JP5417188B2 - 地下タンク固定用のバンドユニット及び地下タンクの固定構造 - Google Patents

Description

この発明は、液体燃料などを貯蔵するのに用いられる横置き円筒形の地下タンクの固定構造に関するものである。

この種の地下タンクは、胴部の下面を複数箇所で支持する受台と、胴部の上面に逆Ｕ字状に掛け渡した複数本のバンドとで地下に設置した床版上に固定されている。受台は、コンクリート又は帯状の鋼板で製作されている。下記特許文献１には、タンク胴部の曲率に合せて円弧状に成形した帯状の鉄板からなる受板の両端に斜め下方に延びる脚部を設け、この脚部をアンカーボルトで床版に固定する構造の受台が示されている。

タンク胴部の上方に掛け回したバンドは、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製で、その両端に取り付けた金具を介して床版に設けたアンカーボルトに固定されている。バンドは、タンクの頂部に位置する部分に、その両側の部分を接続する接続部を備えている。この接続部においても、ＦＲＰ製のバンドに金具を取り付け、この金具相互をボルトで連結する構造となっている。

このバンドは、地下タンクを受台上に定置すると共に、地下水の水圧によって地下タンクが浮上するのを防止する作用をしている。バンドの張力は、タンク頂部の接続部のボルトによって調整することができる。このバンドは、地下タンクの浮上を防止する作用をしていることから、大型の地下タンクにおいては、その大きな浮力に耐える十分な引張り強度を備えていることが要求される。

特開平７−２１５３９６号公報

地下タンクを固定するＦＲＰ製のバンドは、その端部をアンカーボルトや張力調整用のボルトに連結する必要があることから、ＦＲＰ製のバンドの端部に鉄製の金具を取り付けている。このバンドと金具の固定には、エポキシ系の接着剤を用いているが、この接着部の強度がバンド自体の強度の約１／２以下と低いことから、接着部の強度を必要な引張力に耐える強度とするために、バンドや金具の寸法をそれらが必要とする寸法より大きくしなければならず、コストが高くなると共に、重量の増大等によって地下タンクを床版に固定する際の作業負担が増大するという問題があった。

また、特許文献１で提案されている帯鉄板製の受台は、重量が重いために作業者が１人で床版に取り付けることができず、地下タンクを床版に固定する作業に２人の作業者を必要とするという問題があった。

この発明は、地下タンクを固定するのに用いる両端に金具を取付けたバンド（以下、「バンドユニット」と言う。）において、高い引張り強度を有するバンド本体と金具の取付構造を得ることにより、バンドユニットのコスト低減と軽量化を図り、それによってバンドユニットのコストを低減すると共に、地下タンクを固定する際の作業負担を軽減することを課題としている。また、この発明は、コンクリート製の受台に比べて軽量化及び作業性が改善されている帯鉄板製の受台を更に軽量化することにより、地下タンク固定時の作業性を更に向上させることを課題としている。

この発明の地下タンクの固定に用いるバンドユニット２は、バンド本体２１と、当該バンド本体の端部２１ａの両面にエポキシ系接着剤で接着された鉄板製又は多層の繊維強化層を備えたＦＲＰ製の接着板４３、５１と、更にその両面の接着板４３、５１をその外側からボルト４５によって締め付ける剛性の締結板４４と、前記接着板に接続された又は一体の金具４（４ａ、４ｂ）を備えているというものである。

鉄板製の接着板４３は、バンドユニット２の端部に取り付けられる金具４と一体のものとすることができ、例えばＬ形に折り曲げた２枚の鉄板からなる金具の一片４３をそれぞれの接着板とし、他片４２にボルト孔を設けてアンカーボルト６や張力調整ボルト７を挿通する構造とすることができる。

接着板５１をＦＲＰ板製とする構造においては、Ｕ字状に屈曲したＦＲＰ板の両片を接着板５１とし、そのＵ字に屈曲した部分に金属棒ないし金属パイプ４９を挿通して、当該金属棒ないしパイプを金具４と一体化するか又は金具にヒンジ構造で接続する構造とする。

本願発明者らが行った試験によれば、ＦＲＰ製の接着板５１は、ガラス繊維の織布ないし不織布を補強材とするマット層と、張力が作用する方向に引き揃えたガラス繊維を補強材とするロービング層とを７ないし９層重ね合せた構造のＦＲＰ板とするのがよく、更にその容積の１〜１０％の炭素繊維を含んだ補強層を備えたＦＲＰ板とするのが、高い引張り強度を得る上で好ましい。

この発明の地下タンクの固定構造においては、上記構造を備えたバンドユニット２と共に、タンク胴部の底面と接触する円弧部及びその両端の脚部をＦＲＰ製の帯板で形成し、床版への締結箇所を鉄板３２で補強した構造の受台３を用いるのがよい。バンドユニット２及び受台３を上記構造とすることにより、地下の床版１１上への地下タンク１の固定作業における作業負担を大幅に低減でき、従来２人の作業者が行っていた固定作業を１人の作業者で行うことも可能になる。

バンド本体と金具との接続部における引張り強度を大きくするために最初に考えられることは、接着面積を大きくすることである。接着面積を大きくするためにバンド本体の幅を広くすると、バンド本体及び金具を小さくしたいという課題に反することとなるので、接着面積を大きくするためには、バンド本体の長手方向の寸法Ｌを長くして接着面積を広げる必要がある。しかし、このようにして接着面積を広くして試験を行ったところ、接着部の引張り強度がある長さで最大となり、それ以上長くするとかえって強度が低下する傾向が見られた。幅６５ｍｍのバンドを用いた試験では、接着長さ２００ｍｍで引張強度１００〜１１５ＫＮ（キロニュートン）程度が最大値であった。なお、バンド本体の引張強度は２００ＫＮである。

バンド本体の端部の両面に鉄板製又はＦＲＰ製の接着板４３、５１を接着し、その接合面と同じ形状の鉄板からなる締結板を上記接着板の外側面に添設し、両側の締結板をバンド本体を貫通するボルトで締め付けて接着板をバンド本体に圧着した構造についても試験を行ったが、所望の強度を得ることはできなかった。３個の試料の引張強度はそれぞれ１５１ＫＮ、１５２ＫＮ、１４７ＫＮで、平均値は１５０ＫＮであった。

本願発明は、上記の種々の試行錯誤を経て完成されたもので、バンド本体の端部両面に鉄板製又はＦＲＰ製の接着板４３、５１を接着し、更にその外側に添設した締結板４４を、バンド本体の幅方向外側に突出した部分において、ボルト４５、４５で締結してバンド本体２１の両面に接着した接着板４３、５１をバンド本体２１に圧着する構造によれば、バンド本体２１と接着板４３、５１の接合部にバンド本体２１の引張り強度と遜色のない引張り強度を付与することができ、地下タンクの固定におけるバンドユニットの大幅なコスト低減と作業性の改善を図ることができる。

また、上記構造のバンドユニットと共に、タンク本体１と接触する円弧部及びその両端の支持部をＦＲＰ製とし、床版との締結部を補強鉄板３２で補強した構造の受台３を使用することにより、床版への地下タンク固定時の作業性を大幅に改善することができ、地下タンク固定作業の際に必要な作業者数を低減できるという効果がある。

バンド本体と金具との接合部の第１例を示す正面図 図１の接合部の側面図 バンド本体と金具との接合部の第２例を示す正面図 図３の接合部の側面図 この発明の固定構造における受台の要部を示す正面図 受台の固定部の平面図 図５の平面図 地下タンクの固定構造の全体を示す正面図 図８の側面図

地中に設置した床版１１への横置き円筒形の地下タンク１の固定構造を示す図８、９において、３は床版１１に設けたアンカーボルト６に両端を固定された受台、２は地下タンク１の胴に逆Ｕ字状に掛け渡されたバンドユニットである。受台３は、地下タンク１の胴の円周と等しい曲率で屈曲された円弧部３ａと、その両端の脚部３ｂと、当該脚部の下端から外側に水平に延びる固定部３ｃとを備えている。固定部３ｃには、図６、７に示すように、外側からＶ形の切り込み３１が設けられており、この切り込み３１の部分にアンカーボルト６が挿入されている。

バンドユニット２は、正面から見て左右にそれぞれ一本が配置されている。それぞれのバンドユニット２、２は、下端と上端とに金具４、４が取り付けられている。下端の金具４は、アンカーボルト６を挿通するボルト孔を備え、アンカーボルト６で床版１１に固定される。上端の金具４は、張力調整ボルト７を挿通するボルト孔を備え、当該孔に挿通した張力調整ボルト７により、左右のバンドユニット２、２が連結されている。

図１及び２は、バンドユニット２のバンド本体２１と金具４（４ａ）との接続部の第１例を示した図である。この第１例の金具４ａは、２枚のＬ形に屈曲した鉄板４１、４１からなり、折り曲げた一方の片４２、４２は、重ね合わせて接着されてボルト挿通孔が設けられたボルト固定部となっている。屈折された他方の片４３、４３は、バンド本体の端部２１ａを挟むように当該端部の両面にエポキシ系の接着剤で接着され、更にその外側には、バンド本体２１及びこれに接着された鉄板片４３、４３の幅の外側に突出する寸法を備えた締結板４４、４４が添設され、当該幅の外側に突出した部分に設けたボルト孔に挿通したボルト４５により、バンド本体の端部２１ａ及び接着板と成っている金具の鉄板片４３、４３を重ね合わせた状態で締結している。

６５ｍｍ幅のバンド本体に上記構造で金具４ａを取付けた接合部の引張強度は、接着長さＬ＝２００ｍｍの３個の試料について、１７１ＫＮ（キロニュートン）、１６８ＫＮ、１７１ＫＮで、平均値は１６８ＫＮであり、接着長さＬ＝３００ｍｍの３個の試料について、１８８ＫＮ、１９０ＫＮ、１７６ＫＮで、平均値は１８５ＫＮであった。なお、図の例ではバンドの長手方向２箇所を締結板４４で締結しているが、１箇所のみを締結した構造の引張強度がより優れている傾向が認められた。

所定長さのバンド本体２１の両端に図１、２で示す構造で金具４ａを接続して図８、９に示す左右のバンドユニット２、２を形成し、その金具４ａの一方をアンカーボルト６により床版１１に固定し、他方を張力調整ボルト７で連結して、地下タンク１を受台３との間で固定する。地下水の水圧によって地下タンク１に浮力が作用したとき、バンドユニット２、２に作用する張力が当該浮力に抵抗して地下タンクの浮上を防止する。

図３及び４は、バンドユニット２のバンド本体２１と金具４（４ｂ）との接続部の第２例を示した図である。この第２例の金具４ｂは、側面視で上向きコの字形に屈曲した鉄板の底面４７にボルト挿通孔が設けられ、その上向き（図３、４上で左向き）に屈曲した２つの屈曲片４８、４８の間に鉄の丸棒４９が掛け渡された構造である。バンド本体の端部２１ａと金具４ｂとは、Ｕ字の両片５１、５１がバンド本体の端部２１ａの両面にエポキシ系樹脂で接着され、そのＵ字に曲がった部分に金具の丸棒４９が挿通されたＦＲＰ製接続部材５０を介して接続されている。

すなわち、接着板となるＦＲＰ製接続部材５０のＵ字の両片５１、５１は、バンド本体の端部２１ａの両面にエポキシ系の接着剤で接着され、更にその外側には、バンド本体２１及びこれに接着されたＦＲＰ製接続部材の両片５１、５１の幅の外側に突出する寸法を備えた締結板４４、４４が添設され、当該幅の外側に突出した部分に設けたボルト孔に挿通したボルト４５により、バンド本体の端部２１ａと接着板となっているＦＲＰ製接続部材の両片５１、５１とを重ね合わせた状態で締結している。そして、ＦＲＰ製接続部材５０のＵ字に曲がった部分に金具の丸棒４９が挿通されて、ＦＲＰ製接続部材５０と金具４ｂとが連結されている。

６５ｍｍ幅のバンド本体２１とＦＲＰ製接着板５１、５１との上記構造での接合部の引張強度は、接着長さＬ＝２００ｍｍの３個の試料について、１８２ＫＮ（キロニュートン）、１８５ＫＮ、２０８ＫＮで、平均値は１９２ＫＮであり、接着長さＬ＝３００ｍｍの３個の試料について、１７５ＫＮ、１９３ＫＮ、１９０ＫＮで、平均値は１８６ＫＮであった。なお、接着長さＬ＝２００ｍｍの３個の試料の内の最初の１個とＬ＝３００ｍｍの３個の試料は、バンドの長手方向２箇所を締結板４４で締結した構造てあるが、Ｌ＝２００ｍｍの３個の試料の内の後の２個は、１箇所のみを締結板４４で締結した構造である。

所定長さのバンド本体２１の両端に図３、４で示す構造で金具４ｂを接続して図８、９に示す左右のバンドユニット２、２を形成し、その金具４ｂの一方をアンカーボルト６により床版１１に固定し、他方を張力調整ボルト７で連結して、受台３との間で地下タンク１を固定する。

図５は、上記構造のバンドユニット２、２と共に用いるのに好適な受台の要部を示した正面図で、当該受台の正面は図８に、側面は図９に示されている。受台３は、固定する地下タンク１の円筒部の底面を支持する円弧部３ａと、その両側から斜め外側下方に延びる脚部３ｂと、当該脚部の下端から水平に外側へ延びる固定部３ｃとの一体構造である。円弧部３ａは、固定する地下タンク１の胴部の円周に等しい曲率の円弧形状に成形されている。円弧部３ａ及び脚部３ｂは、ＦＲＰのみの帯状部材である。

固定部３ｃには、図６に示すように、その外側からＶ形の切り込み３１が設けられ、この切り込み部分にアンカーボルト６を挿通して床版１１上に固定される。固定部３ｃの切り込み３１を設けた部分には、補強鉄板３２が埋設されている。
受台３を上記構造とすることにより、受台として必要な強度を損なうことなく、大幅に重量を低減することができ、床版１１上への受台３の固定作業を１人の作業者で行うことが可能になる。

１ 地下タンク
２ バンドユニット
３ 受台
３ａ 円弧部
３ｂ 脚部
４（４ａ、４ｂ） 金具
６ アンカーボルト
７ 張力調整ボルト
１１ 床版
２１ バンド本体
３２ 補強鉄板
４３ 接着板
４４ 締結板
４５ 締結ボルト
５０ ＦＲＰ製接続部材
５１ 接着板

Claims (3)

1. バンド本体(21)と、当該バンド本体の端部(21a)に取付けられた金具(4)とを備えた地下タンク固定用のバンドユニットにおいて、バンド本体(21)の端部(21a)の両面にエポキシ系接着剤で接着された鉄板製又は多層の繊維強化層を備えたＦＲＰ板製の接着板(43,51)と、当該両面の接着板をその幅方向外側に位置するボルト(45)によって締め付ける剛性の締結板(44)と、前記接着板に接続された又は一体の金具(4)とを備えている、地下タンク固定用のバンドユニット。
2. 鉄板製の前記接着板(43)と、Ｌ形に折り曲げた２枚の鉄板(41)からなる前記金具(4a)とを備え、当該金具は、前記折曲げた一片をそれぞれ前記接着板とされ、２枚重ねて接着した他片(42)にアンカーボルト(6)ないし張力調整ボルト(7)を挿通するボルト孔が設けられている、請求項１記載の地下タンク固定用のバンドユニット。
3. 請求項１又は２記載のバンドユニット(2)と、地下タンク胴部の底面と接触する円弧部(3a)を有しかつ床版との固定部(3c)に補強鉄板を埋設したＦＲＰ製の受台(3)とを備え、前記固定部をアンカーボルト(6)で地下に設けた床版(11)に固定した前記受台(3)に載せた地下タンク(1)を、一方の金具を前記アンカーボルトで前記床版に固定しかつ他方の金具相互を張力調整ボルト(7)で接続した２本の前記バンドユニットで締結した、地下タンクの固定構造。

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