に述べるものをその一つとするとともに、更にその技術思想内において改良し得る種々の手法を含むものである。
以下、本発明を図示の実施例に基づき、具体的に説明する。
まず本発明の「容積構造体の補強構造(以下、単に「補強構造」と称する)」が適用された容積構造体1について説明し、次いで補強構造の完成状態について説明し、その後、本発明の補強構造を担う補強構造体2の容積構造体1内への施工手順について説明する。
まず符号1は、本発明の補強対象となる容積構造体であって、具体的には地下埋設された水槽等が想定される。この水槽としては、飲用に適する上水(清水)を保存するもの、あるいは防火用水槽などの水槽、更には燃料の貯留槽等も考慮し得る。
この容積構造体1に対して、その内部に補強構造体2が設けられるものであり、この補強構造体2は、大別するとハブジョイント3、コーナージョイント4、放射梁要素5、柱体要素6を主要部材とし、これらが剛接続されて補強構造体2として剛構造を具えた構造体となる。ここで本明細書に記載する「剛構造」や「剛接続」等の「剛」とは、補強構造体2の骨格全体として充分な強度や耐震性を発揮できるように該当部材を頑強に接続すること、またこのように接続された構造体を指すものであり、例えば接続される互いの骨格部材同士を溶接することに加え、接続個所をスプライス板でボルト・ナット接続した強固な接続方法や構造体を意味する。
以下、容積構造体1について更に説明する。
容積構造体1は、いわゆるRC構造と略称される鉄筋コンクリート製のものが一般的であって、本発明の対象とするものは、平面視でその断面が円形を呈する容積構造体1であり、一例として図1(a)・図3に示すように、ほぼ円筒状の形状を有する。すなわち、容積構造体1の本体部10は、平円板状の床部11と、その周囲に立ち上がる円筒状の周壁部12と、更にその上面をスラブ状に覆う天部13とが一体形成されたものである。そして、断面視で直交する部位には断面視三角形状のコーナーリブ14を設け、補強ないしは応力分散が図り得るように構成される。そして、この本体部10の内部が収容空間15であり、本体部10において収容空間15側の面を壁面とする。
更に、このような本体部10に対し、その上方にマンホール16が形成され、適宜、保守点検のための作業者が出入りできるように構成される。また、その下方には、一例として図5に示すように、床部11を一部掘り下げるようにして成るピット部17が形成され、ここは容積構造体1から貯留液体を抜く際の終了時に、当該部位に液体を溜めて、液抜き作業を容易に行うための構成である。
ここで、このような容積構造体1に対する補強構造の背景(必要性)について述べると、容積構造体1が経年変化等により強度が劣化したり、あるいはその上方の地上面の状況の変化、例えば上方が道路であった場合、その道路構造の変化、あるいは通行量の変化等で容積構造体1の特に天部13に掛かる荷重が過大となるような状況変化が生ずる場合があり、これらに対応して内部に補強構造体2を配設するものである。
次に、補強構造体2について説明する。
補強構造体2は、本発明の特徴として容積構造体1の特に天部13をシンプルな形態で補強し得るような構成とすることを主眼とするものであり、従って、例えば図1・図2に示すように、平面視で本体部10のほぼ中心をまず支承するような構造となっている。すなわち、補強構造体2を構成するハブジョイント3が収容空間15の上下に対設されるような構成を採る。
このハブジョイント3について具体的に説明すると、このものは一例として図4に示すように、円筒状の金属構造材を用いた芯筒31を中心に配し、その上下にダイヤフラム板32を溶接固定している。ここで、本実施例では、ダイヤフラム板32は、平面視で正八角形を呈するように形成され、各辺に接続ビーム33が放射状に配設される。なお、ダイヤフラム板32について、上下を区別して示す必要がある場合には、上部ダイヤフラム板32a、下部ダイヤフラム板32bとして説明する。
このようなダイヤフラム板32と芯筒31とに対し、接続ビーム33を溶接固定する。この接続ビーム33は、放射梁要素15を接続させるものであり、実質的には同一の寸法仕様のH形鋼を適用する。すなわち、接続ビーム33は、ダイヤフラム板32に挟持される(覆われる)範囲において上下の接続フランジ板33Fを除去したような形態とし、まず接続ウェブ板33Wを上下のダイヤフラム板32a・32bの間に差し込むようにして、更にその接続ウェブ板33Wの先端部を芯筒31の側周面に当接するような状態とする(いわゆる突き合わせ状態)。そして、接続ウェブ板33Wは、その切り放し先端部で芯筒31と溶接接続され、更に上下のダイヤフラム板32a・32bとに対し、溶接固定される。このような状態では、接続ビーム33の接続フランジ板33Fは、ダイヤフラム板32の外端面に接するように寸法設定されており(図4(b)参照)、ここでそれぞれ上下の接続フランジ板33Fは、対応する上下のダイヤフラム板32a・32bとにそれぞれ溶接接続される。このときダイヤフラム板32と接続フランジ板33Fとが同一平面を成す面一状態に連続するように寸法設定される。
そして、このようなハブジョイント3に対し、上記のように一例として8本の接続ビーム33が放射状に接合されるものである(いわゆる8等配)。
更に上下のハブジョイント3の対向するダイヤフラム板32にはコラム接続ビーム37が設けられる。すなわち、上下のハブジョイント3には、それぞれ対向する部位に、コラム接続ビーム37が溶接固定されるものであり、このコラム接続ビーム37もH形鋼を適用して形成されることが好ましいが、パイプ材で形成することも可能である。そして、この上下一対のコラム接続ビーム37を用いて、後述する中心柱体要素60を接続して、上下のハブジョイント3相互を剛接続する。
次にコーナージョイント4について説明する。
コーナージョイント4は、一例として図5に示すように、ハブジョイント3に接続される放射梁要素5の先端部において柱体要素6と剛接続させるための部材であって、側面視でL字状にH形鋼が組み合わされて構成される。すなわち、水平方向に延びる梁接続部41に対し、その端部で垂直に延びるように柱体接続部42を設けるものである。ここで梁接続部41は、梁接続部ウェブ板41Wと梁接続部フランジ板41Fとから成るH形鋼であり、柱体接続部42も、柱体接続部ウェブ板42Wと柱体接続部フランジ板42Fとから成るH形鋼である。
また放射梁要素5は、放射梁要素ウェブ板5Wと放射梁要素フランジ板5Fとから成るH形鋼であり、容積構造体1の寸法仕様に応じて、適宜の長さに設定される。
一方、柱体要素6も、柱体要素ウェブ板6Wと柱体要素フランジ板6Fとから成るH形鋼が適用される。また、上下に配設されるハブジョイント3相互を接続する柱体要素6を中心柱体要素60とする。
なお、本実施例では上下の放射梁要素5については、部材(H形鋼)の共通化を図るべく同一形状として図示しているが、荷重の掛かり方からすれば下側の放射梁要素5の方が、上側の放射梁要素5よりも大きな荷重を受けるため、下側の放射梁要素5を上側の放射梁要素5よりも大きなサイズにすることも可能である。その場合、下側の放射梁要素5の放射梁要素フランジ板5Fの幅寸法も当然、上側の放射梁要素5より大きくなり、このため下側のハブジョイント3やダイヤフラム板32についても、上側のハブジョイント3やダイヤフラム板32よりも大きなサイズ(正八角形状)に形成するものである。なお、このように部分的に大きなサイズのH形鋼を適用するようにした場合には、後述する接続ボルト孔dの形成位置や形成ピッチ等を異ならせることがある。
また、例えば放射梁要素5とこれに接続されるコーナージョイント4については、構成部材を容積構造体1内に搬入する以前の段階で、事前に溶接接続しておき、外観上、L字状を成す一体化物として形成しておくことが可能である。これは、放射梁要素5とコーナージョイント4を予め一体的に形成しておくことで、容積構造体1内での組付作業を減少させることができ、施工時間の短縮化も図れるためである。また、同様に柱体要素6とこれに接続されるコーナージョイント4(一方または上下双方)とを、予め溶接接続しておくことも可能である。なお、柱体要素6の上下にコーナージョイント4を予め溶接接続(一体化)した場合には、この一体化物が外観上、「コ」の字状を呈する。このようにコーナージョイント4と放射梁要素5または柱体要素6は、適宜、事前に一体化しておくことが可能であり、どの部材をどのように一体化させるかは、一体化物が容積構造体1内に搬入できる大きさ(マンホール16から入れられる大きさ)であることや、一体化物の搬入時の重量が無理なく運び込める重さであること等から決定され得る。
また、中心柱体要素60についても、名称こそ異なるものの、作用的には柱体要素6と同様の柱部材であることから、上下のハブジョイント3(一方または上下双方)と予め溶接接続しておき、一体化しておくことが可能である。
なお、上記ハブジョイント3、コーナージョイント4、放射梁要素5、柱体要素6、及び後述するスプライス板8にあっては、これらを剛接続するためのボルト・ナット9を受け入れるべく、接続ボルト孔dが形成されている。この接続ボルト孔dの形成位置や形成ピッチ等は、当然ながらスプライス板8を適用したジョイントが受け入れられるような共通の寸法設定とされる。
因みに、図中符号55は、放射状に配設された放射梁要素5間を略周方向に接続する連接補助杆であり、また図中符号65は、上下の放射梁要素5間を略垂直方向に接合する中間柱体であるが、これら連接補助杆55及び中間柱体65は、本発明に係る補強構造体2に必ずしも必須の構成部材ではない。すなわち、連接補助杆55及び中間柱体65は、例えば容積構造体1が極めて大きな容積を有する場合等に、適宜、設ければよい部材である。なお、連接補助杆55と中間柱体65を設ける場合には、放射梁要素5や柱体要素6等と同じH形鋼を用い、部材の共通化を図ることもできるが、連接補助杆55については、放射状に配設される放射梁要素5の位置決め、ないしは振れ止め作用が主機能であるため(中間柱体65のように荷重を直に受ける部材ではないため)、H形鋼よりも剛性が低下する部材、例えばアングル材やロッド状部材等で構成しても構わない。
そして、主として上記ハブジョイント3、コーナージョイント4、放射梁要素5、柱体要素6とが、剛接続されて補強構造体2を構成した場合、それらが容積構造体1の収容空間15の内壁面を保持しなければならず、そのため実際の施工等にあたっては、スペーサ部材7を介して補強構造体2が、収容空間15の内壁面に内接するような状態とする。
スペーサ部材7は、一例として図5の拡大矢視図に示すように、例えば放射梁要素5を一例としてとると、その上部の放射梁要素フランジ板5Fに対しベースナット71を溶接固定し、そこにいわゆる寸切りボルト等と称される据え込みボルト72を捻込み、スタッドボルト状に設置する。そして据え込みボルト72の自由端側に高ナット等と称される調整ナット73を嵌め込み、据え込みボルト72に対する、当該調整ナット73の捻込み加減でスペーサ部材7の実質長を調整するようにしている。
なお、据え込みボルト72に対しては、ベースナット71及び調整ナット73との関係を固定状態とするためにロックナット74を設けている。そして調整ナット73は、その自由端側に球状ジョイント75を溶接固定して設けるものである。一方、この球状ジョイント75を受け入れるように受けピース76が、別体に設けられており、受けピース76が収容空間15の内壁面に接触する。すなわち受けピース76は、上記球状ジョイント75を収めるための収め部76aを具えるとともに、壁面に当接する側には例えば薄いゴムシート等を適用したクッションシート76bを設けている。なお、このような球状ジョイント75は、壁面に対し調整ナット73(軸方向)が、当接点の法線方向に合致しないような場合、すなわち内壁面の寸法設定が正確に出されていない場合に押し込み角度の変更に対応し得るための構成である。
次に、本発明に係る補強構造体2を構成するためのスプライス板8について説明する。
スプライス板8は、前記H形鋼を適用した構成部材(例えば放射梁要素5、柱体要素6、ハブジョイント3、コーナージョイント4等)同士を剛接続するための部材であり、一例として図5に示すように、ウェブ用スプライス板8Wとフランジ用スプライス板8Fとの二種類が用意される。ウェブ用スプライス板8Wは、一例として接続させる部材毎に四本のボルト・ナット9を適用し得るように全長にわたり中央一列に四個所の接続ボルト孔dを具えている。一方、フランジ用スプライス板8Fは、フランジの全幅にわたる寸法を有し、且つウェブ板によって分断されているフランジ部をウェブの両側の位置からそれぞれ締め付けるように一枚あたり八箇所の接続ボルト孔dを具えている。
なお、上述したように部分的に大きなH形鋼を適用したような場合等には、接続ボルト孔dの形成位置や形成ピッチ等が異なることがあり、そのためウェブ用スプライス板8W及びフランジ用スプライス板8Fにおいても各々、接続ボルト孔dの形成位置や形成ピッチ等を異ならせたものや、スプライス板8のサイズ自体を異ならせたものが複数適用され得る。
本発明に係る補強構造体2は、以上述べたような基本構造を有するものであり、以下、補強構造体2の施工の手順を説明しながら、容積構造体1と一体化した補強構造について併せて説明する。
(1)施工準備
まず、施工にあたっては、当然ながら容積構造体1の特に収容空間15の寸法確認を行い、その内径、高さ、中心部の割り出し等の測定を行う。これに応じて、施工する補強構造体2の設計仕様をするが、ハブジョイント3、コーナージョイント4は、規格化された寸法設定としており、各容積構造体1毎に異なる寸法仕様とするのは、実際上は、放射梁要素5と柱体要素6の長さ設定のみである。
また、施工にあたってはハブジョイント3、コーナージョイント4、放射梁要素5、柱体要素6などの各構成部材をマンホール16から容積構造体1(収容空間15)内に搬入し、この内部で施工作業を行うものであり、この際、上述したように各構成部材を搬入できる大きさや重量等を考慮して、極力、事前に溶接接続(一体化)しておくことが好ましい。これにより閉鎖された収容空間15内での組付作業を減少させることができ、また施工時間も短縮でき、効率的に施工(組付作業)が行えるものである。
(2)組付作業
また、実際の組み付けにあたっては、種々の手法が採り得るが、例えば床部11側の中心に下部のハブジョイント3を、コラム接続ビーム37が上を向くように設置し、そこから放射状に延びる接続ビーム33に、一例として8本の放射梁要素5を、スプライス板8を介してボルト・ナット9により締結し、剛接続状態とする。もちろん、この際、下部の放射梁要素5が、容積構造体1の床部11から幾分か浮き上がり状態に設けられるときには工事施工開始にあたって、適宜の角材等を利用して、言わば浮かせた状態として下部の放射梁要素5を再現(仮支持)させることが好ましい。
その後、適宜の手順が採り得るが、例えば床部11側の放射梁要素5の先端にコーナージョイント4を、上記と同様にスプライス板8を介してボルト・ナット9により締結し、更にそこから立ち上がるように柱体要素6を締結して行く。
もちろん実際の施工にあたっては、スプライス板8等による剛接続を完全にボルト締めせずに一定の緩締結状態としておくことが好ましく(言わば仮止め状態)、これは完成状態において、より正確な形状に再調整できるようにするためである。
このようにした後、上方の部材を設置するものであり、まず中央部に上部のハブジョイント3を設ける。このハブジョイント3を設けるにあたっては、例えばコラム接続ビーム37と柱体要素6の中心柱体要素60とがH形鋼を適用しているときには、中心柱体要素60に対するコラム接続ビーム37の組み合わせ状態が上下で合っていさえすれば、上下のコーナージョイント4における接続ビーム33の向きがそれだけで設定でき、好ましい作業態様が得られる。このように中心柱体要素60により、中心における柱体が形成された後には、各柱体要素6の上方にも同様にコーナージョイント4を設ける。その後、放射梁要素5を全て上部のハブジョイント3とコーナージョイント4との間に渡すように固定しながら、全体の枠体構造を完成させる。
このようにした後、適宜、僅かな形状調整・寸法調整等を行い、最終的にボルト・ナット9の本締めを行って施工を完了する。そして、それぞれのスペーサ部材7の調整を行い、平均して収容空間15の内壁面を押圧するような状態に組み付けるものである。
なお、特に実際上は、周壁部12に対しての接触よりも床部11と天部13における接触が重要であり、その分、放射梁要素5など天部13と床部11に対向する部位にスペーサ部材7を多く設けておくことが好ましい。もちろんこのようなスペーサ部材7は、ボルト・ナット9によるねじ込み加減の調整のみではなく、いわゆるパッキン状の板状スペーサ等を隙間にあてがって その接触を図るような構成としてももとより差し支えない。
更に、上記説明では、円筒状の容積構造体1を例示したが、本発明が適用される容積構造体1は少なくとも平面視で円形であればよく、例えば図6に示すように、球形状の容積構造体1においても適用できるものである。なお、この場合には、放射梁要素5は、幾分か、水平方向から斜めに配設するような形態となるとともに、コーナージョイント4も120度の交差角となるものである。
また、容積構造体1自体は、一般的なRC構造がほとんどであるが、例えばFRP等の構造体の場合もあり得る。
1 容積構造体
2 補強構造体
3 ハブジョイント
4 コーナージョイント
5 放射梁要素
6 柱体要素
7 スペーサ部材
8 スプライス板
9 ボルト・ナット
d 接続ボルト孔

1 容積構造体
10 本体部
11 床部
12 周壁部
13 天部
14 コーナーリブ
15 収容空間
16 マンホール
17 ピット部

3 ハブジョイント
31 芯筒
32 ダイヤフラム板
32a 上部ダイヤフラム板
32b 下部ダイヤフラム板
33 接続ビーム
33W 接続ウェブ板
33F 接続フランジ板
37 コラム接続ビーム

4 コーナージョイント
41 梁接続部
41W 梁接続部ウェブ板
41F 梁接続部フランジ板
42 柱体接続部
42W 柱体接続部ウェブ板
42F 柱体接続部フランジ板

5 放射梁要素
5W 放射梁要素ウェブ板
5F 放射梁要素フランジ板
55 連接補助杆

6 柱体要素
6W 柱ウェブ板
6F 柱フランジ板
60 中心柱体要素
65 中間柱体

7 スペーサ部材
71 ベースナット
72 据え込みボルト
73 調整ナット
74 ロックナット
75 球状ジョイント
76 受けピース
76a 収め部
76b クッションシート

8 スプライス板
8W ウェブ用スプライス板
8F フランジ用スプライス板

Claims (7)

  1. 地中埋設されて、内部に適宜の収容空間を具えた容積構造体に対し、その収容空間に補強構造体を配設して、容積構造体の強度を確保する補強構造であって、
    前記容積構造体は、水平断面形状を円形とするものであり、
    一方、補強構造体は、上下一対のハブジョイントと、複数のコーナージョイントと、複数の放射梁要素と、複数の柱体要素とを具え、これらがスプライス板により連結された剛構造体を構成するものであり、上下のハブジョイントは平面視で収容空間の中心に、中心柱体要素を介して上下に配設され、このハブジョイントからそれぞれ放射状に複数本の放射梁要素が剛接合状態に配設され、
    更に上下の放射梁要素の先端部は、コーナージョイントを介して柱体要素と剛接合し、ハブジョイントと、コーナージョイントと、放射梁要素と、柱体要素とは、それらすべてまたは一部が、容積構造体の内壁面と対面する側において、直接またはスペーサ部材を介して、内壁面との接触状態を維持するように構成されていることを特徴とする、地中埋設された容積構造体の補強構造。
  2. 前記ハブジョイントは、円筒状の芯筒に対し上下にダイヤフラム板を具えるとともに、放射状に延びるH形鋼を適用した接続ビームを溶接接続して成るものであり、
    前記上下のダイヤフラム板の間に、接続ビームにおける接続ウェブ板が挟まれ、上下のダイヤフラム板と芯筒とに溶接接続されるとともに、接続ビームにおける上下の接続フランジ板は、ダイヤフラム板に対し同一平面を成すような面一状態に溶接接続されていることを特徴とする請求項1記載の、地中埋設された容積構造体の補強構造。
  3. 前記放射梁要素とこれに接続されるコーナージョイント、
    前記柱体要素とこれに接続される一方のコーナージョイント、
    前記柱体要素とこれに接続される上下双方のコーナージョイント、
    前記中心柱体要素とこれに接続される一方のハブジョイント、
    前記中心柱体要素とこれに接続される上下双方のハブジョイント
    の組み合わせのうち、少なくとも一組が、容積構造体内に搬入する以前の段階で接続され、一体化されて成ることを特徴とする請求項1または2記載の、地中埋設された容積構造体の補強構造。
  4. 前記ハブジョイントにおける接続ビームは、放射状に等間隔に8本配設されるとともに、上下のダイヤフラム板は、平面視正八角形状に形成されることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の、地中埋設された容積構造体の補強構造。
  5. 前記上下のハブジョイントは、相互に同一形状であり、またコーナージョイントは、全て同一形状であり、また各スプライス板は、フランジ板用とウェブ板用毎にボルト孔の形成ピッチも含めて同一形状であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の、地中埋設された容積構造体の補強構造。
  6. 前記スぺーサ部材は、ハブジョイント、コーナージョイント、放射梁要素、柱体要素の全てまたはいずれかに対し固定状態に設けられた据え込みボルトと、据え込みボルトに対しネジ嵌め位置を調整自在とした高ナット状の調整ナットとの組み合わせであり、調整ナットはその先端に球状ジョイントを固着状態に具えるとともに、この球状ジョイントが受けピースに係止することにより、容積構造体の内壁面に接触するように構成されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の、地中埋設された容積構造体の補強構造。
  7. 前記容積構造体は、地下埋設されたコンクリート製の地下水槽であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記載の、地中埋設された容積構造体の補強構造。
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