JP5523926B2 - 塔状構造物の補強構造 - Google Patents
塔状構造物の補強構造 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5523926B2 JP5523926B2 JP2010109327A JP2010109327A JP5523926B2 JP 5523926 B2 JP5523926 B2 JP 5523926B2 JP 2010109327 A JP2010109327 A JP 2010109327A JP 2010109327 A JP2010109327 A JP 2010109327A JP 5523926 B2 JP5523926 B2 JP 5523926B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tower
- steel
- structures
- tension
- reinforcing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)
Description
柱状構造物500のような塔状比(=構造物の高さ/構造物の幅)の大きい塔状構造物が基盤上に支持されている場合、地震等が発生したときに、塔状構造物と基盤との接合部に大きな曲げモーメントが作用する。
よって、既設の塔状構造物の耐震性を高めたり、老朽化した塔状構造物を改修したりする為の対策として、接合部の曲げ耐力を向上させる補強技術が必要とされている。
よって、緊張部材に付与された緊張力が基盤へ伝達されることにより塔状構造物と基盤との接合部(以下、「支持接合部」とする)に発生する圧縮応力によって、外力として支持接合部に作用する曲げモーメントに起因して生じる曲げ引張応力を低減することができる。すなわち、支持接合部の曲げ耐力を向上することができる。
また、緊張力が付与された緊張部材により補強部材が塔状構造物に圧着され、塔状構造物と補強部材とが一体化されるので、塔状構造物のせん断耐力を向上させることができる。
請求項2に記載の発明では、補強部材の外面に、緊張部材が配置される溝が形成されているので、補強部材の外面の適正な位置に緊張部材を配置でき、また、配置した緊張部材がずれるのを防ぐことができる。
請求項3に記載の発明では、右巻きの緊張部材と左巻きの緊張部材とが、それぞれ逆方向に塔状構造物を捻ろうとするので、塔状構造物の捩れを低減又は無くすことができる。
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。図1の斜視図、図1のA−A断面図である図2、及び図3(c)の正面図に示すように、第1の実施形態の塔状構造物の補強構造10は、補強部材としてのパネル状の構造体12A、12B、緊張部材としての複数のPC鋼より線14A、14B、及び伝達部としての定着部16A、16Bを有し、地盤18上に構築された基盤としての鉄筋コンクリート製の基礎20上に支持された既設の塔状構造物22を補強する。
構造体12A、12Bは、図2に示すように、塔状構造物22の下部外周面を覆う円筒状の部材を平面視にて左右に二等分した形状にほぼなっており、鉄筋コンクリートによって形成されている。構造体12A、12Bは、塔状構造物22の下部外面に内壁面が接触するようにして塔状構造物22の周囲に配置されている(塔状構造物22の外面を取り囲んでいる)。なお、図2に示すように、図1の状態で、構造体12Aの側端面24Aと、構造体12Bの側端面24Bとの間には隙間が形成されている。
なお、PC鋼より線14Bは、図4(c)に示すように、構造体12A、12Bの外面から突出させてもよいし、突出させなくてもよい。構造体12A、12Bの外面からPC鋼より線14Bを突出させれば、構造体12A、12Bの風下側に発生するカルマン渦に起因して生じる渦励振を低減することができる。
定着部28AにおけるPC鋼より線14Aの上端部の構造体12A、12Bへの定着は、図6の拡大図に示すように、PC鋼より線14Aの上端部に設けられた雄ネジに、構造体12A、12Bの上面に形成された切り欠き36内に配置されたアンカープレート32を介してナット34を捩じ込み、締め付けることによって行う。図6に示すように、構造体12A、12Bの上部には、構造体12A、12Bの上部外周面に形成された切り欠き38の天井面から、構造体12A、12Bの上端面に形成された切り欠き36の底面へ貫通する貫通孔40が形成されている。そして、この貫通孔40にPC鋼より線14Aの上端部が挿入されている。
定着部16BにおけるPC鋼より線14Bの下端部の基礎20への定着は、図5で説明した定着部16Aにおける定着と同様の方法で行なう。また、定着部28BにおけるPC鋼より線14Bの上端部の構造体12A、12Bへの定着は、図6で説明した定着部28Aにおける定着と同様の方法で行なう。
また、緊張力が付与されたPC鋼より線14A、14Bにより構造体12A、12Bが塔状構造物22に圧着されるので(矢印44)、PC鋼より線14A、14Bに付与された緊張力を、構造体12A、12B及び塔状構造物22を介して基礎20へ効果的に伝達することができる。
これらにより、支持接合部42に発生する圧縮応力によって、外力として支持接合部42に作用する曲げモーメントMに起因して生じる曲げ引張応力Pを低減することができる。すなわち、支持接合部42の曲げ耐力を向上することができる。
また、図1に示すように、PC鋼より線14A、14Bは、構造体12A、12Bの外面に形成された溝26A、26Bに設けられているので、構造体12A、12Bの外面の適正な位置にPC鋼より線14A、14Bを配置することができ、また、配置したPC鋼より線14A、14Bがずれるのを防ぐことができる。
また、緊張力が付与されたPC鋼より線14A、14Bにより、塔状構造物22の周方向にプレストレスが導入される。これにより、塔状構造物22が周方向に拘束されコンファインド効果が発揮される。よって、塔状構造物22の周方向にプレストレスを導入していない構成に比べて、塔状構造物22の圧縮耐力を向上させることができる。
そして、塔状構造物22に導入される材軸方向のプレストレスによって、塔状構造物22に作用する曲げモーメントに起因して塔状構造物22に生じる曲げ引張応力が低減され、塔状構造物22に導入される周方向のプレストレスによって、塔状構造物22に作用する曲げモーメントに起因して塔状構造物22に生じる曲げ圧縮応力が低減されるので、塔状構造物22の曲げ耐力を向上させることができる。
なお、第1の実施形態では、補強部材を、円筒状の部材を平面視にて左右に二等分した形状にほぼ近い構造体12A、12Bとした例を示したが、補強部材は、塔状構造物22の外面を取り囲んで接することができる部材であればよい。また、複数の補強部材を上下に積み上げて設置してもよいし、3つ以上の補強部材によって塔状構造物22の外面を取り囲むようにしてもよいし、塔状構造物22の周方向に補強部材を点在させてもよい。
多くの数の補強部材によって塔状構造物22の外面を取り囲むようにすれば、補強部材の大きさや重量を小さくすることができ、補強部材の運搬作業や設置作業の煩雑さを軽減することができる。また、構造断面の大きさが異なるさまざまな塔状構造物の外面を取り囲むことが可能となるので、補強部材の標準化を図ることができる。
また、補強部材(構造体12A、12B)を鉄筋コンクリートによって形成した例を示したが、補強部材は、塔状構造物22と一体となることにより塔状構造物22のせん断耐力を向上させることができる材料によって形成されていればよく、例えば、高強度コンクリート、繊維補強コンクリート、鋼材、樹脂によって形成してもよい。
また、PC鋼より線14A、14Bの上下端部を同時に引っ張り、PC鋼より線14A、14Bに緊張力を付与させた例を示したが、PC鋼より線14A、14Bの下端部をアンカープレート32及びナット34によって基礎20に固定しておき、PC鋼より線14A、14Bの上端部を引っ張ってPC鋼より線14A、14Bに緊張力を付与させてもよいし、PC鋼より線14A、14Bの上端部をアンカープレート32及びナット34によって構造体12A、12Bに固定しておき、PC鋼より線14A、14Bの下端部を引っ張ってPC鋼より線14A、14Bに緊張力を付与させてもよい。
また、図3(c)に示すように、基礎20内に配置されるPC鋼より線14A、14Bは、基礎20と塔状構造物22との接合面(以下、「接合面46」とする)に対して斜めに配置されてもよいし、接合面46に対して垂直に配置されてもよいし、接合面46に対する垂線を旋回軸として螺旋状に配置されてもよい。
図9に示すように、ブロック体50A〜50Dが塔状構造物22の外面を取り囲んだ状態で、ブロック体50Aの側端面52Aとブロック体50Bの側端面52B、ブロック体50Bの側端面52Bとブロック体50Cの側端面52C、ブロック体50Cの側端面52Cとブロック体50Dの側端面52D、及びブロック体50Dの側端面52Dとブロック体50Aの側端面52Aとの間には隙間が形成されている。
鋼棒62と鋼棒68とは、円形の横断面を有し、平面視にて略直交している。また、図9のC−C断面図である図10に示すように、鋼棒68は、鋼棒62の下方に配置されている。
すなわち、第1の実施形態の塔状構造物の補強構造10では、塔状構造物22の外面と構造体12A、12Bの内壁面との間の摩擦力により、構造体12A、12Bから塔状構造物22へPC鋼より線14A、14Bに付与された緊張力の鉛直成分を伝達しているのに対して、第2の実施形態の塔状構造物の補強構造48では、この伝達機構に加えて、鋼棒62、68から直接、PC鋼より線14A、14Bに付与された緊張力の鉛直成分を塔状構造物22に加えているので、PC鋼より線14A、14Bに付与された緊張力の鉛直成分を基礎20へ効果的に伝達することができる。
なお、第2の実施形態では、塔状構造物22に貫通させた2つの鋼棒62、68により、PC鋼より線14A、14Bに付与された緊張力の鉛直成分を塔状構造物22に加える例を示したが、力の伝達効率をさらに上げたい場合には、鋼棒62、68の本数を増やしたり、角柱状にしたりすればよい。鋼棒62、68の本数を増やす場合には、断面欠損による塔状構造物22の強度低下を十分に考慮する必要がある。
図11に示すように、補強構造74では、構造体12A、12Bが、基礎20の上面に載置され、構造体12C、12Dが、構造体12A、12Bの上面に載置され、構造体12E、12Fが、構造体12C、12Dの上面に載置されている。構造体12C〜12Fは、構造体12A、12Bと同様の構成を有し、円筒状の部材を平面視にて左右に二等分した形状にほぼなっており、鉄筋コンクリートによって形成されている。
PC鋼より線14Aは、塔状構造物22の材軸に対して上方へ向かって右巻き(時計回り)に設けられ、PC鋼より線14Bは、塔状構造物22の材軸に対して上方へ向かって左巻き(反時計回り)に設けられている。
なお、構造体12E、12Fの上面78、80と、ブロック体84の下面とは、接触していなくてもよい。例えば、構造体12E、12Fの上面78、80と、ブロック体84の下面との間に隙間が形成されていてもよいし、構造体12E、12Fの上面78、80と、ブロック体84の下面とが大きく離れていてもよい。
ブロック体84の外面に形成された溝や、ブロック体84の上部に設けられた定着部の構成は、ブロック体50A〜50Dと同様なので、同符号を付すると共に、説明を省略する。
よって、塔状構造物の補強構造74では、塔状構造物22の外面と構造体12A〜12Fの内壁面との間の摩擦力により、構造体12A〜12Fから塔状構造物22へPC鋼より線14A、14Bに付与された緊張力の鉛直成分を伝達すると共に、ブロック体84から直接、PC鋼より線14A、14Bに付与された緊張力の鉛直成分を塔状構造物22に加えているので、PC鋼より線14A、14Bに付与された緊張力の鉛直成分を基礎20へ効果的に伝達することができる。
なお、第1及び第2の実施形態では、補強対象となる構造物を基礎20上に支持された塔状構造物22とした例を示したが、第1及び第2の実施形態の塔状構造物の補強構造10、48、74は、さまざまな用途や規模の塔状構造物に適用することが可能である。例えば、風力発電用タワー、煙突、送電線塔、飛行場の管制塔、テレビ塔、塔状の建物等の塔状構造物に補強構造10、48、74を適用することができる。
また、基盤を基礎20とした例を示したが、これに限らず、例えば基盤を、構造物、建物の屋上部、杭を介して海底に支持されて洋上に配置される構造体、又は洋上に浮いて配置される構造体としてもよい。また、基盤を地盤として、アンカーによって地盤に緊張部材を固定するようにしてもよい。
例えば、図14の斜視図に示すように、PC鋼より線14A、14Bを1つのPC鋼より線86とし、構造体12A、12Bの上部に形成された円環状の溝88にPC鋼より線86を巻きつけて、構造体12A、12BにPC鋼より線86を定着するようにしてもよい。図14は、構造体12A、12Bに対する定着方法を示したものであるが、ブロック体50A〜50D、84に対しても同様の定着方法を用いればよい。
図15(a)の斜視図には、塔状構造物22の外面に接するようにして、塔状構造物22の外面を構造体90A、90Bで取り囲み、緊張力が付与されたPC鋼より線14Aが構造体90A、90Bに螺旋状に設けられている状態が示されている。また、図15(b)の斜視図には、構造体90A、90Bの外面に接するようにして、構造体90A、90Bの外面を構造体92A、92Bで取り囲み、緊張力が付与されたPC鋼より線14Bが構造体92A、92Bに螺旋状に設けられている状態が示されている。
なお、図15(a)、(b)に示した例は、図8、11に示した、塔状構造物の補強構造48、74にも応用することができる。
また、第1及び第2の実施形態の説明で用いられている用語の「螺旋」は、円柱面上を回転しながら軸方向に一定の速度で進んでいく時にできる渦巻状の空間曲線を意味するが、角柱面上、円錐面上及び角錐面上を回転しながら軸方向に一定の速度で進んでいく時にできる渦巻状の空間折れ線も螺旋に含まれる。また、PC鋼より線14A、14Bの螺旋形状の捻りは平面視にて360度未満であってもよい。
12A〜12F、90A、90B、92A、92B 構造体(補強部材)
14A、14B、86 PC鋼より線(緊張部材)
16A、16B 定着部(伝達部)
20 基礎(基盤)
22、94、96、98 塔状構造物
26A、26B、76A、76B 溝
Claims (3)
- 基盤上に支持された既設の塔状構造物を補強する塔状構造物の補強構造において、
前記塔状構造物の外面を取り囲んで接する補強部材と、
前記補強部材に螺旋状に設けられ緊張力が付与された緊張部材と、
前記緊張部材に付与された緊張力を前記基盤へ伝達し前記基盤に前記補強部材を固定する伝達部と、
を有する塔状構造物の補強構造。 - 前記補強部材の外面に、前記緊張部材が配置される溝が形成されている請求項1に記載の塔状構造物の補強構造。
- 前記塔状構造物の材軸に対して右巻きの前記緊張部材と、前記塔状構造物の材軸に対して左巻きの前記緊張部材とが設けられている請求項1又は2に記載の塔状構造物の補強構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010109327A JP5523926B2 (ja) | 2010-05-11 | 2010-05-11 | 塔状構造物の補強構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010109327A JP5523926B2 (ja) | 2010-05-11 | 2010-05-11 | 塔状構造物の補強構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011236651A JP2011236651A (ja) | 2011-11-24 |
JP5523926B2 true JP5523926B2 (ja) | 2014-06-18 |
Family
ID=45324919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010109327A Expired - Fee Related JP5523926B2 (ja) | 2010-05-11 | 2010-05-11 | 塔状構造物の補強構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5523926B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6446969B2 (ja) * | 2014-10-06 | 2019-01-09 | 新日鐵住金株式会社 | 既存塔状物の補強方法及び塔状物補強用セグメント |
DE102016206644A1 (de) * | 2016-04-20 | 2017-10-26 | Innogy Se | Vorrichtung und Verfahren zur Entlastung einer Tragstruktur einer Windenergieanlage |
CN110761954B (zh) * | 2019-11-19 | 2024-01-19 | 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 | 一种具有螺旋线连接缝的预制混凝土风机塔筒及连接方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09296614A (ja) * | 1996-05-02 | 1997-11-18 | Nippon Steel Corp | 柱状構造物の補強構造 |
JP3648146B2 (ja) * | 2000-10-16 | 2005-05-18 | 株式会社ピーエス三菱 | 風力発電タワー |
JP3942951B2 (ja) * | 2002-05-10 | 2007-07-11 | 西日本旅客鉄道株式会社 | 既設柱の補強方法および補強構造 |
EP1411185B1 (de) * | 2002-10-14 | 2013-04-10 | SAG Energieversorgungslösungen GmbH | Verfahren zur nachträglichen Ertüchtigung von Betonmasten |
JPWO2010044380A1 (ja) * | 2008-10-15 | 2012-03-15 | 株式会社竹中工務店 | 塔状構造物、及び塔状構造物の構築方法 |
JP2011196119A (ja) * | 2010-03-19 | 2011-10-06 | Takenaka Komuten Co Ltd | 緊張材の配置装置、塔状の構造物、及び塔状の構造物の構築方法 |
JP2011226071A (ja) * | 2010-04-15 | 2011-11-10 | Takenaka Komuten Co Ltd | 構造部材の補強構造、及び構造部材の補強方法 |
-
2010
- 2010-05-11 JP JP2010109327A patent/JP5523926B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011236651A (ja) | 2011-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5521014B2 (ja) | 塔状構造物、及び塔状構造物の構築方法 | |
JP5503253B2 (ja) | 構造物 | |
US11339544B2 (en) | Hybrid pipe for stay cable and its manufacturing method | |
EP2821565A1 (en) | Connection between a wind turbine tower and its foundation | |
JP5523926B2 (ja) | 塔状構造物の補強構造 | |
EP2857614A1 (en) | Concrete tower formed with precast pieces | |
JP2011226071A (ja) | 構造部材の補強構造、及び構造部材の補強方法 | |
JP3895337B2 (ja) | 塔状構造物 | |
JP4423644B2 (ja) | 中空プレキャスト柱 | |
JP5915425B2 (ja) | コンクリート充填鋼管構造体および施工構造 | |
KR20110044720A (ko) | 이경 복합말뚝 | |
JP6236974B2 (ja) | 地盤アンカーおよび地盤アンカーの構築方法 | |
JP2009133114A (ja) | 壁付き柱部材の補強構造 | |
EP2788565B1 (en) | Horizontal joint assembly between two telescopic wind turbine tower portions and method of installing same | |
KR101939020B1 (ko) | 기초 배근 연결용 지압유닛 및 이를 적용한 강관 파일의 기초 공법 | |
JP4909445B1 (ja) | 地上タンクの施工方法および地上タンク | |
WO2012130292A1 (en) | Wind turbine tower and method of fabricating a wind turbine tower | |
JP2020190103A (ja) | プレキャストコンクリート部材の接合方法 | |
JP2009084809A (ja) | 建物の構造 | |
KR102559018B1 (ko) | 충격 분산기능을 갖는 phc말뚝 | |
JP2014029088A (ja) | プレストレストコンクリート部材の製造方法及び定着構造 | |
JP2006009344A (ja) | 鋼管柱の柱脚接合部の構造および施工方法 | |
CN212452598U (zh) | 一种预制建筑结构 | |
JP3172875U (ja) | 地上タンク | |
JP4951146B1 (ja) | 地上タンク |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130326 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130710 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140401 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140409 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5523926 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |