JP5428343B2

JP5428343B2 - 貯蔵タンクのアンカー

Info

Publication number: JP5428343B2
Application number: JP2009004035A
Authority: JP
Inventors: バヨッド・ホセハビエル
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2009-01-09
Filing date: 2009-01-09
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2029-01-09
Also published as: JP2010159864A

Description

本発明は、内槽と外槽とを備える貯蔵タンクの内槽を外槽に係留するアンカーに関する。

従来から、内槽と外槽とを備える貯蔵タンクの内槽を係留部材を用いて外槽に略鉛直方向で係留するアンカーが知られている。
ここで、特許文献１には、上記アンカーが開示されている。

特許文献１に開示されている貯蔵タンクは、液化天然ガス（ＬＮＧ）等を貯蔵するために用いられる。
上記貯蔵タンクは、略円柱状を呈する内槽と該内槽を包囲する外槽との二重構造となっており、ＬＮＧ等の内容物は大気圧に比べ高い圧力で内槽内に貯蔵される。そして、内槽の内圧や地震時の応答等により内槽の下側外周縁部が外槽の底部から浮き上がることを防止するために、上記アンカーは内槽を外槽に係留し内槽の外周面である側面を下方に牽引している。なお、上記アンカーは、内槽の側面の下方への移動及び径方向への移動は規制しない。
上記アンカーに用いられる係留部材は、例えば略鉛直方向で延在する帯板状に形成されており、内槽の側面に略平行かつ周方向に関して所定の間隔で複数設けられている。係留部材の上端は内槽の側面の下部に接続され、係留部材の下端は外槽の底部に複数設けられたアンカーボックスにそれぞれ接続されている。

また、内槽と外槽との間にセカンダリーバリアを設けた貯蔵タンクも知られている。
セカンダリーバリアは、例えば内槽から内容物が漏洩した場合に、上記内容物が外槽の外部に漏洩することを防止するために設けられる。
セカンダリーバリアは内槽の底面及び側面を包囲しており、内槽の側面に接続される係留部材はセカンダリーバリアを貫通して外槽のアンカーボックスに接続される。なお、セカンダリーバリアの液密性を確保するために、上記貫通箇所における係留部材とセカンダリーバリアとは溶接されている。

特開２００３−２６９６９８号公報（第５頁、第１図）

ところで、地震等が発生し内槽が周方向で変位しようとする場合には、係留部材上端には周方向で力が作用する。

ここで、セカンダリーバリアが設けられない場合には、アンカーボックスのみが係留部材下端の周方向での移動を規制するため、上記周方向での力により係留部材下端とアンカーボックスとの接続箇所には曲げモーメントや剪断応力が生じる。曲げモーメントが生じると、所定の側における引張応力が増加するため、接続箇所の上記所定の側においては係留部材又はアンカーボックスが破損する可能性があった。
もっとも、係留部材の上下端間の距離を十分に確保できる場合には、係留部材上端に作用する周方向の力は係留部材下端では概ね延在方向の軸力として作用するため、引張応力の増加は僅かであり、上記接続箇所における破損の可能性は低いものであった。

一方、セカンダリーバリアが設けられる場合には、係留部材上端とセカンダリーバリアとの間の距離は係留部材上下端間の距離よりも大幅に短いため、係留部材上端に作用する周方向での力は軸力としてはほとんど作用しない。また、係留部材とセカンダリーバリアとは貫通箇所で溶接されており、係留部材は上記貫通箇所で周方向での移動が規制されているため、上記貫通箇所における所定の側では引張応力が増加していた。結果として、貫通箇所の上記所定の側においては係留部材又はセカンダリーバリアが破損する虞があった。
このような問題を回避するために、内槽の側面における係留部材上端との接続箇所を上方に移動させ、係留部材の長さを延長することが考えられる。しかし、上記接続箇所を上方に移動させた場合、内槽の底面から上記接続箇所までの側板の板厚を増加させる必要があり、コストの大幅な増加に繋がるという問題があった。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、コストを大幅に増加させることなく、係留部材と内槽の周方向で係留部材の移動を規制する部材との接続箇所における応力を低減させ、係留部材及び上記部材の破損を防止することができるアンカーを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明のアンカーは、内槽と外槽とを備える貯蔵タンクの内槽を係留部材を用いて外槽に略鉛直方向で係留するアンカーであって、係留部材の上側は、内槽の側面に接続され、係留部材の下側は、内槽の側面に沿う方向に並ぶ複数の脚部に分岐しているという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、係留部材の上側に作用する内槽の周方向での力だけでなく、内槽の係留に伴う牽引力によっても各脚部に曲げモーメントを発生させることができる。上記牽引力によって生じる曲げモーメントには、上記周方向での力によって生じる曲げモーメントに対して逆の向きを有するものが存在するため、曲げモーメントを相殺することでその大きさを低減させることができる。
さらに、本発明では、内槽における側板の板厚を増加させる等の対策を採ることなく、曲げモーメントの大きさを低減させることができる。

また、本発明のアンカーは、各脚部の幅方向の中心軸は、内槽における係留の作用軸を挟んで配置されるという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、係留部材の上側に作用する内槽の周方向での力が左右いずれの方向から働いたとしても、曲げモーメントの大きさを低減させることができる。

また、本発明のアンカーは、各中心軸は作用軸を挟んで対称に配置されるという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、係留部材の上側に作用する内槽の周方向での力が左右いずれの方向から働いたとしても、曲げモーメントの大きさを略等しい割合で低減させることができる。

また、本発明のアンカーは、係留部材は単一の部材からなり、脚部は単一部材の下側を分割した形状を有するという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、単一の部材である従来の係留部材から応力の増加を緩和させることができる係留部材を形成することができるため、コストの増加を抑えることができる。また、単一の部材の下側を分割して複数の脚部を形成した場合、それらの脚部を１つのアンカーボックスに接続することができるため、アンカーボックスの数が増加せず、この面でもコストの増加を抑えることができる。

また、本発明のアンカーは、各脚部間の接合部における応力集中を緩和する応力集中緩和部を有するという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、各脚部間の接合部における破断等の発生を低減させることができる。

また、本発明のアンカーは、係留部材は内槽の側面に略平行する板状の部材であるという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、係留部材上端に内槽の径方向で力が加えられた場合には、係留部材上端は内槽の径方向で変位して上記力の負荷を緩和させることができる。

また、本発明のアンカーは、脚部は内槽と外槽との間に設けられるセカンダリーバリアを貫通しているという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、脚部のセカンダリーバリアにおける貫通箇所に生じる曲げモーメントの大きさを低減させることができる。

本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
本発明によれば、コストを大幅に増加させることなく、係留部材と内槽の周方向で係留部材の移動を規制する部材との接続箇所における応力を低減させることができる。また、本発明によれば、上記接続箇所における係留部材又は上記部材の破損を防止することができる。

第１の実施形態における貯蔵タンク１の全体構成を示す断面図である。第１の実施形態に係るアンカー５の構成を示す概略図である。第１の実施形態に係るアンカー５に働く鉛直力Ｆ_Ｙ及び水平力Ｆ_Ｘの作用に関する概略図である。第１の実施形態におけるストラッププレート１０と底板４ｂとの接続箇所Ｓ１及びＳ２における垂直応力を示す概略図である。従来のアンカー５Ａのストラッププレート１０Ａと底板４ｂとの接続箇所ＳＡにおける垂直応力を示す概略図である。第１の実施形態における接続箇所Ｓ１及びＳ２に生じる垂直応力と、従来の接続箇所ＳＡに生じる垂直応力とを比較するための概略図である。第１の実施形態における接続箇所Ｓ１及びＳ２に生じる応力と、従来の接続箇所ＳＡに生じる応力とのシミュレーションの結果を示す概略図である。第２の実施形態に係るアンカー５Ｂの構成を示す概略図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
本発明の第１の実施形態に係るアンカーを、図面を参照して説明する。
図１は、第１の実施形態における貯蔵タンク１の全体構成を示す断面図、図２は、第１の実施形態に係るアンカー５の構成を示す概略図であり、（ａ）はアンカー５の概略図、（ｂ）は接合部１５の拡大図である。なお、上記図面中では、説明のために各構成要素の縮尺を適宜変更して記載している。

まず、本実施形態における貯蔵タンク１の全体構成を、図１を参照して説明する。
貯蔵タンク１は、例えば液化天然ガス（ＬＮＧ）等の低温の液体を貯蔵するための貯蔵タンクである。
図１に示すように、貯蔵タンク１は、ＬＮＧ等の低温の液体を貯蔵する内槽２と、内槽２を包囲して設置される外槽３と、内槽２と外槽３との間に設置され内槽２から内容物たる液体が漏洩した場合に上記液体を収容するためのセカンダリーバリア４と、内槽２を外槽３へ略鉛直方向で係留するアンカー５とを有している。

内槽２は、略円柱状を呈し該円柱の外周面が側面２ｓとなる向きで設置されている。内槽２における底面２ｂの下方には第１保冷ブロック６が設置され、側面２ｓの外側には例えばフォームグラス等の保冷材７が充填されている。
外槽３は、例えばプレストレストコンクリート（ＰＣ）等により形成されている。外槽３の底部３ｂの上方には、第２保冷ブロック８が設置されている。
セカンダリーバリア４は、第１保冷ブロック６及び保冷材７を介して内槽２の側面２ｓ及び底面２ｂを包囲している。セカンダリーバリア４の底板４ｂは、第２保冷ブロック８を介して外槽３における底部３ｂの上方に設けられている。

アンカー５は、内槽２の内圧や地震時の応答等により内槽２の下側外周縁部２ｃが外槽３の底部３ｂから浮き上がることを防止するために用いられ、略鉛直方向で延びる帯板状の部材であるストラッププレート（係留部材）１０と、ストラッププレート１０の上端を内槽２の側面２ｓに接続するためのストッパー２０と、ストラッププレート１０の下端を外槽３の底部３ｂに接続するためのアンカーボックス３０とを有している。

ストラッププレート１０は、内槽２の側面２ｓに略平行の姿勢かつ側面２ｓの周方向で略一定の間隔で複数設けられており、その上端はストッパー２０を介して側面２ｓに接続され、その下端はアンカーボックス３０を介して外槽３の底部３ｂに接続されている。また、ストラッププレート１０は、セカンダリーバリア４の底板４ｂを貫通しており、セカンダリーバリア４の液密性を確保するために上記貫通箇所においてストラッププレート１０と底板４ｂとは溶接されて固定されている。
ストッパー２０は、内槽２における側面２ｓの下部に設けられている。
アンカーボックス３０は、外槽３の底部３ｂに複数埋設されており、ストラッププレート１０の下方にそれぞれ設置されている。

次に、本実施形態に係るアンカー５の構成を、図２を参照して説明する。なお、図２では、アンカーボックス３０の記載は省略されている。
図２に示すように、ストラッププレート１０は、ストッパー２０を介して内槽２の側面２ｓに係止される上部プレート１１と、上部プレート１１の下端から下方に延びる第１下部プレート（脚部）１２及び第２下部プレート（脚部）１３と、上部プレート１１の上端部に接続されるストッパープレート１４とを有している。

上部プレート１１、第１下部プレート１２及び第２下部プレート１３は、いずれも略鉛直方向で延びる帯板状の部材であり、また、いずれも内槽２の側面２ｓに略平行する姿勢で設置されている。なお、上部プレート１１、第１下部プレート１２及び第２下部プレート１３は、単一の部材からなり、第１下部プレート１２及び第２下部プレート１３は、上記単一部材の下側を分割することによって形成されている。

第１下部プレート１２及び第２下部プレート１３は、内槽２における側面２ｓの周方向で並んで設置され、第１下部プレート１２と第２下部プレート１３との間の接合部１５は角度αを形成している。
また、第１下部プレート１２及び第２下部プレート１３は、それぞれセカンダリーバリア４の底板４ｂを貫通しており、第１下部プレート１２及び第２下部プレート１３は上記貫通箇所において底板４ｂに溶接されて固定されている。
なお、接合部１５には、図２（ｂ）に示すように、略円形を呈する応力集中緩和部１６が形成されている。

ストッパープレート１４は、上部プレート１１の上端部に接続され、上部プレート１１の内槽２と逆側の面から突出するように設けられている。また、ストッパープレート１４は、下方に対向する水平面である下端面１４ａを有している。

ストッパー２０は、内槽２の側面２ｓに接続された一対の座板２１と、座板２１から立設する一対のブラケット２２と、一対のブラケット２２間に掛け渡されたカバープレート２３とを有している。
カバープレート２３は、上方に対向する水平面である上端面２３ａを有している。

上部プレート１１の上端部は、カバープレート２３と側面２ｓとの間に差し込まれている。ストッパープレート１４は、カバープレート２３の上方に位置し、下端面１４ａ及び上端面２３ａは互いに平行な状態で当接している。

続いて、アンカー５に働く鉛直方向及び水平方向の力の作用について説明する。
まず、鉛直力Ｆ_Ｙ及び水平力Ｆ_Ｘを、図２及び図３を参照して説明する。
図３は、第１の実施形態に係るアンカー５に働く鉛直力Ｆ_Ｙ及び水平力Ｆ_Ｘの作用に関する概略図である。

図２に示すように、ストッパープレート１４の下端面１４ａはカバープレート２３の上端面２３ａに当接しており、また、ストッパープレート１４と上部プレート１１とは接続されているため、上部プレート１１はカバープレート２３に係止されている。これにより、アンカー５のストラッププレート１０は、ストッパー２０を介して内槽２の側面２ｓを下方に牽引することができる。
そして、図３に示すように、ストッパープレート１４の設置箇所には、上記牽引力の反力として略鉛直方向上向きの鉛直力Ｆ_Ｙが働く。

また、図２に示すように、ストッパープレート１４はカバープレート２３は一体的に固定されてはいないものの、上記牽引により、ストッパープレート１４の下端面１４ａとカバープレート２３の上端面２３ａとの当接面には圧縮力が加えられている。
ここで、内槽２が地震等によって周方向に変位すると、ストッパー２０は側面２ｓに接続されているため、カバープレート２３は内槽２の変位と共に周方向に移動する。そして、下端面１４ａと上端面２３ａとの間には上記圧縮力により摩擦抵抗が生じるため、ストッパープレート１４には、図３に示すように、カバープレート２３の周方向への変位に伴い水平力Ｆ_Ｘが働く。本実施形態では、水平力Ｆ_Ｘは紙面右向きに作用するものとする。
なお、鉛直力Ｆ_Ｙ及び水平力Ｆ_Ｘは、貯蔵タンク１の設計段階において予め大きさの比率が設定されており、鉛直力Ｆ_Ｙは水平力Ｆ_Ｘの数十倍の大きさを有するとされている。

次に、鉛直力Ｆ_Ｙ及び水平力Ｆ_Ｘによって、第１下部プレート１２と底板４ｂとの接続箇所Ｓ１及び第２下部プレート１３と底板４ｂとの接続箇所Ｓ２に生じる応力について、図３及び図４を参照して説明する。
図４は、第１の実施形態におけるストラッププレート１０と底板４ｂとの接続箇所における垂直応力を示す概略図であり、（ａ）は鉛直力Ｆ_Ｙによって生じる垂直応力を示す概略図、（ｂ）は曲げモーメントＭ_ＸＲによって生じる垂直応力を示す概略図、（ｃ）は曲げモーメントＭ_ＹＬ及びＭ_ＹＲによって生じる垂直応力を示す概略図である。
応力は、垂直応力と剪断応力とに分けられるため、始めに垂直応力について説明する。

最初に、鉛直力Ｆ_Ｙの作用により上記接続箇所に生じる垂直応力を説明する。
鉛直力Ｆ_Ｙは、略鉛直上向きの力であり、底板４ｂに対して略垂直な方向で作用している。したがって、第１下部プレート１２と底板４ｂとの接続箇所Ｓ１及び第２下部プレート１３と底板４ｂとの接続箇所Ｓ２では、図４（ａ）に示すように、均一な引張応力が発生している。なお、図４において、上向きの矢印は引張応力を示し、下向きの矢印は圧縮応力を示す。

次に、水平力Ｆ_Ｘにより発生する曲げモーメント及び該曲げモーメントの作用により接続箇所Ｓ１及びＳ２に生じる垂直応力を説明する。
図３に示すように、水平力Ｆ_Ｘの作用軸は、接続箇所Ｓ１及びＳ２のそれぞれの幅方向での中点Ｐ_Ｌ及び中点Ｐ_Ｒを通過していない。そのため、水平力Ｆ_Ｘにより、接続箇所Ｓ１及びＳ２には曲げモーメントが発生する。また、水平力Ｆ_Ｘの作用軸は、中点Ｐ_Ｌと中点Ｐ_Ｒとの間を通過していない。そのため、接続箇所Ｓ１及びＳ２には、全体として紙面右回りの曲げモーメントＭ_ＸＲが生じる。

一般的に曲げモーメントは引張力と圧縮力とに置き換えて考えることができるため、曲げモーメントＭ_ＸＲにより、接続箇所Ｓ１には引張力、また、接続箇所Ｓ２には圧縮力が生じる。また、上記引張力及び上記圧縮力を垂直応力に置き換えた場合は、垂直応力は接続箇所の幅方向の中間点では０であり、周辺部に進むにつれて大きくなる傾向を示す。
したがって、図４（ｂ）に示すように、曲げモーメントＭ_ＸＲにより接続箇所Ｓ１には引張応力が生じ、接続箇所Ｓ２には圧縮応力が生じる。引張応力については、接続箇所Ｓ１における最左点Ａが最も大きく、最右点Ｂが最も小さくなる。圧縮応力については、接続箇所Ｓ２における最左点Ｃが最も小さく、最右点Ｄが最も大きくなる。

次に、鉛直力Ｆ_Ｙにより発生する曲げモーメント及び該曲げモーメントの作用により接続箇所Ｓ１及びＳ２に生じる垂直応力を説明する。
図３に示すように、鉛直力Ｆ_Ｙの作用軸は、中点Ｐ_Ｌ及び中点Ｐ_Ｒを通過していない。そのため、鉛直力Ｆ_Ｙにより、接続箇所Ｓ１及びＳ２には曲げモーメントが発生する。また、鉛直力Ｆ_Ｙの作用軸は、中点Ｐ_Ｌと中点Ｐ_Ｒとの中間点を通過している。そのため、接続箇所Ｓ１及びＳ２にはそれぞれ逆方向の曲げモーメントが生じ、接続箇所Ｓ１には紙面左回りの曲げモーメントＭ_ＹＬ、接続箇所Ｓ２には紙面右回りの曲げモーメントＭ_ＹＲが生じる。
なお、水平力Ｆ_Ｘの作用軸から底板４ｂまでの距離Ｌ_１は、鉛直力Ｆ_Ｙの作用軸から中点Ｐ_Ｌ又は中点Ｐ_Ｒまでの距離Ｌ_２よりも大幅に大きいため、曲げモーメントＭ_ＸＲは、曲げモーメントＭ_ＹＬ又はＭ_ＹＲに比べ大きなものとなる。

したがって、図４（ｃ）に示すように、曲げモーメントＭ_ＹＬにより接続箇所Ｓ１には垂直応力が生じる。最左点Ａにおいて最大の圧縮応力が発生し、最右点Ｂにおいて最大の引張応力が発生する。なお、中点Ｐ_Ｌには、曲げモーメントＭ_ＹＬによる垂直応力は発生しない。
また、同じく図４（ｃ）に示すように、曲げモーメントＭ_ＹＲにより接続箇所Ｓ２には垂直応力が生じる。最左点Ｃにおいて最大の引張応力が発生し、最右点Ｄにおいて最大の圧縮応力が発生する。なお、中点Ｐ_Ｒには、曲げモーメントＭ_ＹＲによる垂直応力は発生しない。

続いて、鉛直力Ｆ_Ｙ及び水平力Ｆ_Ｘによって、従来のストラッププレート１０Ａと底板４ｂとの間の接続箇所ＳＡに生じる応力について、図５を参照して説明する。
図５は、従来のアンカー５Ａのストラッププレート１０Ａと底板４ｂとの接続箇所ＳＡにおける垂直応力を示す概略図であり、（ａ）はストラッププレート１０Ａに働く鉛直力Ｆ_Ｙ及び水平力Ｆ_Ｘの作用に関する概略図、（ｂ）は鉛直力Ｆ_Ｙによって生じる垂直応力を示す概略図、（ｃ）は曲げモーメントＭによって生じる垂直応力を示す概略図である。

まず、ストラッププレート１０Ａに働く鉛直力Ｆ_Ｙ及び水平力Ｆ_Ｘの作用について説明する。
図５（ａ）に示すように、ストラッププレート１０Ａの上端部には鉛直力Ｆ_Ｙ及び水平力Ｆ_Ｘが働いている。また、鉛直力Ｆ_Ｙの作用軸は接続箇所ＳＡの幅方向での中点Ｐを通過しているため、鉛直力Ｆ_Ｙにより接続箇所ＳＡには曲げモーメントは発生しない。なお、水平力Ｆ_Ｘの作用軸から底板４ｂまでの距離は、第１の実施形態と同じくＬ_１である。

次に、鉛直力Ｆ_Ｙの作用により接続箇所ＳＡに生じる垂直応力を説明する。
鉛直力Ｆ_Ｙは略鉛直上向きの力であることから、接続箇所ＳＡに対して、図５（ｂ）に示すように均一な引張応力が発生する。

次に、水平力Ｆ_Ｘにより発生する曲げモーメント及び該曲げモーメントの作用により接続箇所ＳＡに生じる垂直応力を説明する。
図５（ａ）に示すように、水平力Ｆ_Ｘの作用軸は、接続箇所ＳＡの幅方向での中点Ｐを通過していない。そのため、水平力Ｆ_Ｘにより、接続箇所ＳＡには曲げモーメントＭが発生する。
したがって、図５（ｃ）に示すように、曲げモーメントＭにより接続箇所ＳＡには垂直応力が生じる。なお、中点Ｐの紙面左側には引張応力が生じ、中点Ｐの紙面右側には圧縮応力が生じる。引張応力については、接続箇所ＳＡにおける最左点Ａが最も大きく、圧縮応力については、最右点Ｄが最も大きくなる。なお、中点Ｐでは、曲げモーメントＭによる垂直応力は生じない。

続いて、本実施形態における接続箇所Ｓ１及びＳ２に生じる垂直応力と、従来の接続箇所ＳＡに生じる垂直応力とを、図６を参照して比較する。
図６は、第１の実施形態における接続箇所Ｓ１及びＳ２に生じる垂直応力と、従来の接続箇所ＳＡに生じる垂直応力とを比較するための概略図であり、（ａ）は図４（ａ）ないし図４（ｃ）の全ての垂直応力を足し合わせた場合の概略図、（ｂ）は図５（ａ）及び図５（ｂ）の全ての垂直応力を足し合わせた場合の概略図である。

図６（ｂ）に示すように、従来の接続箇所ＳＡでは最左点Ａにおいて最も大きな垂直応力（引張応力）が生じている。
一方、図６（ａ）に示すように、本実施形態における接続箇所Ｓ１でも最左点Ａにおいて最も大きな垂直応力（引張応力）が生じているのであるが、この値は従来の最左点Ａにおける垂直応力よりもＨ分だけ減少したものとなっている。
本実施形態では、紙面右回りの曲げモーメントＭ_ＸＲに加え、紙面左回りの曲げモーメントＭ_ＹＬが接続箇所Ｓ１に発生する。これらの曲げモーメントは互いに一部相殺するため、本実施形態における最左点Ａでの垂直応力を、従来の接続箇所ＳＡにおける最左点Ａに比較して減少させることができる。

なお、図３に示すように、曲げモーメントＭ_ＹＲは曲げモーメントＭ_ＸＲと同じ方向のモーメントであるため、鉛直力Ｆ_Ｙの作用軸と接続箇所Ｓ２の中点Ｐ_Ｒとの距離Ｌ_２を大きくすることにより接続箇所Ｓ２における最左点Ｃの応力は増大することになる。したがって、最左点Ａ及び最左点Ｃにおける応力が等しくなるように接合部１５におけるαの値又は脚部長さを設定すれば、接続箇所Ｓ１及びＳ２における応力を最も低減させることができる。

また、上記比較は接続箇所Ｓ１、Ｓ２及びＳＡに生じる垂直応力のみの比較であるが、上記接続箇所には水平力Ｆ_Ｘによる剪断応力も生じる。もっとも、本実施形態における接続箇所Ｓ１及びＳ２の面積の和は、従来の接続箇所ＳＡの面積に等しいため、それぞれの接続箇所に生じる剪断応力は等しいものとなる。したがって、剪断応力に関する比較は省略する。

続いて、本実施形態における接続箇所Ｓ１及びＳ２に生じる応力と、従来の接続箇所ＳＡに生じる応力とをシミュレーションを用いて比較した結果について、図７を参照して説明する。
図７は、第１の実施形態における接続箇所Ｓ１及びＳ２に生じる応力と、従来の接続箇所ＳＡに生じる応力とのシミュレーションの結果を示す概略図である。

シミュレーションにおける従来のストラッププレート１０Ａ及び本実施形態のストラッププレート１０の外形は、いずれも長さ１２００ｍｍ、幅２２０ｍｍ、厚さ１２ｍｍに設定した。
本実施形態のストラッププレート１０において、接合部１５の角度αは１°に設定し、第１下部プレート１２及び第２下部プレート１３の長さ（脚部長さ）は、１１５ｍｍ（対象１）及び６００ｍｍ（対象２）に設定した。
なお、上記シミュレーションでは、垂直応力及び剪断応力を統合した応力値であるミーゼス応力を用いて比較を行った。

以上の３つの対象でシミュレーションを行ったところ、図７に示すように、いずれの対象でも最左点Ａ（図６参照）において最大の応力が発生した。
また、最左点Ａでの応力値は、従来例が最も高く、対象２が最も低い結果となった。従来例での最大応力に比べると、対象１での最大応力は５．０％減少し、対象２での最大応力は６．８％減少した。
上記結果より、鉛直力Ｆ_Ｙの作用軸と接続箇所Ｓ１の中点Ｐ_Ｌとの距離Ｌ_２が大きくなることで、最左点Ａにおける応力をより低減できることが判明した。

したがって、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
本実施形態によれば、コストを大幅に増加させることなく、ストラッププレート１０とセカンダリーバリア４との接続箇所Ｓ１及びＳ２に発生する応力を低減させることができる。また、本発明によれば、上記接続箇所Ｓ１及びＳ２におけるストラッププレート１０及びセカンダリーバリア４の破損を防止することができる。

〔第２実施形態〕
本発明の第２の実施形態に係るアンカーを、図面を参照して説明する。
図８は、第２の実施形態に係るアンカー５Ｂの構成を示す概略図である。上記図面において、第１の実施形態の構成要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、上記図面中では、説明のために各構成要素の縮尺を適宜変更して記載している。

まず、本実施形態における貯蔵タンク１の構成は第１の実施形態における構成と同一であるため、その説明を省略する。
次に、本実施形態に係るアンカー５Ｂの構成を、図８を参照して説明する。なお、図８では、アンカーボックス３０の記載は省略されている。
図８に示すように、第２の実施形態におけるストラッププレート１０Ｂは、第１プレート（脚部）１２Ｂと、第２プレート（脚部）１３Ｂと、ストッパープレート１４とを有している。

第１プレート１２Ｂ及び第２プレート１３Ｂは、いずれも略鉛直方向で延びる帯板状の部材であり、また、いずれも内槽２の側面２ｓに略平行する姿勢で設置されている。さらに、第１プレート１２Ｂの上端部及び第２プレート１３Ｂの上端部は、互いに一体的に接続されている。

第１プレート１２Ｂ及び第２プレート１３Ｂは、内槽２における側面２ｓの周方向で略並んで設置され、第１プレート１２Ｂと第２プレート１３Ｂとの間の接合部１５は角度αを形成している。
また、第１プレート１２Ｂ及び第２プレート１３Ｂは、それぞれセカンダリーバリア４の底板４ｂを貫通しており、上記プレートは上記貫通箇所において底板４ｂに溶接されて固定されている。なお、アンカーボックス３０は、第１プレート１２Ｂ及び第２プレート１３Ｂの下端にそれぞれ設けられている。
ストッパープレート１４は、第１プレート１２Ｂ及び第２プレート１３Ｂの上端部に接続されている。

続いて、アンカー５Ｂに働く鉛直方向及び水平方向の力の作用について説明する。
第１の実施形態と同じく、内槽２が周方向で変位した場合、ストッパープレート１４の設置箇所には鉛直力Ｆ_Ｙ及び水平力Ｆ_Ｘが発生する。また、第１プレート１２Ｂと底板４ｂとの接続箇所Ｓ３及び第２プレート１３Ｂと底板４ｂとの接続箇所Ｓ４には、第１の実施形態と同様の作用により曲げモーメントが発生するため、接続箇所Ｓ３における最左点Ａでは、応力の低減させることができる。
なお、接続箇所Ｓ３及びＳ４は第１の実施形態における接続箇所Ｓ１及びＳ２の２倍の面積を有しているため、距離Ｌ_２の値が第１の実施形態における距離と等しい場合であっても、第１の実施形態と比較して垂直応力及び剪断応力共に略２分の１の値となっている。

したがって、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
本実施形態によれば、コストを大幅に増加させることなく、ストラッププレート１０とセカンダリーバリア４との接続箇所Ｓ３又はＳ４に発生する応力を第１の実施形態よりもさらに低減させることができる。また、本発明によれば、上記接続箇所Ｓ３又はＳ４におけるストラッププレート１０及びセカンダリーバリア４の破損を防止することができる。

なお、前述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲においてプロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態では、貯蔵タンク１はセカンダリーバリア４を有しているが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、セカンダリーバリア４を用いない貯蔵タンクにてアンカー５（５Ｂ）を使用してもよい。この場合は、曲げモーメントはストラッププレート１０とアンカーボックス３０との接続箇所に生じ、上記接続箇所での曲げモーメントの大きさを低減させることができる。

また、上記実施形態では、鉛直力Ｆ_Ｙの作用軸から中点Ｐ_Ｌ又は中点Ｐ_Ｒまでの距離は、共に等しくＬ_２であったが、この距離を異なったものとしてもよい。この場合は、所定の方向からの水平力Ｆ_Ｘによって生じる曲げモーメントの大きさを、より低減することができる。
また、上記実施形態では、応力集中緩和部１６の形状は略円形を呈していたが、本発明は上記形状に限定されるものではなく、他の形状でもよい。例えば、略半円形を呈する形状であってもよい。

１…貯蔵タンク、２…内槽、２ｓ…側面、３…外槽、４…セカンダリーバリア、５…アンカー、１０…ストラッププレート（係留部材）、１２…第１下部プレート（脚部）、１２Ｂ…第１プレート（脚部）、１３…第２下部プレート（脚部）、１３Ｂ…第２プレート（脚部）、１５…接合部、１６…応力集中緩和部

Claims

内槽と外槽とを備える貯蔵タンクの前記内槽を係留部材を用いて前記外槽に略鉛直方向で係留するアンカーであって、
前記係留部材は、単一の部材からなり、
前記係留部材の上側は、前記内槽の側面に接続され、
前記係留部材の下側は、前記内槽の側面に沿う方向に並ぶ複数の脚部に分岐しており、
前記脚部は、前記単一部材の下側を分割した形状を有することを特徴とするアンカー。
各前記脚部の幅方向の中心軸は、前記内槽における係留の作用軸を挟んで配置されることを特徴とする請求項１に記載のアンカー。
各前記中心軸は、前記作用軸を挟んで対称に配置されることを特徴とする請求項２に記載のアンカー。
各前記脚部間の接合部における応力集中を緩和する応力集中緩和部を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のアンカー。
前記係留部材は、前記内槽の側面に略平行する板状の部材であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のアンカー。
前記脚部は、前記内槽と前記外槽との間に設けられるセカンダリーバリアを貫通していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のアンカー。