JPS5831851B2 - 構築物の脚柱に加わる軸方向荷重の測定方法及びこの方法を用いた軸方向荷重の調整工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数本の脚柱により支持された構築物（たとえ
ば球形タンク等）における個々の脚柱に加わる軸方向荷
重を測定するための測定方法に関する。

更に詳しくは、油圧ジヤツキ等のような揚重力を知るこ
とが出来る揚重手段を用いて脚柱を視認し得る程度（例
えば数ミリメートル程度）持ち上げることにより、当該
脚柱に加えられている軸方向荷重を変化させ、この変化
に伴ない脚柱に生ずる歪みをストレンゲージによって検
出し、同時に持ち上げた時点における。

上記脚柱に加えられている軸方向荷重を油圧ジヤツキの
圧力ゲージ等から読み摩り、以上により得られた脚柱に
加わる軸方向荷重と脚柱の歪みとの関係より当該脚柱の
据付は状態における軸方向荷重を推定するようにした構
築物の脚柱に加かる軸方向荷重の測定方法に関する。

第１図に示す球形タンクＡの様な複数本の脚柱Ｂ、Ｂ・
・・で支えられた構造物にあっては、各脚柱に均等が支
持されていることが望ましく、且つほぼ均等に分布され
るものとして通常設計されている。

ところが、球形タンクの様な大型構造物になると、あら
かじめ完成したタンク本体を吊り上げて基礎上に載置す
ると言ったことは不可能であるから、基礎上で球体を組
立て溶接することになる。

従って、最初基礎レベルを水平に調整してあとは本体荷
重が均等に分布されると考えて作られている。

しかしながら、完成後の各脚柱の荷重がどの用に分布さ
れているかを計測する方法がないためこれまで実際に計
測された記録はほとんどないのが現状である。

ところが球体は溶接構造物でありタンク製作、組立、溶
接時等の精度やひずみ等が発生し、かなり脚柱荷重分布
に影響があることも考えられ、また完成後基礎が不等沈
下した場合は明らかに脚柱荷重のアンバランスが発生す
る。

この状態で大型の地震があった場合アンバランスが太き
いと、タンクが倒れる虞れも出て来るので事前に脚柱の
荷重を測定し、アンバランスを修正してやる必要が出て
くる。

球形タンクを新設する場合、各脚柱用基礎のレベルを水
平に調整し、脚柱との増り合い部となる球赤遣部Ｃより
第２図に示すごとく組立てを始める。

この時の基礎上面レベルの調整は第３図に示すごとく、
脚柱すの下端に増り付けられたベースプレートｃと基礎
ａとの間にチョークライナーｄ・・・を適宜枚数挟入し
て行われ、その後隙間ζこモルタルを充填する。

以上の建設方法には以下のごとき問題点がある。

１、球形タンクは大型且つ溶接構造物であり物品の製作
精度誤差や溶接による縮みや歪みが出るため、溶接前に
仮組みされた状態では各脚柱荷重がほぼ均一になってい
ても完成した状態では変化が起り得る。

２、また、各脚柱の荷重がいくらあるかを計測する方法
がない。

もし、一本の脚柱が遊んで浮いた状態になった場合はベ
ースプレート下のチョークライナーが手で動くので判る
が、他の脚柱の荷重は判らない。

３、たとえチョークライナーが動くところがあったとし
ても今度はタンク脚柱のベースプレート下面が全数同一
水平面でなくなったことになる。

（タンクの据付は始めは基礎面が同一水平面上になるよ
うチョークライナーでレベル調整しているので、脚柱を
建て始めた当初は同一水平面上であったことになる。

）このため、遊んだ脚柱のベースプレート下へライナー
を増して調整が必要となっても、もはやベースプレート
下面はレベルの基点とは出来ないため、どうしても脚柱
の荷重を伺とかして計測しながらのライナー調整でない
と正確なものが出てこない。

次に、既設の球形タンクで基礎が不等沈下した場合につ
いて述べる。

例えば、そのタンクが建設時においては理想的に各脚柱
に均等に荷重が分散された状態で建設されたとする。

その場合、完成時に各脚柱にレベルを表示するレベルマ
ークが記載（打刻）されておれば以後の脚柱レベルの変
化は各レベルマークの比較で容易に判別出来るので、基
礎が不等沈下したかどうかまでは判別出来る。

しかしながら、この場合でも新設の場合と一様各脚柱の
荷重がどの様な状態にあるかは判らない。

ただし、基礎のレベル変化の差からはある程度の荷重の
増減量は計算出来るが絶対量はやはり判らない。

以上、新旧のタンクの場合を含めてまとめると、１、各
脚柱の荷重の絶対量を測定し、各脚柱の荷重が許容値以
下であることを確認する必要がある。

荷重が許容を出ていれば修正しなければならない。

２、従って、脚柱荷重の測定法と脚柱荷重修正法が必要
である。

次に、脚柱荷重の測定法としてどの様な方法が考えられ
るかであるが、ストレンゲージによる測定が考えられる
。

一つの方法として、各脚柱に建設始め（または荷重のか
からない状態から）ストレンゲージを貼付し零点調整し
ておき、完成後最終的に計測し、ひずみと応力との関係
より荷重を算出する方法がある。

この場合、タンクの建設は通常数ケ月以上かかるため工
事中のゲージのくるい、破損、リード線の破損等があり
、その費用も多く現実には不可能に近く、またこの方法
は既設のタンクには適用出来ない。

また、一つの方法として、完成した脚柱のある１本だけ
を第４図に示すごとくベースプレートｃ下のチョークラ
イナーｄをとり除いて完全に遊ばせて荷重を零とし、こ
の時点で脚柱に増付けられたストレンゲージを零点調整
し、次に元の状態にチョークライナーをもどして再度ス
トレンゲージを測定すればその脚柱の荷重は測定出来る
。

しかしながら、この場合遊ばせた脚柱の荷重は他の脚柱
へ写されることになるから、他の脚柱がすでに許容値を
越えている様な場合１本遊ばせたがために、他の脚柱が
こわれる虞れがあり、安全な計測方法ではないので実用
に供さない。

また、１つの方法として完成したタンクの脚柱にストレ
ンゲージｋを貼付し、その時点で零点調整し、ストレン
ゲージｋを破損させることなくストレンゲージｋを貼付
した脚柱の一部を第５図に示すごとく切り取る。

切り増られた板片ｌは応力が開放されるので、そのまま
ストレンゲージを測定し、元の零点調整時と比較すれば
元の応力、即ち脚柱荷重が算出される。

この方法はかなりのテクニックを要するとともに、製品
である脚柱に傷をつけることになる。

（開口部は補修して実用上は全く支承はない。

）他方、ストレンゲージを使用しない脚柱荷重測定法と
して油圧ジヤツキによる方法がある。

第６図はその一実施例を示すものであるが、ベースプレ
ートｃ下にジヤツキｆを挿入しポンプ９にて油圧をかけ
脚柱すを持ち上げ、その時の油圧を圧力ゲージｈから読
み取り、ジヤツキプランジャー面積に油圧を掛けると、
その時の荷重が算出できる。

しかしながら、この場合の荷重はあくまでも脚柱を持ち
上げた状態での荷重であり、基礎の上に載置された元の
状態での荷重ではないので、ある程度の推定になってし
まう。

尚、第７図はベースプレートｃ下にジヤツキｆが置けな
い場合を示すもので、この場合脚柱すにジヤツキ受は台
ｊを溶接によって固定し、あとは第６図の場合と同様の
方法でジヤツキアップ測定する。

そこで、本発明者は球形タンクのごとく複数本の脚柱に
よって支持された構造物における脚柱荷重の調整をすべ
く鋭意研究の結果、以上のごとき知見を得て本発明を完
成するに至ったものである。

本発明の目的とするところは、球形タンクのごとき複数
本の脚柱により支持された構築物における個々の脚柱に
加わる軸方向荷重を簡単且つ正確に測定することを可能
とし、もってこの種構築物の倒壊を予測することが出来
るようにした構築物の脚柱に加わる軸方向荷重の測定方
法を提供する。

以下に、本発明の好適一実施例を添付図面に従って詳述
する。

以下には本発明方法を用いて球形タンクの脚柱に４ｒ口
わる軸方向荷重を調整する場合を示す。

図面は本発明方法を説明するためのもので、第１図は球
形タンクの全体概観図、第２図は建設途中の球形タンク
を示す全体概観図、第３図は脚柱の基部を示す要部拡大
図、第４図〜第７図は従来の調整工法を説明するための
図、第８図は本発明方法を説明するための脚柱基部の側
面図である。

第８図に示すごとく、各脚柱２の適当個所にストレンゲ
−シロを貼付し且つ各脚柱下部にジヤツキベース５を設
置し、基礎１とジヤツキベース５との間に油圧ジヤツキ
７を設ける。

ジヤツキベース５は第８図に示すととく略三角形状の鋼
板材で、この鋼板材は脚柱２に溶接によって固着される
。

ジヤツキ７はバランスをよくするため複数基設けられ、
ジヤツキ７と油圧ポンプ９とを接続する管路には圧力計
１０が設けられる。

まず、ジヤツキ７が全く作動していない、即ち、タンク
が据付けられているそのままの状態でストレンゲ−シロ
の零点調整をする。

次に、ベースプレート３を規制しているアンガーボルト
４のナツトを緩める。

ここで、もしその脚柱に引張力がかかつていると脚柱が
浮いてくることになる。

この場合前述のごとくストレンゲージだけでその荷重が
正確に測定出来るが、このケースは極めて希である。

ナツトを緩めても変化のない場合はポンプ９を作動させ
ジヤツキ７を駆動して脚柱２を徐々に持ち上げる。

持ち上げ量はベースプレート３が基礎面より離脱し脚柱
荷重をすべてジヤツキ７で受けている事が確認出来れば
よく、通常はんの数ミリメートル程度である。

ジヤツキアップが確認されたらその時のジヤツキの油圧
を圧力計１０から読み取り、油圧ジヤツキ７のプランジ
ャー断面積よりジヤツキアップ時の荷重が正確に判明す
る。

即ち、油圧Ｐ（ｋＶｄＧ）、プランジャー断面積Ｓ （
ｉ）とすると、荷重Ｆ＝ＰＸＳ（＃）となる。

この時点で脚柱２にとりつけたストレンゲージを計測し
、ジヤツキより計測した脚柱荷重とストレンゲ−シロの
値との関係を確認する。

これだけでストレンゲ−シロのＯ調整が先にしであるの
で、脚柱の元の荷重、即ち、据付は状態において加わっ
ていた軸方向荷重が算出できる。

即ち、Ｏ調整時のストレンゲ−シロのひずみをε０１
ジヤツキアップした時点におけるひずみを６１とする
とひずみε１における脚柱荷重はＦ（＃）であるからε
Ｏにおける脚柱荷重は算出できる。

脚柱の元の荷重が判明したらその値が許容荷重になる様
ベースプレート３下のチョークライナー１１を調整し、
ジヤツキの油圧を下げてジヤツキダウンし、基礎１上に
脚柱２を下ろす。

ここで、再びストレンゲ−シロを計測し、そのひずみ量
ε２より今度は容易に基礎１上に設置された脚柱２の荷
重を正確に知ることができるのである。

この時の荷重がまだ許容荷重値を外れる場合は再度ジヤ
ツキアップし、更にライナー調整し荷重の調整をすれば
よい。

この方法は脚柱を一本づつジヤツキアップして行うこと
ができるし、また全脚柱にジヤツキを設けて行ってもよ
い。

また第６図のごとくジヤツキをベースプレート下にあら
かじめ設ければ、ジャンキベース５の取付けは不要とな
る。

尚、以上の実施例においては本発明方法を球形タンクに
適用した例を示したが、本発明方法の適用は以上に限定
されるものではなく、複数本の脚柱により支持された構
築物に広く採用し得ることは勿論である。

また、以上の実施例にあっては、揚重手段として油圧ジ
ヤツキを採用したが、揚重手段はこれに限定されるもの
ではなく、要するに脚柱を持ち上げることができる揚重
力を有し且つその揚重力を表示し得る揚重手段であれば
よい。

以上で明らかなように、本発明によれば以下のごとき優
れた効果を発揮する。

１）球形タンクのごとき複数本の脚柱により支持された
構築物における個々の脚柱に加わる軸方向荷重を簡単且
つ正確に測定することができ、以ってこの種構築物の倒
壊を予測でき、その防止対策上、有用な測定方法となる
。

２）どの様に大きなタンクであっても、且つその新設、
既設を問わず、適用することができる。

３）万一、その工事中に地震があってもタンクは完成さ
れた構造になっており、各脚柱のベースプレートはアン
カーボルトより外れていないので倒壊等の危険は全くな
い。

即ち、ジヤツキアップしているとは言えほんの数ミリメ
ートルしか持ち上げていないからである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明方法を説明するためのもので、第１図は球
形タンクの全体概観図、第２図は建設途中の球形タンク
を示す全体概観図、第３図は脚柱の基部を示す要部拡大
図、第４図〜第７図は従来の調整工法を説明するための
図、第８図は本発明方法を説明するための脚柱基部の側
面図である。 尚、図面中１は基台、２は脚柱、６はストレンゲージ、
７は揚重手段、１１はライナーである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数本の脚柱により支持された構築物における個々
   の脚柱に加わる軸方向荷重を測定するにおいて イ６上記脚柱の夫々にストレンゲージを貼付し、口、こ
   れらのストレンゲージの貼付された脚柱の任意の一本を
   、適宜な揚重手段を用いて視認し得る程度に持ち上げ、 ハ、この持ち上げた時点に於ける上記揚重手段の揚重力
   及び当該脚柱に貼付されたストレンゲージり読みを求め
   、 二、持ち上げる前後におけるストレンゲージの変化量と
   上記揚重力とから、持ち上げる前に尚該脚柱に加えられ
   ていた軸方向荷重を推定すること、 を特徴とする構築物の脚柱に加わる軸方向荷重の測定方
   法。