JP5088719B2

JP5088719B2 - 球形タンクの脚部の構造と構築方法

Info

Publication number: JP5088719B2
Application number: JP2006355012A
Authority: JP
Inventors: 宏治石井; 正征土居
Original assignee: 株式会社石井鐵工所
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2026-12-28
Also published as: JP2008162657A

Description

この発明は、圧縮ガス、液化ガス等を貯蔵する球形タンクの脚部の構造と構築方法に関するものである。

球形タンクを支持する従来例の脚部の構造について、図５に基づいて説明する。図５に示すように、球形タンク２１は、フーチング２２とペデスタル２３よりなる基礎のペデスタル２３の上から地上に垂直に設けた複数本の円筒状の支柱２５によって支持され、この独立した支柱２５の相互間には傾斜し交差させて設けたブレーシング２８が設けられている。この支柱２５の上端部２６は、球形タンク２１の球殻２４の赤道部近傍の固着部２７の位置に、溶接によって一体に固着されている。

球形タンクの従来技術として、例えば、本出願人による実公昭５０−７５３３号公報「球形タンクにおける支柱取付部の構造」に開示されている。この考案は、台形平板部材の左右両辺をわん曲辺に形成し、かつ中心から二つ折りに曲げてＵ字形にした支柱支持金具を、その金具の前記両わん曲辺が球殻板に接するようにして溶着し、その下端に管状支柱を接合した構造をとる球形タンクにおける支柱取付部の構造にしたものである。

また、他の従来技術には、実公昭５９−１００７２号公報「球形タンクの脚柱」がある。この考案は、球形タンクの球殻を支持する円筒形支持柱の接合端を、該支持柱の外径と等しい径の曲面と、該曲面に続く前記支持柱の中心線と前記球殻の中心を含む平面に平行な平面とで形成し、該接合端を円弧状に切欠き該接合端の水平断面を上端から下方にかけて三日月形乃至Ｕ字形として、前記球殻を該円弧状切欠き部により支持し得るようにしたもので、上記接合端の補強の為に接合端の内部に適宜仕切板を固着している。

さらにまた、球形タンクの耐震性を向上させた発明としては、本出願人に係る特開２００６−１６８７９９号公報「球形タンク脚部の補強構造と補強方法」の発明がある。この発明は、球形タンクを支持する支柱下部のペデスタルの外周に、円形又は多角形の環状枠材と傾斜材と水平材を組合せた構造体を形成し、ペデスタル近傍に荷重が集中することなく損傷を生じないように補強支持して、地震や強風などによる振動や揺れによる変位を抑えて、耐久性と耐震性をより向上させた球形タンクの脚部補強構造と補強方法である。

実公昭５０−７５３３号実公昭５９−１００７２号特開２００６−１６８７９９号

図５のような球形タンク２１の支柱２５の上端部２６は、基礎のペデスタル２３から高い位置の固着部２７で、球形タンク２１の赤道部近傍に至る湾曲した球殻２４に溶接で固着する構造である。そのため、垂直方向の自重は十分支持することができるが、地震などによるフーチング２２の振動は、各ペデスタル２３に個別に伝わり、また地震や強風などによる球形タンク２１の横揺れは、固着部２７から支柱２５上端部２６を介してペデスタル２３に個別に伝わるため、この横揺れの荷重によって、一部の支柱２５やペデスタル２３に変形や損傷を生じる場合があった。

また、球形タンクの従来技術の実公昭５９−１００７２号公報「球形タンクの脚柱」及び実公昭５９−１００７２号公報「球形タンクの脚柱」の考案は、上記図５に示した球形タンクと同様に、複数の隔離したペデスタル上に長い円筒状の支柱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大きな横揺れに対して、各支柱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、一部の支柱やペデスタルに大きな変形や損傷などの被害を受けることがあった。

殊に、振動や大きな横揺れなどは各支柱やペデスタルへ伝わって局部的な変形や損傷を生じる心配があり、この変形や損傷が生じたペデスタルや支柱などを、球形タンク本体をそのままの状態で補修することは危険で煩雑な作業となり、ペデスタルや支柱の部分的な補強によって十分な耐震強度が得られるようにすることは困難であった。

さらに、球形タンクの耐震性を向上させた、本出願人に係る特開２００６−１６８７９９号公報「球形タンク脚部の補強構造と補強方法」の発明は、球形タンクを支持する支柱下部のペデスタルの外周に、円形又は多角形の環状枠材と傾斜材と水平材を組合せた構造体を形成し補強して、地震や強風などによる振動や揺れによる変位を抑えて、耐久性と耐震性をより向上させたものであるが、このような補強構造は、球殻に固着した支柱、支柱下部のペデスタル及びフーチング等からなる脚部全体を修復する構造ではなかった。

また、球形タンクの脚部が損傷した場合、脚部の補修をするのに、タンク本体をそのままに維持した状態で、作業性良く耐震構造に修復することが望まれていた。

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、地震や強風などによる振動や揺れに対して、支柱及び基礎の耐久性と耐震性を向上させた球形タンクの脚部の構造と構築方法を提供するものである。

請求項１の発明に係る球形タンクの脚部の構造は、基礎のフーチング上に設けた複数のペデスタルから地上に垂直に設置した複数本の既設支柱の上端部によって既設の球形タンクの球殻外周壁を支える球形タンクの脚部の構造において、該既設の球形タンクの基礎の外側に設けた新規基礎のフーチングと、既設支柱位置の間に位置する上記新規基礎のフーチング上に設けた新規のペデスタルと、既設支柱取付位置の間に位置する球殻から水平方向外側に張出して固着した上部支柱と、該上部支柱から垂直下方に位置し球形タンクを垂直に支承する新規支柱とを備え、該新規支柱を上記新規ペデスタル上に設けたものである。

請求項２の発明に係る球形タンクの脚部の構築方法は、基礎のフーチング上に設けた複数のペデスタルから地上に垂直に設置した複数本の既設支柱の上端部によって既設の球形タンクの球殻外周壁を支える球形タンクの脚部の構造において、既設球形タンクの基礎の外側に新規基礎のフーチングを設け、既設支柱位置の間に位置する上記新規基礎のフーチング上に新規のペデスタルを設け、既設支柱取付位置の間に位置する球殻から水平方向外側に張出した上部支柱を該球殻に固着し、該上部支柱から垂直下方に位置し既設球形タンクを支承する新規支柱を、該新規支柱位置に対応して設けた上記新規のペデスタル上に固定するものである。

請求項１の発明に係る球形タンクの脚部の構造は、基礎のフーチング上に設けた複数のペデスタルから地上に垂直に設置した複数本の既設支柱の上端部によって既設の球形タンクの球殻外周壁を支える球形タンクの脚部の構造において、該既設の球形タンクの基礎の外側に設けた新規基礎のフーチングと、既設支柱位置の間に位置する上記新規基礎のフーチング上に設けた新規のペデスタルと、既設支柱取付位置の間に位置する球殻から水平方向外側に張出して固着した上部支柱と、該上部支柱から垂直下方に位置し球形タンクを垂直に支承する新規支柱とを備え、該新規支柱を上記新規ペデスタル上に設けたので、フーチング及びペデスタルの新設工事は既設の支柱や既設のペデスタルに関係なく独自に行い、上部が開放され邪魔がなく作業スペースが確保されるため杭打ちが可能で安全作業となり、より頑丈な新規のフーチング及び新規のペデスタルを施工することができるため、耐震性が向上する。また、地震や強風などによる振動や横揺れに対して固有周期を長くすることで変位や振動などを緩和し、局部的な集中荷重を緩和する柔構造となるため、球殻及び支柱の損傷が減り、ひいてはペデスタルが損傷や破損などする心配がなく、垂直荷重及び水平荷重に対して耐久性及び耐震性に優れた脚部の構造となる。

請求項２の発明に係る球形タンクの脚部の構築方法は、基礎のフーチング上に設けた複数のペデスタルから地上に垂直に設置した複数本の既設支柱の上端部によって既設の球形タンクの球殻外周壁を支える球形タンクの脚部の構造において、既設球形タンクの基礎の外側に新規基礎のフーチングを設け、既設支柱位置の間に位置する上記新規基礎のフーチング上に新規のペデスタルを設け、既設支柱取付位置の間に位置する球殻から水平方向外側に張出した上部支柱を該球殻に固着し、該上部支柱から垂直下方に位置し既設球形タンクを支承する新規支柱を、該新規支柱位置に対応して設けた上記新規のペデスタル上に固定するので、損傷した既設の支柱やペデスタルを個別に支え不安定で無理な危険作業を伴う補修を要することなく、フーチング及びペデスタルの新設工事は既設の支柱や既設のペデスタルに関係なく独自に行い、上部が開放され邪魔がなく作業スペースが確保されるため杭打ちが可能で安全作業となり、より頑丈な新規のフーチング及び新規のペデスタルを施工することができるため、耐震性が向上する。また、新規の上部支柱及び新規の支柱は工場で製作し、大掛かりな仮設機材を要することなく、現地では最小限の現場施工で取付施工することができるため、新規の支柱の配置と組立ての際に、位置決め及び設置作業が容易で、現地での溶接作業を極力低減し、短時間で作業能率良く構築することができる。

この発明に係る球形タンク脚部の構造と構築方法を、図１乃至図４に基づいて説明する。図１及び図２は、球形タンクの脚部の構造と構築方法の実施形態例の説明図を示す。図３は全体平面図、図４は全体側面図である。

図１に示すように、既設の球形タンク１（２１）は、基礎のフーチング２２上に設けた複数のペデスタル２３から地上に垂直に設置した複数本の支柱２５によって球殻４（２４）の外周壁に上端部２６を支えられている。なお、支柱２５は球形タンク１（２１）の規模に応じて６本、８本、１０本など複数本である。この球形タンク１（２１）のペデスタル２３や支柱２５などの脚部が損傷した場合に補修する構造と構築方法について、図１及び図２に示す事例に基づいて詳細に説明する。この図１及び図２に示す事例は、既設の支柱２５、既設のペデスタル２３、フーチング２２などが地震等で損傷した場合に、支柱２５、２５の間に新規の上部支柱６を固着し、かつ既設のフーチング２２の外周位置に円形又は多角形の環状の新規フーチング２を設け、この新規フーチング２上に設けたペデスタル３上に上記新規支柱５を立設し、この支柱５と上部支柱６を連結するものである。球形タンク１（２１）の球殻直下より外周の位置、つまり支柱２５のペデスタル２３の外周位置に、新規のクイ９を打ち込み、その上部に円形又は多角形の環状のフーチング２を設け、このフーチング２上に所定間隔をおいて新規にペデスタル３を設ける。このペデスタル３上に、新規の支柱５のベースプレートを設置しアンカーボルトで固定する。また、球形タンク１（２１）の球殻４（２４）、球殻板４ａの赤道４ｂ近傍には、球殻板４ａから水平方向外側に張出した新規上部支柱６を固着する。この上部支柱６は、キャップ板７ａ、エンドプレート７ｂ、たてＵプレート、サイドプレートなどで形成する。上記のように施工し位置合わせした支柱５と上部支柱６の端縁は、溶接やフランジなどによって結合する。

図３及び図４に基づいて、脚部の構造と構築方法についてさらに詳述する。図３に示すように、既設のペデスタル２３の外周方向の位置に、新規の円形又は多角形の環状のフーチング２を設け、その上部に所定間隔をおいて新規のペデスタル３を設ける。また、上部支柱６は、既設の支柱２５、２５の間の球殻４（２４）の球殻板４ａから張出して設ける。上記新規のペデスタル３の上に、上記新規の支柱５を立設する

図４に示すように、新規の支柱５は、球形タンク１（２１）の球殻４（２４）の球殻板４ａから水平方向外側に張出した上部支柱６（７ａ，７ｂ，など）を介してペデスタル３上に立設する。また、上記支柱５、５の間には、ブレース８、８を交叉させて設ける。上記のように、支柱５を球殻４（２４）から外側に張出した位置に設けたので、地震や強風などによる振動や横揺れに対して固有周期が長くなるため、局部的な変位や振動などが緩和される。つまり、脚部は局部的な集中荷重を緩和する柔構造となるため、球殻本体及び支柱５の損傷が減り、ひいてはペデスタル３などの基礎が損傷や破損などする心配がなく、垂直荷重及び水平荷重に対して耐久性及び耐震性に優れた脚部の構造となる。

この発明に係る球形タンク脚部の構築方法について、地震や強風等で既設の球形タンク２１の支柱２５やペデスタル２３などが損傷した場合に、この球形タンク２１の脚部を補修する施工手順の事例を、以下（１）〜（７）に示して説明する。（１）既設のフーチング２２及びペデスタル２３より外周方向の位置に、新規のクイ９とフーチング２及びペデスタル３を施工する。（２）工場にて、新規の支柱５、上部支柱６などを製作する。（３）既設の支柱２５、２５の間に、上部支柱６を溶接によって固着する。（４）新規のペデスタル３上に、支柱５を立設する。（５）上部支柱６と支柱５を連結する。（６）支柱５、５の間にブレース８を架設する。（７）既設の支柱２５、ペデスタル２３、フーチング２２など
を修復して併用するか、或いは撤去する。

上述のように、既設の球形タンク２１の脚部の構築方法は、従来のように既設の各支柱２５及びペデスタル２３などを個別に補修するのではなく、既設のフーチング２２及びペデスタル２３に関係なく、損傷した既設の支柱２５やペデスタル２３を個別に支えて不安定で無理な危険作業を伴う補修工事をすることなく、独自にクイ９、フーチング２及びペデスタル３よりなる基礎の新設工事を行うものである。またこの新設工事は、上部が開放されて邪魔がなく作業スペースが確保されるため、クイ９の打ち込みが可能で安全作業となり、より頑丈な新規基礎を施工することができるため、支柱５を含む脚部の耐震性が向上する。また、新規の支柱５及び上部支柱６などは工場で製作し、現地での溶接作業を極力低減し、大掛かりな仮設機材を要することなく簡単な機材で、最小限の現場施工で取付施工することができるため、作業が簡単容易、かつ短時間に新規の支柱の構築を行うことが可能となる。このように、新規基礎のフーチング２及びペデスタル３は作業性良く適切な位置と場所に手間を要することなく施工し、新規の支柱５を立設する際に位置決め及び設置作業が容易で、短時間で作業能率良く新しい脚部を構築することができる。

地震や強風などで脚部が損傷した球形タンク、脚部の耐久性改善が望まれる球形タンク、基礎の補強や改善が望まれる球形タンク、耐震性能の向上が望まれる球形タンクなどに適用することができる。

この発明に係る球形タンク脚部の構造と構築方法の実施形態例で、その要部を示す斜視説明図である。図１の側断面説明図である。図１の全体平面説明図である。図１の全体側面説明図である。従来の球形タンクの脚部構造を示す側面説明図である。

符号の説明

１球形タンク２フーチング３ペデスタル４球殻４ａ球殻板４ｂ赤道５支柱６上部支柱７ａキャップ板７ｂエンドプレート８ブレース９クイ２１球形タンク２２フーチング２３ペデスタル２４球殻２５支柱２６上端部２７固着部２８ブレーシング

Claims

基礎のフーチング上に設けた複数のペデスタルから地上に垂直に設置した複数本の既設支柱の上端部によって既設の球形タンクの球殻外周壁を支える球形タンクの脚部の構造において、該既設の球形タンクの基礎の外側に設けた新規基礎のフーチングと、既設支柱位置の間に位置する上記新規基礎のフーチング上に設けた新規のペデスタルと、既設支柱取付位置の間に位置する球殻から水平方向外側に張出して固着した上部支柱と、該上部支柱から垂直下方に位置し球形タンクを垂直に支承する新規支柱とを備え、該新規支柱を上記新規ペデスタル上に設けたことを特徴とする球形タンクの脚部の構造。
基礎のフーチング上に設けた複数のペデスタルから地上に垂直に設置した複数本の既設支柱の上端部によって既設の球形タンクの球殻外周壁を支える球形タンクの脚部の構造において、既設球形タンクの基礎の外側に新規基礎のフーチングを設け、既設支柱位置の間に位置する上記新規基礎のフーチング上に新規のペデスタルを設け、既設支柱取付位置の間に位置する球殻から水平方向外側に張出した上部支柱を該球殻に固着し、該上部支柱から垂直下方に位置し既設球形タンクを支承する新規支柱を、該新規支柱位置に対応して設けた上記新規のペデスタル上に固定することを特徴とする球形タンクの脚部の構築方法。