JP2021001006A

JP2021001006A - Ｐｃ大型容器

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Publication number: JP2021001006A
Application number: JP2019115076A
Authority: JP
Inventors: 義範坂本; Yoshinori Sakamoto
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-06-21
Filing date: 2019-06-21
Publication date: 2021-01-07
Anticipated expiration: 2039-06-21
Also published as: JP6823880B2

Abstract

【課題】縦締めＰＣ鋼棒が不要で補強材等を多く配設する必要もなく、従来にない極めて大きなサイズのタンクをより低廉かつより容易に作製できるＰＣ大型容器１を提供する。【解決手段】本発明のＰＣ大型容器１は、底版２と側壁３とを有したＰＣ大型容器であって、側壁３は、高さ方向の中間に最細径部４を有した筒状体５を備え、筒状体５の上部にはＰＣ鋼材６によりプレストレスされた上部リング７が設けられ、筒状体５の下部にはＰＣ鋼材６によりプレストレスされた下部リング８が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、ＰＣ鋼材によりコンクリートがプレストレスされて構築され、例えば、配水池や渇水対策用、農業用または漁業用貯水池、ＬＮＧ（液化天然ガス）タンクなどとして使用して好適なＰＣ大型容器に関するものである。

従来のＰＣ容器としては、例えば図８に示すような側壁５１と底版５２とが固定（剛接合）されたＰＣ容器５０（特開２０１４−８９８３号公報）が一般的である。このＰＣ容器５０は内部に水が注入されると、側壁５１に外側に向かって引張するモーメントと側壁５１の下端付近に内側に向かって圧縮するモーメントが発生するため、これらのモーメントに対して、側壁５１内に周方向に配設されたＰＣ鋼材５４によるプレストレスによって水圧に耐え得る力が付加され、上記のように発生するモーメントを打ち消すように構成されている。

しかし、側壁５１と底版５２とを固定（剛接合）すると、底版５２に拘束された側壁５１の下端付近には内側に向かって圧縮するモーメントが発生するため、下端付近には十分なプレストレス力が作用しないという問題があった。また、底版５２と側壁５１との接合部位に鉄筋等の補強材を多く配設すると共に、縦締めＰＣ鋼棒５３は必須であり施工コストが増大する一方、ＰＣタンクのサイズ制限の一要因となっていた。

これらの問題を解決するものとして、本件出願人は、図９に示すように、底版６２と側壁６４とが固定されず、側壁６４内において高さ方向に配された縦締めＰＣ鋼棒６５が側壁６４の厚さ方向の中心より内側に偏心して配されることで、より低廉に大型タンクを構築できるＰＣ大型タンク６０を先に提案した（特開２０１９−６４７１７号公報）。

特開２０１４−８９８３号公報特開２０１９−６４７１７号公報

後者のＰＣ大型タンクも５万ｍ^３程度の大型タンクを構築可能であるが、以前としてＰＣ鋼材の多数配置を要するため、それ以上の大型タンクは構築不能であった。
そこで、本願発明者は、従来型の倍（１０万ｍ^３）程度のＰＣ大型タンクも構築可能な発明を想起したものであり、すなわち、本発明の課題は、縦締めＰＣ鋼棒が不要で補強材等を多く配設する必要もなく、従来にない極めて大きなサイズのタンクをより低廉かつより容易に作製することができるＰＣ大型容器を提供することにある。

上記課題を解決するものは、底版と側壁とを有したＰＣ大型容器であって、前記側壁は、高さ方向の中間に最細径部を有した筒状体を備え、該筒状体の上部にはＰＣ鋼材によりプレストレスされた上部リングが設けられ、該筒状体の下部にはＰＣ鋼材によりプレストレスされた下部リングが設けられていることを特徴とするＰＣ大型容器である（請求項１）。

前記筒状体は、前記下部より前記最細径部に向かって徐々に縮径する縮径部を有すると共に、前記最細径部から前記上部に向かって徐々に拡径する拡径部を有していることが好ましい（請求項２）。前記筒状体は、縦断面視で内側に向かって弓状に窪んだ両側部を有していることが好ましい（請求項３）。前記筒状体の前記縮径部は、縦断面視で斜め上方内側に向かって直線状に延びる下側両側部を有すると共に、前記筒状体の前記拡径部は、縦断面視で斜め上方外側に向かって直線状に延びる上側両側部を有していてもよい（請求項４）。前記筒状体の前記最細径部は、高さ方向に長さを有していてもよい（請求項５）。

請求項１に記載したＰＣ大型容器によれば、縦締めＰＣ鋼棒が不要で補強材等を多く配設する必要もなく、従来にない極めて大きなサイズのタンクをより低廉かつより容易に作製できる。
請求項２に記載したＰＣ大型容器によれば、上記請求項１の効果をより確実に奏することができるＰＣ大型容器を作製できる。
請求項３に記載したＰＣ大型容器によれば、上記請求項１の効果に加え、充填された水の水圧が上下方向に向かって滑らかに移行するＰＣ大型容器を作製できる。
請求項４または５に記載したＰＣ大型容器によれば、上記請求項１の効果を奏するＰＣ大型容器をより容易に作製できる。

本発明のＰＣ大型容器の一実施例の正面図である。図１に示したＰＣ大型容器のＡ−Ａ線断面図である。図１に示したＰＣ大型容器のＢ−Ｂ線断面図である。図１に示したＰＣ大型容器の上部付近の部分拡大断面図である。本発明のＰＣ大型容器の他の実施例の縦断面概略図である。本発明のＰＣ大型容器の他の実施例の縦断面概略図である。本発明のＰＣ大型容器の他の実施例の縦断面概略図である。従来のＰＣ大型容器の縦断面概略図である。従来のＰＣ大型容器の縦断面概略図である。

本発明は、底版２と側壁３とを有し、側壁３は高さ方向の中間に最細径部４を有した筒状体５を備え、筒状体５の上部にはＰＣ鋼材６によりプレストレスされた上部リング７が設けられ、筒状体５の下部にはＰＣ鋼材６によりプレストレスされた下部リング８が設けられていることで、縦締めＰＣ鋼棒が不要で補強材等を多く配設する必要もなく、従来にない極めて大きなサイズのタンクをより低廉に作製できるＰＣ大型容器１を実現した。

本発明のＰＣ大型容器を図１ないし図４に示した一実施例を用いて説明する。
この実施例のＰＣ大型容器１は、底版２と側壁３とを有したＰＣ大型容器であって、側壁３は高さ方向の中間に最細径部４を有した筒状体５を備え、筒状体５の上部にはＰＣ鋼材６によりプレストレスされた上部リング７が設けられ、筒状体５の下部にはＰＣ鋼材６によりプレストレスされた下部リング８が設けられている。以下、各構成について順次詳述する。

この実施例のＰＣ大型容器１は、渇水対策用、農業用または漁業用の貯水池を構成するためのものであり、貯蔵した水を底部で支持する底版２と、底版２と共に水の貯蔵空間を形成する側壁３とを備えている。

この実施例の底版２は円盤状の鉄筋コンクリート層にて構成されており、図３に示すように平面視円形に形成されている。そして、地盤の弱いところでは、この実施例のように、底版２の下方に基礎版９（円盤状の鉄筋コンクリート層）が打設され構成されていることが好ましい。

側壁３は、底版２の上方に設けられており、高さ方向の中間に最細径部４を有し、鉄筋コンクリートにて形成された筒状体５を備えている。筒状体５は、図２に示すように、下部５ａより最細径部４に向かって徐々に縮径する縮径部５ｂを有すると共に、最細径部４から上部５ｃに向かって徐々に拡径する拡径部５ｄを有している。本発明のＰＣ大型容器は、側壁３の筒状体５が中間に最細径部４を有し中絞り構造に構成されていることで、筒状体５にかかる水圧による水平力が全て上下方向に移行するため、縦締めＰＣ鋼棒が不要で補強材等を多く配設する必要もなく、さらに、筒状体５の上下方向の全体に渡ってＰＣ鋼材（横締めＰＣストランド）を配する必要もなく、従来にない極めて大きなサイズのタンクをより低廉かつより容易に作製できる。

より具体的には、この実施例の筒状体５は、図２に示すように、縦断面視で内側に向かって弓状に窪んだ両側部５Ａ，５Ｂをそれぞれ有している。これによって、充填された水の水圧が上下方向により滑らかに移行するよう構成されている。

上部リング７は、筒状体５に最細径部４が設けられることにより上方に移行する水圧（内圧）を受け止めるための部位であり、上部リング７内には、図４に示すように、ＰＣ鋼材（横締めＰＣストランド）６が設けられている。ＰＣ鋼材６としては、例えば鋼線、鋼より線、鋼線や鋼より線を束ねたケーブル等のフレキシブルな鋼材が好適に使用できる。

具体的には、上部リング７内には、図４に示すように、周方向に沿ってＰＣ鋼材（横締めＰＣストランド）６が配設（埋設）され上部リング７全体にプレストレスが導入されている。図４中、ｈは必要に応じて１〜３ｍ程度、Ｗは０．５〜１ｍ程度、ＰＣ鋼材（横締めＰＣストランド）６は縦に１、２列で各１０〜２０本程が好適であるが、適宜設計変更可能である。

他方、下部リング８は、筒状体５に最細径部４が設けられることにより下方に移行する水圧（内圧）を受け止めるための部位であり、下部リング８内にも、上部リング７と同様、ＰＣ鋼材６が設けられプレストレスが導入されている。

具体的には、下部リング８内にも、上部リング７と同様にして、周方向に沿ってＰＣ鋼材（横締めＰＣストランド）６が配設（埋設）され下部リング８全体にプレストレスが導入されている。なお、筒状体５の下方の方が上方に比して水圧が次第に高くなることから、それに応じて、下部リング８内のＰＣ鋼材（横締めＰＣストランド）６の本数を上部リング７内のＰＣ鋼材（横締めＰＣストランド）６の本数より多くするなどして、下部リング８に導入されるプレストレスの方が、上部リング７に導入されるプレストレスより大きくなるように構成されている。

なお、上部リンク７と下部リング８の外周部には、周方向に等間隔離間して定着柱（図示しない）が数十箇所設けられており、これらの定着柱が設けられることにより、上部リンク７または下部リング８に対するＰＣ鋼材（横締めＰＣストランド）６によるプレストレスが導入可能に構成されている。他方、上部リンク７の上方はフリーとなって開いており、以上の構造により、側壁４のモーメントは横方向も縦方向も減少する構造となっている。ただし、上部リンク７の上方に蓋体を有するものも本発明の範疇に包含される。

上記のように、本発明のＰＣ大型容器１は、側壁３の本体部である筒状体５が中絞り構造（最細径部）４を有していることから、筒状体５にかかる水圧による水平力（水圧）は上部リンク７および下部リンク８に伝わる構造であり、それらの圧力を上部リンク７および下部リンク８に配されたＰＣ鋼材（横締めＰＣストランド）６により受け止める構造となっている。このため、側壁内において高さ方向に沿って配される縦締めＰＣ鋼棒も不要であり、必要なければより大きなタンクをより容易に作製できると共により低廉にＰＣ大型タンクを構築することができる。また、筒状体５も従来同様、例えば湯呑茶碗のように壁が円筒状に繋がっているため、非常に壊れにくい構造となっており、内圧（水圧）がかからない時も構造物として安全である。

ＰＣ大型容器１の構築方法としては、まず、主鉄筋（図示しない）を配置した後、コンリートを打設して底版２を構成する。必要に応じて、底版２の下方に基礎版９（円盤状の鉄筋コンクリート層）を構成する。
つぎに、底版２の上方、側壁３を構成する部位には、まず、高さ方向の中間に最細径部４が形成されるように主鉄筋（図示しない）を配した後、コンクリートを打設して筒状体５を構成する。さらに、主鉄筋（図示しない）およびＰＣ鋼材（横締めＰＣストランド）６を配設した後、コンクリートを打設して上部リンク７および下部リング８を完成させた後、必要なプレストレス力をＰＣ鋼材６に付与して、ＰＣ大型容器１を構築する。

上記のように、本発明のＰＣ大型容器１は、底版２と側壁３とを有し、側壁３は高さ方向の中間に最細径部４を有した筒状体５を備え、筒状体５の上部にはＰＣ鋼材６によりプレストレスされた上部リング７が設けられ、筒状体５の下部にはＰＣ鋼材６によりプレストレスされた下部リング８が設けられていることで、縦締めＰＣ鋼棒が不要で補強材等を多く配設する必要もなく、従来にない極めて大きなサイズのタンクをより低廉かつより容易に作製できるため、有用性および産業上の利用可能性に極めて優れたものである。

つぎに、図５に示した本発明のＰＣ大型容器の他の実施例のＰＣ大型容器２０について説明する。
この実施例のＰＣ大型容器２０と前述したＰＣ大型容器１との基本的な相違点は、ＰＣ大型容器１の筒状体５が、縦断面視で内側に向かって弓状に窪んだ両側部５Ａ，５Ｂを有しているのに対して、ＰＣ大型容器２０の側壁２３の本体部である筒状体２５の縮径部２５ａは、縦断面視で斜め上方内側に向かって直線状に延びる下側両側部２５Ａ，２５Ｂを有すると共に、筒状体２５の拡径部２５ｂは、縦断面視で斜め上方外側に向かって直線状に延びる上側両側部２５Ｃ，２５Ｄを有している点である。ＰＣ大型容器１と同一構成部分については同一符号を付し説明を省略する。

具体的には、ＰＣ大型容器２０は、下側両側部２５Ａ，２５Ｂが縦断面視で最細径部２４まで斜め上方内側に向かって直線状に延びるように構成されていると共に、上側両側部２５Ｃ，２５Ｄが最細径部２４から斜め上方外側に向かって直線状に延びるように構成されている。これによって、筒状体２５を曲線状ではなく、直線状に作製することができるため、より容易かつ低廉に本発明の効果を奏する筒状体ならびにＰＣ大型容器を構築することができる。また、下側両側部２５Ａ，２５Ｂの方が上側両側部２５Ｃ，２５Ｄに比して短く形成されているのは、筒状体２５の下方の方が水圧が高くなるからであり、このような構造とすることによって、より水圧に強い安定したＰＣ大型容器２０を構築することができる。

また、図６に示した本発明のＰＣ大型容器の他の実施例のＰＣ大型容器３０について説明する。
この実施例のＰＣ大型容器３０と前述したＰＣ大型容器２０との基本的な相違点は、ＰＣ大型容器２０の筒状体２５における最細径部２４が高さ方向に長さを有していないのに対して、ＰＣ大型容器３０の筒状体３５の最細径部３４は高さ方向に長さを有している点である。ＰＣ大型容器１と同一構成部分については同一符号を付し説明を省略する。

具体的には、ＰＣ大型容器３０は、下側両側部３５Ａ，３５Ｂが縦断面視で最細径部３４まで斜め上方内側に向かって直線状に延びるように構成されていると共に、上側両側部３５Ｃ，３５Ｄが最細径部３４から斜め上方外側に向かって直線状に延びるように構成されている。これらの点はＰＣ大型容器２０と同様であるが、それらに加えて、ＰＣ大型容器３０の筒状体３５の最細径部３４は高さ方向に長さを有している。これによって、傾斜部が減少して、より容易かつ低廉に本発明の効果を奏する筒状体ならびにＰＣ大型容器を構築することができる。

さらに、図７に示した本発明のＰＣ大型容器の他の実施例のＰＣ大型容器４０について説明する。
この実施例のＰＣ大型容器４０と前述したＰＣ大型容器３０との基本的な相違点は、ＰＣ大型容器３０の下側両側部３５Ａ，３５Ｂが縦断面視で最細径部３４まで斜め上方内側に向かって直線状に延びるように構成されていると共に、上側両側部３５Ｃ，３５Ｄが最細径部３４から斜め上方外側に向かって直線状に延びるように構成されているに対して、ＰＣ大型容器４０の筒状体４５の下側両側部４５Ａ，４５Ｂは最細径部３４まで斜め上方内側に向かって曲線状に延びるように構成されていると共に、上側両側部４５Ｃ，４５Ｄが最細径部３４から斜め上方外側に向かって曲線状に延びるように構成されている点である。このようなＰＣ大型容器４０も本発明の範疇に包含される。ＰＣ大型容器３０と同一構成部分については同一符号を付し説明を省略する。

１ＰＣ大型容器
２底版
３側壁
４最細径部
５筒状体
６ＰＣ鋼材
７上部リング
８下部リング
９基礎版

Claims

底版と側壁とを有したＰＣ大型容器であって、前記側壁は高さ方向の中間に最細径部を有した筒状体を備え、該筒状体の上部にはＰＣ鋼材によりプレストレスされた上部リングが設けられ、該筒状体の下部にはＰＣ鋼材によりプレストレスされた下部リングが設けられていることを特徴とするＰＣ大型容器。
前記筒状体は、前記下部より前記最細径部に向かって徐々に縮径する縮径部を有すると共に、前記最細径部から前記上部に向かって徐々に拡径する拡径部を有している請求項１に記載のＰＣ大型容器。
前記筒状体は、縦断面視で内側に向かって弓状に窪んだ両側部を有している請求項１または２に記載のＰＣ大型容器。
前記筒状体の前記縮径部は、縦断面視で斜め上方内側に向かって直線状に延びる下側両側部を有すると共に、前記筒状体の前記拡径部は、縦断面視で斜め上方外側に向かって直線状に延びる上側両側部を有している請求項２に記載のＰＣ大型容器。
前記筒状体の前記最細径部は、高さ方向に長さを有している請求項１ないし４のいずれかに記載のＰＣ大型容器。