JP6960353B2 - tank - Google Patents
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Description
本発明はタンクに関する。 The present invention relates to a tank.
LNG(液化天然ガス)、LPG(液化石油ガス)などの極低温の液体を貯留する設備として、地上タンクが用いられることがある。 Ground tanks are sometimes used as equipment for storing ultra-low temperature liquids such as LNG (liquefied natural gas) and LPG (liquefied petroleum gas).
図9は、地上タンクとしてLNGを貯留するLNGタンク100の例を示したものである。LNGタンク100は、地盤7中の杭4で支持された底版5上に防液堤2を固定してタンク躯体とし、その内側に鋼板等による内槽3aと外槽3bを設けたものである。外槽3bの屋根部は鋼製またはコンクリート製であり、側部の鋼板は防液堤2と一体的に形成される。LNGは内槽3aにて貯留し、内槽3aと外槽3bの間に断熱材を配置して保冷を行う。
FIG. 9 shows an example of an
防液堤2は、内槽3aが破損した場合にLNGの外部への液漏れを防ぐために設けられるコンクリート製の筒状の側壁であり、通常円筒状である。防液堤2は漏液時のLNGの液圧に耐え得る構造とする必要があり、そのため底版5に剛結合され、また図示しないタンク周方向(以下、単に周方向ということがある)の緊張材や縦方向の緊張材の緊張によるプレストレスを導入してコンクリートに所定の圧縮応力を生じさせる(例えば特許文献1、2参照)。
The liquid barrier 2 is a concrete tubular side wall provided to prevent liquid leakage from the LNG to the outside when the
防液堤2には、漏液時以外の常時であれば周方向の緊張材によるプレストレスと縦方向の緊張材によるプレストレスが加わっており、漏液時にはこれに加えてLNGの液荷重や温度荷重が作用する。防液堤2には常時、漏液時ともに液密性、気密性が求められており、どちらの状態においても部材の周方向および鉛直方向に圧縮応力が生じている領域(圧縮応力領域)を残すことで液密性や気密性を担保している。 Prestress due to the circumferential tension material and prestress due to the vertical tension material are applied to the liquid barrier 2 at all times except when liquid leaks, and in addition to this, when liquid leaks, the liquid load of LNG and Temperature load acts. The liquid barrier 2 is always required to be liquidtight and airtight at the time of liquid leakage, and in either state, a region (compressive stress region) in which compressive stress is generated in the circumferential direction and the vertical direction of the member is defined. By leaving it, liquidtightness and airtightness are guaranteed.
基準(LNG地上式貯槽指針)では圧縮応力領域が防液堤2の厚さ方向に10cm以上あれば良いとされているが、圧縮応力領域が厚ければ厚いほど液密性、気密性に優れている。周方向の応力については、通常、防液堤2に周方向の緊張材を大量に配置することにより常時、漏液時とも防液堤2の全厚で圧縮応力が生じる(全断面圧縮)ようにされており、問題となるのは鉛直方向の応力である。 According to the standard (LNG above-ground storage tank guideline), the compressive stress region should be 10 cm or more in the thickness direction of the liquid barrier 2, but the thicker the compressive stress region, the better the liquidtightness and airtightness. ing. Regarding the stress in the circumferential direction, usually, by arranging a large amount of tension material in the circumferential direction on the liquid barrier 2, compressive stress is always generated at the total thickness of the liquid barrier 2 even when liquid leaks (compression of the entire cross section). The problem is the stress in the vertical direction.
図10は防液堤2の高さ方向且つ厚さ方向に沿った断面を示す図である。防液堤2内では周方向PC鋼材11、縦方向PC鋼材13(13a、13b)が配置される。周方向PC鋼材11は防液堤2の周方向の緊張材であり、防液堤2の全周に亘って配置される。縦方向PC鋼材13は防液堤2の高さ方向の緊張材であり、縦方向PC鋼材13aは防液堤2の全高に亘って配置され、縦方向PC鋼材13bは防液堤2の下部の外側に設けられたハンチ部21に配置される。
FIG. 10 is a view showing a cross section of the liquid barrier 2 along the height direction and the thickness direction. A
前記したように、防液堤2では周方向PC鋼材11が大量に配置されるため、その影響で防液堤2の下部には大きな外側引張の鉛直面内曲げモーメント(防液堤2を内側へ曲げようとする曲げモーメント)が常時に発生する。そのため、縦方向PC鋼材13a、13bによって防液堤2の下部のPC鋼材量を多くして上記の曲げモーメントによる引張応力を打ち消している。
As described above, since a large amount of
図11は、縦方向PC鋼材13(13a、13b)による鉛直面内曲げモーメントを0とした場合の、防液堤2の常時の鉛直面内曲げモーメントMと漏液時の鉛直面内曲げモーメントM’を、縦軸を曲げモーメントの値、横軸を防液堤2の下端からの高さとして示す図である。曲げモーメントは防液堤2の周方向の単位長さ当たりの曲げモーメントであり、防液堤2に外側引張の曲げモーメントが生じる場合を負、防液堤2に外側圧縮の曲げモーメント(防液堤2を外側へ曲げようとする曲げモーメント)が生じる場合を正とする。 FIG. 11 shows the normal vertical inward bending moment M of the liquid barrier 2 and the vertical inward bending moment at the time of liquid leakage when the vertical inward bending moment of the vertical PC steel 13 (13a, 13b) is set to 0. It is a figure which shows M'as the value of the bending moment on the vertical axis, and the height from the lower end of the liquid barrier 2 on the horizontal axis. The bending moment is the bending moment per unit length in the circumferential direction of the liquid barrier 2, and is negative when the bending moment of outer tension is generated in the liquid barrier 2, and the bending moment of outer compression (liquid barrier) in the liquid barrier 2. The case where a bending moment (a bending moment for bending the bank 2 to the outside) occurs is positive.
前記したように、防液堤2の下部には常時に大きな外側引張の鉛直面内曲げモーメントMが発生する。一方、漏液時には防液堤2の下部に外側圧縮の鉛直面内曲げモーメントM’が発生するが、前者の曲げモーメントMの方が後者の曲げモーメントM’よりかなり大きい値(絶対値)となる。 As described above, a large vertical inward bending moment M of outward tension is constantly generated in the lower part of the liquid barrier 2. On the other hand, at the time of liquid leakage, a vertical compression inward bending moment M'is generated at the lower part of the liquid barrier 2, but the former bending moment M is considerably larger (absolute value) than the latter bending moment M'. Become.
現在、より効率が良く合理的な方法で防液堤にプレストレスを導入し、縦方向の緊張材をより低減できる方法が求められている。この点、図11に示すように常時と漏液時に防液堤2に発生する鉛直面内曲げモーメントM、M’がアンバランスであると、防液堤2に圧縮応力を残すためには、大きい方の曲げモーメントMに合わせた量の縦方向PC鋼材13が必要となり、無駄が大きくなる。
At present, there is a demand for a method that can introduce prestress to the liquid barrier in a more efficient and rational manner and further reduce the tension material in the vertical direction. In this regard, as shown in FIG. 11, if the vertical bending moments M and M'generated in the liquid barrier 2 at all times and during liquid leakage are unbalanced, in order to leave compressive stress in the liquid barrier 2, it is necessary to leave compressive stress. A vertical
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、縦方向の緊張材の量を低減できるタンク等を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a tank or the like capable of reducing the amount of tension material in the vertical direction.
前述した課題を解決するための本発明は、筒状の側壁と、前記側壁の内側で液体を貯留する内槽とを有するタンクであって、前記側壁には、周方向の緊張材と縦方向の緊張材の緊張によるプレストレスが導入され、前記縦方向の緊張材は、前記側壁の高さ方向且つ厚さ方向の断面を見た時に、前記側壁の下端から高さ方向の所定範囲に亘って曲線状に、且つ前記所定範囲において、前記側壁に生じる鉛直面内の曲げモーメントの高さ方向の分布が、前記液体の漏液時と、漏液時以外の常時とで曲げモーメントの向きが反対であり、且つ絶対値が等しくなるように配置されることを特徴とするタンクである。 The present invention for solving the above-mentioned problems is a tank having a tubular side wall and an inner tank for storing liquid inside the side wall, and the side wall has a tension material in the circumferential direction and a longitudinal direction. Prestress due to the tension of the tension material is introduced, and the tension material in the vertical direction extends over a predetermined range in the height direction from the lower end of the side wall when the cross section in the height direction and the thickness direction of the side wall is viewed. In a curved shape and within the predetermined range, the distribution of the bending moment in the vertical plane generated on the side wall in the height direction is such that the direction of the bending moment is different when the liquid leaks and when the liquid leaks at all times. The tanks are opposite and are arranged so that their absolute values are equal.
また、前記側壁の下部の内側にハンチ部が設けられることが望ましい。 Further, it is desirable that a haunch portion is provided inside the lower portion of the side wall.
前記所定範囲は、前記側壁の下端から、前記周方向の緊張材によるプレストレスにより前記側壁に生じる鉛直面内の曲げモーメントの高さ方向の分布の変曲点であって最も下にある第1変曲点の高さまでの範囲を含むことが望ましい。あるいは、前記側壁の下端から、前記第1変曲点の直上の前記変曲点である第2変曲点の高さまでの範囲を含んでいてもよい。さらには、前記側壁の全高に亘る範囲であっていてもよい。 The predetermined range is the inflection point of the distribution of the bending moment in the vertical plane in the vertical plane caused by the prestress of the tension material in the circumferential direction from the lower end of the side wall in the height direction, and is the lowest first. It is desirable to include the range up to the height of the inflection point. Alternatively, the range from the lower end of the side wall to the height of the second inflection point, which is the inflection point immediately above the first inflection point, may be included. Further, it may be a range extending over the entire height of the side wall.
本発明では、LNGタンクの防液堤等の側壁において、縦方向の緊張材を曲線状に偏芯配置することで、容易に、常時と漏液時の鉛直面内曲げモーメントを符号(曲げモーメントの向き)反対且つ絶対値同等とする事が可能となる。これにより、側壁に圧縮応力領域を残すうえで縦方向の緊張材を最も合理的な配置とし、最少の縦方向PC鋼材量で側壁に圧縮応力領域を残すことが可能になる。 In the present invention, the vertical tension material is eccentrically arranged in a curved shape on the side wall of the liquid barrier of the LNG tank, so that the bending moment in the vertical plane at all times and at the time of liquid leakage can be easily coded (bending moment). Orientation) Opposite and absolute value can be equalized. This makes it possible to make the longitudinal tension material the most rational arrangement for leaving the compressive stress region on the side wall, and to leave the compressive stress region on the side wall with the minimum amount of vertical PC steel.
また、本発明では側壁の下部内側にハンチを設けて縦方向の緊張材の外側への偏芯量を増大させることで、周方向の緊張材によるプレストレスにより鉛直面内曲げモーメントの絶対値が大きくなる側壁下部においても、この曲げモーメントを軽減して常時と漏液時の鉛直面内曲げモーメントを符号反対且つ絶対値同等とする事が容易になる。 Further, in the present invention, a haunch is provided inside the lower part of the side wall to increase the amount of eccentricity to the outside of the tension material in the vertical direction, so that the absolute value of the bending moment in the vertical plane is increased by the prestress caused by the tension material in the circumferential direction. Even in the lower part of the side wall, which becomes large, it becomes easy to reduce this bending moment so that the bending moment in the vertical plane at all times and at the time of liquid leakage are opposite in sign and equal to the absolute value.
縦方向の緊張材の曲線状配置の範囲は、周方向の緊張材によるプレストレスにより側壁に生じる鉛直面内曲げモーメントが大きくなる範囲を含んでいればよく、例えば側壁の下端から前記の第1変曲点や第2変曲点までの範囲を含むものとできる。あるいは側壁の全高に亘って曲線状配置としてもよい。 The range of the curved arrangement of the tension material in the vertical direction may include a range in which the vertical inward bending moment generated in the side wall due to the prestress caused by the tension material in the circumferential direction becomes large, for example, from the lower end of the side wall to the first. It can include the range up to the inflection point and the second inflection point. Alternatively, it may be arranged in a curved line over the entire height of the side wall.
本発明により、縦方向の緊張材の量を低減できるタンク等を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a tank or the like capable of reducing the amount of tension material in the vertical direction.
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(1.LNGタンク1)
図1は本発明の実施形態に係るLNGタンク1を示す図である。LNGタンク1は基本的には図9等で説明したLNGタンク100と同様であり、図9等で説明したものと同様の構成については図等で同じ符号を付して説明を省略する。
(1. LNG tank 1)
FIG. 1 is a diagram showing an
本実施形態のLNGタンク1は、図9等で説明したLNGタンク100に対し、後述する防液堤2aの詳細構成において異なる。防液堤2aは前記と同様、底版5と剛結合され一体化されたコンクリート製の筒状の側壁であり、本実施形態では円筒状である。防液堤2aの内側には内槽3aと外槽3bが配置されており、防液堤2aは内槽3aが破損した場合にLNGの外部への液漏れを防ぐ。
The
(2.防液堤2a)
図2は防液堤2aを模式的に示す図であり、防液堤2aの高さ方向且つ厚さ方向に沿った断面を見たものである。
(2.
FIG. 2 is a diagram schematically showing the
防液堤2aには周方向PC鋼材11、縦方向PC鋼材15(15a、15b)が配置され、これらのPC鋼材の緊張によるプレストレス(圧縮力)が導入される。各PC鋼材にはPC鋼線等が用いられ、これらが防液堤2a等に埋設された図示しないシース内に配置される。PC鋼材の緊張後、シース内にはモルタル等の固化材による充填材が充填(グラウト)される。ただし、PC鋼材にアンボンドPC鋼材を用い、シースを必要としない場合もある。なお、防液堤2aには鉄筋(不図示)も埋設されるが、ここでは説明を省略する。
A
周方向PC鋼材11は防液堤2aの周方向(図2の紙面法線方向に対応する)の緊張材であり、防液堤2aの全周に亘って配置される。周方向PC鋼材11の両端は防液堤2aの周方向の所定位置に設けた外側への突出部(ピラスター)で定着される。
The circumferential
縦方向PC鋼材15(15a、15b)は防液堤2aの高さ方向の緊張材である。縦方向PC鋼材15aは防液堤2aの全高に亘って配置され、下端が底版5内で定着され、上端が防液堤2aの頂部で定着される。縦方向PC鋼材15bは防液堤2aの下部に配置され、下端が底版5内で定着され、上端が防液堤2aの高さ方向の途中で定着される。
The vertical PC steel materials 15 (15a, 15b) are tension materials in the height direction of the
縦方向PC鋼材15aは蛇行して配置され、ほぼ全高に亘って曲線状となっている。本実施形態では縦方向PC鋼材15aが複数の曲率による曲線状に配置される。
The vertical
縦方向PC鋼材15bは、同一の高さ範囲にある縦方向PC鋼材15aの部分と同様の形状で蛇行して配置され、単一の又は複数の曲率による曲線状となっている。なお、縦方向PC鋼材15bは省略することも可能である。
The vertical
防液堤2aの下部では、ハンチ部21aが防液堤2aの内側に張出すように設けられる。本実施形態のハンチ部21aは直角三角形状の断面を有するが、矩形状の断面であってもよい。
At the lower part of the
図3は、周方向PC鋼材11の緊張によるプレストレスにより生じる防液堤2aの鉛直面内曲げモーメントM1の例を、縦軸を曲げモーメントの値、横軸を防液堤2aの下端からの高さとして示す図である。前記と同様、曲げモーメントは防液堤2aの周方向の単位長さ当たりの曲げモーメントであり、防液堤2aに外側引張の曲げモーメントが生じる場合を負、防液堤2aに外側圧縮の曲げモーメントが生じる場合を正とする。これは後述する図4、5でも同様である。
FIG. 3 shows an example of the vertical bending moment M1 of the
本実施形態のハンチ部21aの高さ範囲b(図2参照)は、防液堤2aの下端から、図3に示す第1符号変更点までの範囲とする。この第1符号変更点は、鉛直面内曲げモーメントM1の符号(曲げモーメントの向き)が最初に逆転する高さを示す。ただし、ハンチ部21aの高さ範囲bはこれに限らない。
The height range b (see FIG. 2) of the
(3.縦方向PC鋼材15の偏芯配置)
防液堤2a内の縦方向PC鋼材15の配置は、図4に示すように、防液堤2aの全高に亘って、漏液時以外の常時に発生する鉛直面内曲げモーメントMの高さ方向の分布と漏液時に発生する鉛直面内曲げモーメントM’の高さ方向の分布の符号が反対となり、且つ絶対値が同等となるように定める。すなわち、鉛直面内曲げモーメントMの高さ方向の分布形状と、鉛直面内曲げモーメントM’の高さ方向の分布形状が、曲げモーメント0の線を中心として対称となるようにする。
(3. Eccentric arrangement of vertical PC steel material 15)
As shown in FIG. 4, the arrangement of the vertical
この時、縦方向PC鋼材15の緊張によるプレストレスによって防液堤2aに生じさせる必要がある鉛直面内曲げモーメントが図5(a)のM2であり、これにより前記の鉛直面内曲げモーメントM1を打ち消して図4のような曲げモーメントM、M’の分布を実現する。
At this time, the vertical inward bending moment that needs to be generated in the
なお、図5(b)は、LNGの漏液時の液荷重(液圧)により防液堤2aに生じる鉛直面内曲げモーメントM3と、LNGの漏液時の温度荷重により防液堤2aに生じる鉛直面内曲げモーメントM4を示す図である。温度荷重は、LNGの漏液時に極低温のLNGによって防液堤2aの内面の温度が低下する際に、防液堤2aの内面のコンクリートの収縮を底版5や防液堤2aの他の部位が拘束することにより発生する荷重である。
In addition, FIG. 5B shows the vertical inward bending moment M3 generated in the
図4に示す常時の鉛直面内曲げモーメントMは鉛直面内曲げモーメントM1、M2の和として表され、漏液時の鉛直面内曲げモーメントM’は鉛直面内曲げモーメントM1〜M4の和となっている。鉛直面内曲げモーメントM、M’には防液堤2aや外槽3bの屋根部の自重による鉛直面内曲げモーメントを加えてもよいが、その値は小さく影響はほぼ無い。また温度荷重も季節による違いはほぼ無い。
The normal vertical inward bending moment M shown in FIG. 4 is expressed as the sum of the vertical inward bending moments M1 and M2, and the vertical inward bending moment M'at the time of liquid leakage is the sum of the vertical inward bending moments M1 to M4. It has become. The vertical inward bending moments M and M'may be added to the vertical inward bending moments due to the weight of the roof of the
本実施形態では、図5(a)のような鉛直面内曲げモーメントM2が発生するように、縦方向PC鋼材15を防液堤2aの厚さ方向の中心a(図2参照)から偏芯して配置する。図6は、この際に必要な縦方向PC鋼材15の偏芯量d(図2参照)を、縦軸を偏芯量d、横軸を防液堤2aの下端からの高さとして示す図である。偏芯量dは防液堤2aの中心aから外側に偏芯している場合を正、内側に偏芯している場合を負とする。
In the present embodiment, the vertical
鉛直面内曲げモーメントM2は、縦方向PC鋼材15の緊張によるプレストレスの大きさと偏芯量dの積によって定まる。プレストレスの大きさは縦方向PC鋼材15の各高さで一定なので、偏芯量dは鉛直面内曲げモーメントM2に比例する。そのため、偏芯量dの高さ方向の分布形状は、基本的には鉛直面内曲げモーメントM2の高さ方向の分布形状に沿った(比例した)形になる。従って、本実施形態では縦方向PC鋼材15を鉛直面内曲げモーメントM2の高さ方向の分布形状に合わせて曲線状に蛇行して配置する。
The vertical inward bending moment M2 is determined by the product of the magnitude of prestress due to the tension of the vertical
図6のグラフにおいて、防液堤2aの下端から高さ10mまでの範囲の偏芯量dが、それ以上の高さでの偏芯量dとずれているのは、この範囲に縦方向PC鋼材15bが追加配置されるためである。すなわち、縦方向PC鋼材15bを追加することにより、縦方向PC鋼材15aによるプレストレスに縦方向PC鋼材15bによるプレストレスが加わり、大きな縦方向プレストレスとなることから、偏芯量を小さくすることが可能である。例えば、防液堤2aの周方向の単位長さ当たり複数本(n本)の縦方向PC鋼材を同様の曲線状配置によって配置する場合、1本あたりの偏芯量dの絶対値は1/nで済み、図6のグラフではその分防液堤2aの下端から高さ10mまでの範囲の偏芯量dの絶対値が小さくなっている。
In the graph of FIG. 6, the eccentricity d in the range from the lower end of the
なお、ここではn=3であり、図6のグラフの防液堤2aの下端から高さ10mまでの範囲の偏芯量dは、縦方向PC鋼材15bを追加しない場合の1/3となっている。
Here, n = 3, and the eccentricity d in the range from the lower end of the
縦方向PC鋼材15の偏芯配置は、例えば、図示しない受け架台にシースを固定した状態で防液堤2aのコンクリートを打設し、その後シース内にPC鋼材を挿入することで実施できる。アンボンドPC鋼材を用いる場合には、受け架台にアンボンドPC鋼材を直接固定した状態で、防液堤2aのコンクリートを打設すればよい。縦方向PC鋼材15の緊張は、周方向PC鋼材11の緊張後に行う。
The eccentric arrangement of the vertical
防液堤2aは施工当初から底版5に剛結合した状態で構築してもよいし、ピン・スライド等の機構により周方向PC鋼材11の緊張時に防液堤2aが底版5に対して移動できるようにしておき、防液堤2aと底版5を剛結合した後で縦方向PC鋼材15を緊張してもよい。縦方向PC鋼材15の偏芯量はこれらの施工方法の違いによっても若干変化し、各施工方法において、前記の鉛直面内曲げモーメントM、M’の符号が反対であり、且つ絶対値が同等となるように定められる。
The
このように、本実施形態では、LNGタンク1の防液堤2aにおいて、縦方向PC鋼材15を曲線状に偏芯配置することで、容易に、常時と漏液時の鉛直面内曲げモーメントM、M’を符号反対且つ絶対値同等とする事が可能となる。これにより、防液堤2aに圧縮応力領域を残すうえで縦方向PC鋼材15を最も合理的な配置とし、図11等で説明したように縦方向PC鋼材の量を大きい方の曲げモーメントMに合わせて設計する必要が無くなる。結果、最少の縦方向PC鋼材量で防液堤2aに圧縮応力領域を残すことが可能になり、無駄が軽減される。
As described above, in the present embodiment, the vertical
すなわち、本実施形態では常時と漏液時の鉛直面内曲げモーメントM、M’が符号反対且つ絶対値同等であることから、鉛直面内曲げモーメントM、M’(のみ)により生じる常時と漏液時の防液堤2a内の厚さ方向の応力度分布を考えた場合、図7(a)に示すように符号反対になり絶対値が等しくなる。そのため、鉛直方向の応力を常時、漏液時とも全断面圧縮とするには、鉛直面内曲げモーメントM、M’により生じる最大の引張応力cを打ち消すだけのプレストレスを縦方向PC鋼材15で加えていればよい。
That is, in the present embodiment, since the vertical inward bending moments M and M'are opposite to each other and have the same absolute value, the vertical inward bending moments M and M'(only) are caused by the vertical inward bending moments M and M'(only). When considering the stress distribution in the thickness direction in the
一方、図11のように鉛直面内曲げモーメントM、M’がアンバランスであると、防液堤内の厚さ方向の応力度分布も図7(b)のように常時と漏液時でアンバランスとなり、鉛直方向の応力を常時、漏液時とも全断面圧縮とするには、大きい方の曲げモーメントMによる最大の引張応力c’を打ち消すだけのプレストレスを縦方向PC鋼材によって加えていることが必要になり、必要なPC鋼材量が増加する。 On the other hand, when the vertical bending moments M and M'are unbalanced as shown in FIG. 11, the stress distribution in the thickness direction in the liquid barrier is also unbalanced at all times and during liquid leakage as shown in FIG. 7 (b). In order to achieve balance and to keep the vertical stress at all times and to compress the entire cross section even when the liquid leaks, prestress is applied by the vertical PC steel material to cancel the maximum tensile stress c'due to the larger bending moment M. Will be required, and the amount of PC steel required will increase.
例えば図8(a)のように、容量23万KLのLNGタンクにおいて高さ45mの防液堤Aの下端から5.4m高さまでの範囲をハンチ部Bとし、防液堤Aの下端の厚さを1.0m、ハンチ部Bより上の部分の厚さを0.65m、防液堤Aの内径を86mとし、縦方向PC鋼材Cを
1.偏芯無し
2.曲線状の偏芯配置(常時と漏液時の鉛直面内曲げモーメントM、M’が符号反対、絶対値同等となるようにする)
3.直線状の偏芯配置(ハンチ部Bの外面に沿って傾斜)
とするケースを仮定する。なおこの例ではハンチ部Bを直角三角形状とし、防液堤Aの外側に設けている。
For example, as shown in FIG. 8A, in an LNG tank having a capacity of 230,000 KL, the range from the lower end of the liquid barrier A having a height of 45 m to a height of 5.4 m is defined as the haunch portion B, and the thickness of the lower end of the liquid barrier A is defined as the haunch portion B. 1.0 m, the thickness of the part above the haunch part B is 0.65 m, the inner diameter of the liquid barrier A is 86 m, and the vertical PC steel material C is 1. No eccentricity 2. Curved eccentric arrangement (make sure that the bending moments M and M'in the vertical plane at all times and during liquid leakage are opposite to each other and have the same absolute value)
3. 3. Linear eccentric arrangement (inclined along the outer surface of the haunch portion B)
Suppose the case. In this example, the haunch portion B has a right-angled triangular shape and is provided outside the liquid barrier A.
これらのケースにおいて、ハンチ部Bの範囲で常時および漏液時の鉛直方向の応力が全断面圧縮となるのに必要なプレストレスの大きさと、当該プレストレスを加えた時の常時および漏液時の防液堤Aの下端の鉛直面内曲げモーメントM、M’の値を算出したものが図8(b)である。 In these cases, the magnitude of prestress required for the vertical stress in the range of the haunch portion B to be compressed in the entire cross section at all times and during liquid leakage, and at all times and during liquid leakage when the prestress is applied. 8 (b) shows the calculated values of the vertical bending moments M and M'at the lower end of the liquid barrier A.
図8(b)に示すように、常時と漏液時において全断面圧縮とするためのプレストレスの大きさ(縦方向PC鋼材CのPC鋼材量に比例する)は、2.のケースで4044kNとなり、1.のケース(5979kN)に比べて約68%、3.のケース(4903kN)に比べて約82%と小さくなる。 As shown in FIG. 8 (b), the magnitude of prestress (proportional to the amount of PC steel material in the vertical PC steel material C) for compressing the entire cross section at all times and at the time of liquid leakage is 2. In the case of, it becomes 4044kN, and 1. Approximately 68% compared to the case (5979kN), 3. It is about 82% smaller than the case (4903kN).
このように、本実施形態の曲線状の偏芯配置は、偏芯の無い場合だけでなく直線状に偏芯配置した場合に比べてもPC鋼材量の低減効果がある。これは、縦方向PC鋼材Cを曲線状の配置とすることによって前記の鉛直面内曲げモーメントM2の分布形状に沿った配置とでき、直線状の偏芯配置を行う場合に比べても無駄を軽減できるためである。なお実際には防液堤の厚さ方向に一定量の引張応力領域を残す設計とする場合もあるが、この場合も上記と同様に鋼材量を低減できる。 As described above, the curved eccentric arrangement of the present embodiment has an effect of reducing the amount of PC steel material not only when there is no eccentricity but also when the eccentric arrangement is linear. By arranging the vertical PC steel material C in a curved shape, the arrangement can be made along the distribution shape of the vertical bending moment M2 in the vertical plane, which is less wasteful than the case of linear eccentric arrangement. This is because it can be reduced. Actually, the design may leave a certain amount of tensile stress region in the thickness direction of the liquid barrier, but in this case as well, the amount of steel material can be reduced in the same manner as described above.
さらに、本実施形態では防液堤2aの下部の内側にハンチ部21aを設けて縦方向PC鋼材15の外側への偏芯量を増大させることで、鉛直面内曲げモーメントM1の絶対値が大きくなる防液堤2aの下部においても、この曲げモーメントM1を軽減して常時と漏液時の鉛直面内曲げモーメントM、M’を符号反対且つ絶対値同等とする事が容易となる。
Further, in the present embodiment, the
しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば本実施形態では防液堤2aの全高に亘って縦方向PC鋼材15を曲線状に配置し、その偏芯量dを防液堤2aの全高に亘って常時、漏液時の鉛直面内曲げモーメントM、M’が符号反対且つ絶対値同等となるようにしたが、曲線状に配置する範囲(所定範囲)はこれに限らない。
However, the present invention is not limited to this. For example, in the present embodiment, the vertical
例えば図3に示すように、鉛直面内曲げモーメントM1が大きくなる範囲は、防液堤2aの下端から、鉛直面内曲げモーメントM1の高さ方向の分布における最下端の変曲点である第1変曲点、あるいはその直上にある第2変曲点までの範囲と考えられるので、曲線状に配置する範囲は、少なくとも防液堤2aの下端から上記第1変曲点までの範囲を含むか、防液堤2aの下端から上記第2変曲点までの範囲を含んでいればよい。これらの範囲で縦方向PC鋼材15を単一の又は複数の曲率による曲線状に配置することで、当該範囲にて常時と漏液時の鉛直面内曲げモーメントM、M’を符号反対且つ絶対値同等とし、縦方向PC鋼材15の量の低減効果が得られる。
For example, as shown in FIG. 3, the range in which the vertical inward bending moment M1 increases is the inflection point at the lowermost end in the distribution of the vertical inward bending moment M1 in the height direction from the lower end of the
また、本実施形態ではLNGタンク1の防液堤2aの例を説明したが、本発明はプレストレスを導入する筒状の側壁を有するタンクであれば適用可能であり、LPGや水などその他の液体を貯留する地上タンクでも適用できる。
Further, in the present embodiment, an example of the
また本発明は現場打ちのコンクリートによって防液堤2aを構築する場合のみならず、プレキャストブロックを上下左右に積み重ねて防液堤2aを構築する場合にも適用可能である。
Further, the present invention is applicable not only to the case of constructing the
以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modifications or modifications within the scope of the technical idea disclosed in the present application, and these also naturally belong to the technical scope of the present invention. Understood.
1、100:LNGタンク
2、2a:防液堤
3a:内槽
3b:外槽
4:杭
5:底版
7:地盤
11:周方向PC鋼材
13、13a、13b、15、15a、15b:縦方向PC鋼材
21、21a:ハンチ部
1,100:
Claims (5)
前記側壁には、周方向の緊張材と縦方向の緊張材の緊張によるプレストレスが導入され、
前記縦方向の緊張材は、前記側壁の高さ方向且つ厚さ方向の断面を見た時に、前記側壁の下端から高さ方向の所定範囲に亘って曲線状に、且つ前記所定範囲において、前記側壁に生じる鉛直面内の曲げモーメントの高さ方向の分布が、前記液体の漏液時と、漏液時以外の常時とで曲げモーメントの向きが反対であり、且つ絶対値が等しくなるように配置されることを特徴とするタンク。 A tank having a cylindrical side wall and an inner tank for storing liquid inside the side wall.
Prestress due to the tension of the circumferential tension material and the vertical tension material is introduced into the side wall.
When the cross section in the height direction and the thickness direction of the side wall is viewed, the tension material in the vertical direction is curved from the lower end of the side wall to a predetermined range in the height direction , and in the predetermined range, the said material. The distribution of the bending moment in the vertical plane on the side wall in the height direction is such that the direction of the bending moment is opposite and the absolute value is the same when the liquid leaks and when the liquid leaks at all times. A tank characterized by being placed.
前記側壁の下端から、前記周方向の緊張材によるプレストレスにより前記側壁に生じる鉛直面内の曲げモーメントの高さ方向の分布の変曲点であって最も下にある第1変曲点の高さまでの範囲を含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のタンク。 The predetermined range is
The height of the lowest first inflection point, which is the inflection point of the distribution of the bending moment in the vertical plane in the vertical plane caused by the prestress of the tension material in the circumferential direction from the lower end of the side wall in the height direction. The tank according to claim 1 or 2 , wherein the tank includes the above range.
前記側壁の下端から、前記第1変曲点の直上の前記変曲点である第2変曲点の高さまでの範囲を含むことを特徴とする請求項3に記載のタンク。 The predetermined range is
The tank according to claim 3 , wherein the tank includes a range from the lower end of the side wall to the height of the second inflection point, which is the inflection point immediately above the first inflection point.
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