KR102331033B1 - 긴장 링 보강재를 이용한 공용 중 액체저장탱크의 보강구조 및 보강방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LNG, LPG, 산업용수(産業用水) 등과 같은 액체를 담아두는 액체저장탱크의 외측면에, 액체저장탱크의 원주를 폐합된 링 형태로 감싸면서 긴장력이 도입되는 긴장 링 보강재(1)를 설치하여 긴장 링 보강재(1)에 의해 수평방향으로 액체저장탱크(T)의 내측을 향하여 보강력이 작용하여 액체저장탱크(T)의 강성 및 내진 성능을 향상시켜 보강하되, 긴장 링 보강재(1)를 매우 효율적인 방법으로 액체저장탱크의 외측면에 설계된 수평상태에 맞추어서 정밀하게 설치하게 되는 "긴장 링 보강재를 이용한 공용 중 액체저장탱크의 보강구조 및 보강방법"에 관한 것이다.

Description

긴장 링 보강재를 이용한 공용 중 액체저장탱크의 보강구조 및 보강방법{Structure and reinforcing method of in-service liquid storage tank stiffened by prestressed ring}

본 발명은 공용 중에 있는 액체저장탱크를 보강하는 구조 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 LNG, LPG, 산업용수(産業用水) 등과 같은 액체를 담아두는 액체저장탱크에 긴장력이 도입된 링 형태의 보강재를 접하도록 설치하되 효율적인 방법으로 액체저장탱크의 외면에 설계된 수평상태에 맞추어서 정밀하게 설치함으로써 액체저장탱크의 강성 및 내진성능 등을 효과적으로 보강할 수 있는 "긴장 링 보강재를 이용한 공용 중 액체저장탱크의 보강구조 및 보강방법"에 관한 것이다.

액화천연가스(Liquefied Natural Gas; LNG), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas; LPG), 산업플랜트의 액상 산업원료 또는 폐수 등과 같은 액체를 담아서 저장하기 위한 액체저장탱크는 중요시설물로서 특별한 관리가 필요하다. 현재 설치되어 사용 중에 있는 액체저장탱크("공용 중인 액체저장탱크")는 설치된 지 오래되어서 노후화되고 있는데 반하여 최근에는 지진 등의 재해 발생 가능성이 매우 커지고 있는 실정이다. 따라서 현재 공용 중인 액체저장탱크에 대해서 내부 액체에 의한 팽창압력에 대응한 충분한 강성을 가질 수 있게 보강해야 할 뿐만 아니라 충격이나 지진 등과 같은 외력에 대해서도 더 큰 강성을 가질 수 있도록 보강해야 할 필요성이 증가하고 있다.

일반적으로 콘크리트 구조물로 이루어진 외조(外槽)를 가지는 액체저장탱크의 경우, 설계 및 최초 시공시에는 강성 확보를 위하여 텐던을 이용한 긴장력이 도입될 수 있지만 시공이 완료되어 공용 중에는 이러한 긴장력의 추가 도입이 불가능한 구조를 가지고 있다. 외조가 강재로 이루어진 액체저장탱크의 경우에는 설계 및 최초 시공시에 각재로 이루어진 링(ring)형 보강재를 외조에 부착하여 설치함으로써 설계된 강성을 확보하는 형태로 시공되지만, 공용 중에는 링형 보강재를 부착하기 어렵다는 한계가 있는 것이다. 특히, 링형 보강재를 액체저장탱크의 강재(鋼材) 외조에 설치하려면 용접 작업을 수행하여야 하는데, 이 경우 용접열에 의한 잔류응력이 발생하게 되는 문제점이 있고 용접열에 의해 강재 외조에 변형이 발생할 위험이 매우 크다는 문제점이 발생하게 된다.

대한민국 등록특허 제10-1026260호 및 등록특허 제10-1686795호에는 각각 저장탱크 및 물탱크를 보강하려는 기술이 개시되어 있지만, 이러한 종래 기술은 애초에 액체저장탱크를 설계하고 최초 시공할 때에 적용할 수 있는 기술에 불과하며, 더 나아가 그 보강효과가 내진 등에는 크지 않다는 한계가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1026260호(2011. 03. 31. 공고). 대한민국 등록특허공보 제10-1686795호(2016. 12. 5. 공고).

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 산업플랜트의 액상 산업원료 또는 폐수, LNG, LPG 등과 같은 액체를 담아서 저장하는 액체저장탱크로서, 공용 중인 액체저장탱크에 대해서 용접에 의한 외조의 손상이나 앵커 등의 설치에 따른 외조의 손상을 야기하지 않고서도, 신속하고 견고하게 설치할 수 있어서 액체저장탱크의 단면 강성을 크게 증진시켜 보강함으로써 액체저장탱크의 내진 성능 및 액체저장 성능을 보강하고 개선시킬 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히 본 발명에서는 액체저장탱크의 성능 보강을 위하여 긴장력이 도입된 링 형태의 보강재("긴장 링 보강재")를 액체저장탱크의 외측면에 접하도록 설치하는데, 긴장 링 보강재를 설계된 높이에서 설계된 수평상태에 맞춰서 신속하고 정확하게 그리고 효율적으로 설치할 수 있는 기술을 제공하는 것을 구체적인 목적의 하나로 삼고 있다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 액체저장탱크의 원주를 폐합된 링 형태로 감싸면서 긴장력이 도입되는 긴장 링 보강재(1)가 액체저장탱크의 외측면에 설치됨으로써, 긴장 링 보강재(1)에 의해 수평방향으로 액체저장탱크(T)의 내측을 향하여 보강력이 작용하여 액체저장탱크(T)의 강성 및 내진 성능이 보강되는 것을 특징으로 하는 액체저장탱크의 보강구조 및 이에 의한 액체저장탱크의 보강방법이 제공된다.

상기한 본 발명에서 긴장 링 보강재(1)와 액체저장탱크(T)의 외측면 사이에는. 긴장 링 보강재(1)에 의한 보강력(補强力)을 액체저장탱크(T)에 전달하는 밀착받침부재가 구비될 수 있으며, 구체적으로는 긴장 링 보강재(1)는, 중공(13)이 형성되어 있고, 상기 중공(13) 내에는 긴장재(12)가 관통 배치되는 원주방향으로의 단면 구성을 가지며; 긴장 링 보강재(1)는 원주방향으로 연장된 복수개의 링 세그먼트가 연속 배치되어 일체화되어 있는 구성을 가지는데; 상기 복수개의 링 세그먼트에는 긴장재가 정착되는 정착부가 형성되어 있는 정작 링 세그먼트가 2개 이상의 복수개로 포함되어 있어서, 정착부는 원주방향으로 이격되어 복수개로 존재하며; 원주방향으로 이격된 상태로 이웃하는 정착부 사이에서 링 세그먼트의 중공 내에 긴장재가 삽입되어 긴장재의 양단이 이웃하는 정착부 각각에 정착되는 방식으로 복수개의 긴장재가 배치되고 긴장 정착됨으로써; 긴장 링 보강재(1)에 원주방향으로 긴장력이 도입되어서, 긴장 링 보강재(1)에 의해 액체저장탱크(T)의 외주면을 감싸서 조여 주는 형태의 보강력이 작용하게 될 수 있다.

특히, 상기한 본 발명에서 선재 형태의 메인 현수부재의 상단은 액체저장탱크의 상부에 고정시키고 하단은 아래로 길게 연장되도록 메인 현수부재를 배치하되, 메인 현수부재가 밀착받침부재를 관통하여 아래로 길게 연장되도록 하고; 복수개의 링 세그먼트의 각각을 상기 메인 현수부재에 체결하여 설계된 높이에서 액체저장탱크의 외측면에 위치시킨 상태에서 각각의 링 세그먼트를 결합하여 연속시켜서 긴장 링 보강재를 이루게 만들고; 긴장 링 보강재가 만들어진 후에는, 메인 현수부재의 하단을 지반에 고정시켜서 액체저장탱크(T)의 연직방향 상,하 움직임을 억제할 수 있는 하향 저항력이 발휘되게 만들 수도 있다.

본 발명에 의하면, 공용 중인 액체저장탱크에 대하여 손상을 야기하지 않고서도 액체저장탱크의 단면 강성을 크게 증진시켜 보강할 수 있게 되고, 그에 따라 액체저장탱크의 내진 성능 및 액체저장 성능을 크게 보강하고 개선시킬 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

특히, 본 발명에서는 액체저장탱크의 상태에 맞추어서 긴장 링 보강재에 도입되는 긴장력의 정도를 조절할 수 있으므로 현장 상황에 부합되는 최적의 상태로 액체저장탱크를 보강할 수 있게 되는 장점이 발휘된다.

더 나아가, 본 발명에서는 링 세그먼트의 조립에 의해 긴장 링 보강재를 설치하게 되므로 액체저장탱크의 규모가 달라지더라도 그에 맞추어 쉽게 적용할 수 있는 장점이 있으며, 특히 현수부재를 이용한 시공방법을 이용하게 되면 링 세그먼트를 조립하여 긴장 링 보강재를 완성하는 과정에서 링 세그먼트가 정해진 높이에 배치되어 있는 상태를 안정적으로 유지할 수 있게 되며, 그에 따라 작업이 수월하게 진행되어 효율적인 시공을 할 수 있을 뿐만 아니라, 설계된 수평상태에 맞춰서 정밀하게 시공을 할 수 있게 되는 장점도 발휘된다.

도 1은 본 발명에 따라 액체저장탱크에 긴장 링 보강재를 설치한 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 상태를 위에서 아래로 내려다 본 형태의 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 2의 원 A부분에 대한 개략적인 확대도이다.
도 4는 도 2의 화살표 B-B에 따른 원주방향의 개략적인 단면도이다.
도 5는 튜브부재의 내부에 압축보강재가 중공을 가지면서 형성되어 있는 구조를 만드는 것의 일예를 보여주는 개략적인 투시 사시도이다.
도 6은 단순한 구성을 가지는 긴장 링 보강재의 원주방향 단면을 보여주는 도 4에 대응되는 개략적인 단면도이다.
도 7은 긴장 링 보강재의 링 세그먼트가 각각 분리되어 있는 상태를 보여주는 도 2에 대응되는 개략적인 평면도이다.
도 8은 링 세그먼트 간의 연결부분만을 발췌하여 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 9는 링 세그먼트에 형성된 정착부의 상세 구성을 보여주는 도 7의 원 C 부분에 대한 개략적인 확대도이다.
도 10은 긴장 링 보강재의 내부에 긴장재가 배치되어 있는 것을 보여주는 도 2에 대응되는 개략적인 투시 평면도이다.
도 11은 도 10의 원 D1 부분의 개략적인 확대도이다.
도 12는 도 10의 원 D2 부분의 개략적인 확대도이다.
도 13은 도 10의 원 D3 부분의 개략적인 확대도이다.
도 14는 정착 링 세그먼트에 형성된 정착부의 또다른 실시예를 보여주는 도 11에 대응되는 개략적인 확대도이다.
도 15의 (a) 및 (b)는 각각 액체저장탱크에 지진 하중이 수평방향으로 작용할 때 액체저장탱크(T)에 담겨진 유체가 출렁거리는 형상과 그에 따른 액체저장탱크의 압력분포를 보여주는 개략도이다.
도 16의 (a) 및 (b)는 각각 지진 하중이 작용하여 액체저장탱크 내의 유체에서 급격하게 수평방향 이동으로 충격압력이 발생하였을 때의 액체저장탱크와 그에 담겨진 유체의 변형형상 및 그에 따른 액체저장탱크의 압력분포를 보여주는 개략도이다.
도 17의 (a) 및 (b)는 각각 수직방향의 지진 하중으로 유발된 충격압력이 강체의 액체저장탱크에 작용할 때 액체저장탱크 내의 유체 변형형상과 그에 따른 액체저장탱크의 압력분포를 보여주는 개략도이다.
도 18의 (a) 및 (b)은 각각 수직방향의 지진으로 유발된 충격압력이 연성의 액체저장탱크에 작용할 때 액체저장탱크 내의 유체 변형형상과 그에 따른 액체저장탱크의 압력분포를 보여주는 개략도이다.
도 19는 긴장 링 보강재를 이루는 링 조립체가 아직 조립되지 않은 채 선재로 이루어진 현수부재에 매달린 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 20은 도 19의 화살표 K-K에 따른 개략적인 원주방향 단면도이다.
도 21은 도 19의 원 M부분에 대한 개략적인 확대도이다.
도 22는 도 19의 상태에 후속하여 긴장 링 보강재가 완성된 후 현수부재의 하단을 지반에 고정시킨 상태를 보여주는 도 19에 대응되는 개략적인 사시도이다.
도 23은 긴장 링 보강재를 이루는 링 조립체가 아직 조립되지 않은 채 빔 부재로 이루어진 현수부재에 결합된 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 24는 도 23의 원 N부분에 대한 개략적인 확대도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상, 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

도 1에는 본 발명에 따라 긴장 링(ring) 보강재(1)를 액체저장탱크(T)에 설치하여 액체저장탱크를 내진 보강한 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 상태를 위에서 아래로 내려다 본 형태의 개략적인 평면도가 도시되어 있다. 도면에 도시된 것처럼 본 발명에 따른 액체저장탱크의 보강방법 및 보강구조에서는, 액체저장탱크(T)의 외측면(外側面), 좀 더 구체적으로는 액체저장탱크(T)를 이루는 외조(外槽)의 연직한 외측면("액체저장탱크의 외측면")에 액체저장탱크(T)의 원주를 감싸도록, 긴장력이 도입된 긴장 링 보강재(1)를 설치함으로써 액체저장탱크(T)의 강성 및 내진 성능을 보강하게 된다. 액체저장탱크(T)의 연직한 외측면에서 긴장 링 보강재(1)는 연직방향으로 필요한 복수개의 개수로 간격을 두고 나란하게 설치될 수 있다.

도면에 도시된 실시예에서는 액체저장탱크(T)가 원기둥 형상의 구조물로 이루어져 있으므로 액체저장탱크(T)의 평면 형상은 원형이며, 이 경우 본 발명에 따른 긴장 링 보강재(1)는 원형 링(ring) 형상을 가지는 부재로 이루어져서 액체저장탱크(T)의 외측 원주를 감싸서 폐합된 형태로 설치된다. 만일 액체저장탱크(T)의 평면 형상이 원형 이외에 타원형이나 다각형으로 이루어진 경우에는, 긴장 링 보강재(1)의 평면 형상 역시 이에 맞추어서 타원형이나 다각형의 링(ring) 부재로 이루어져서 액체저장탱크(T)의 외측면을 감싸도록 설치된다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 원형 링(ring) 형상의 긴장 링 보강재(1)를 예시하였고, 그에 따라 "원주(圓周)" 등과 같이 원(圓 circle)과 관련된 용어를 사용하였지만, 긴장 링 보강재(1)가 원형 이외의 평면 형상을 가지는 경우, "원주(圓周)"라는 용어는 긴장 링 보강재(1)의 평면 형상에서의 외측 가장자리를 따라가는 선을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

긴장 링 보강재(1)를 설치함에 있어서 액체저장탱크(T)의 외측면에 긴장 링 보강재(1)가 직접 접촉할 수도 있지만, 도면에 예시된 것처럼 긴장 링 보강재(1)와 액체저장탱크(T)의 외측면 사이에 밀착받침부재(2)를 설치하여, 긴장 링 보강재(1)에 의한 보강력(補强力)이 밀착받침부재(2)를 거쳐서 액체저장탱크(T)에 전달될 수 있게 만드는 것이 국부적인 지압 상태로 인한 문제점을 예방할 수 있으므로 바람직하다. 도 3에는 도 2의 원 A부분 즉, 밀착받침부재(2)가 설치된 부분에 대한 개략적인 확대도가 도시되어 있다. 도 3에 예시된 것처럼 밀착받침부재(2)를 액체저장탱크(T)의 외측면에 밀착되게 하고 긴장 링 보강재(1)가 밀착받침부재(2)에 닿도록 설치하는 것이 액체저장탱크(T)에 과도한 지압력이 작용하는 것을 방지한다는 측면에서 바람직한 것이다. 밀착받침부재(2)는 액체저장탱크(T)의 외측가장자리 전체에 걸쳐서 연속된 상태로 구비될 수도 있지만, 도면에 예시된 것처럼 액체저장탱크(T)의 원주를 따라 소정 길이를 가지는 것이 복수개로 구비되어 단속적인 형태로 설치될 수도 있다. 밀착받침부재(2)는 힘을 전달하는 부재이므로 강성체로 제작되지만, 긴장 링 보강재(1)의 제작오차, 액체저장탱크(T) 외측면의 표면 요철 등을 감안하여 밀착받침부재(2)에서 액체저장탱크(T)의 외측면 및 후술하는 긴장 링 보강재(1)에 직접 밀착하는 각각의 측면에는 고무 등과 같은 연질(軟質)의 재료로 이루어진 밀착패드(20)가 구비되는 것이 바람직하다.

긴장 링 보강재(1)는 액체저장탱크(T)의 외측가장자리 즉, 원주를 감싸도록 설치되어 액체저장탱크(T)의 강성을 증가시킴으로써, 액체저장탱크(T)의 내부로부터 외측으로 가해지는 압력에 대한 저항력뿐만 아니라 지진 등으로 인하여 액체저장탱크(T) 내에 담겨진 유체의 유동에 의해 발생되는 힘에 대한 저항력을 발휘하여 내진 보강 효과가 발휘되게 하는 부재이다. 즉, 긴장 링 보강재(1)는 액체저장탱크(T)에 대하여 보강력을 발휘하게 되고 그에 따라 액체저장탱크(T)의 강성 및 내진 성능이 크게 증진되는 것이다.

도 4에는 긴장 링 보강재(1)의 단면 구성의 일예를 보여주는 도 2의 화살표 B-B에 따른 원주방향의 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도면에 예시된 것처럼 긴장 링 보강재(1)는 원주방향 단면 내에 중공(中空)(13)이 형성되어 있고, 상기 중공(13) 내에는 텐던(tendon) 등의 긴장재(12)가 관통 배치되는 구성을 가진다. 후술하는 것처럼 중공(13) 내에 관통 배치된 긴장재(12)가 긴장 정착됨으로써 긴장 링 보강재(1)에는 긴장력이 도입된다. 특히 도 4에 예시된 실시예의 경우, 긴장 링 보강재(1)에는 외피를 이루는 튜브부재(10)가 구비되어 있고, 튜브부재(10)의 내부에는 압축보강재(11)가 중공(中空)(13)을 가지면서 채워져 있는 구성을 가지고 있다. 도 4에서 도면부호 112는 튜브부재(10)의 강성을 키우기 위하여 필요에 따라 더 추가적으로 구비될 있는 보강리브(112)이다.

도 5에는 도 4의 단면 구성을 이루기 위하여 튜브부재(10)의 내부에 압축보강재(11)가 중공(中空)(13)을 가지면서 형성되어 있는 구조를 만드는 것의 일예를 보여주는 개략적인 투시 사시도가 도시되어 있다. 도 5에서 튜브부재(10)의 내부는 점선을 이용하여 투시도 형태로 도시하였다. 튜브부재(10)는 외피(外皮)에 해당하는 것으로서 강재, 합성수지재 등의 다양한 재질로 이루어질 수 있는데, 도 5에 예시된 것처럼 튜브부재(10)의 내부에 중공(13)을 형성할 작은 직경의 내측 파이프(14)를 배치한 후, 내측 파이프(14)와 튜브부재(10)의 내측 사이의 공간에 고강도 모르타르, 고강도 콘크리트 등을 채워서 경화시킴으로써 압축보강재(11)가 형성되도록 함으로써 도 4에 예시된 형태의 단면 구성을 가지는 긴장 링 보강재(1)를 제작할 수 있다. 이 때, 내측 파이프(14)가 튜브부재(1)의 원주방향 단면 내에서 정해진 위치에 안정적으로 배치되도록 내측 파이프(14)와 튜브부재(1)의 내측면 사이에는 연결간격재(15)가 설치될 수 있다. 그러나 도 5의 형태는 일예이므로 다른 방식에 의해 도 4에 도시된 긴장 링 보강재(1)의 원주방향 단면 구성이 만들어질 수도 있다.

더 나아가 도 4에 도시된 단면 형태 역시 긴장 링 보강재(1)의 원주방향 단면 구성의 일예이다. 앞서 언급한 것처럼 본 발명에서 긴장 링 보강재(1)는, 원주방향 단면 내에 중공(13)이 형성되어 있고 중공(13) 내에는 긴장재(12)가 관통 배치되어 원주방향으로 긴장력이 도입되어 있는 구성을 가지면 충분하다. 따라서 도 4 및 도 5에 예시된 형태가 아니라, 원주방향 단면 내에 단순이 중공(13)이 형성되어 있는 간단한 형태의 원주방향 단면 구성을 가질 수도 있다. 도 6에는 이와 같이 긴장 링 보강재(1)의 단순한 형태의 원주방향 단면을 보여주는 도 4에 대응되는 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 즉, 도 6에 도시된 것처럼 텐던 등의 긴장재(12)에 긴장력이 도입됨으로써 발생하는 압축력에 버틸 수 있도록 단면이 채워져 있되 중공(13)이 형성된 단순한 형태로 긴장 링 보강재(1)의 원주방향 단면이 이루어질 수 있는 것이다.

본 발명에서 긴장 링 보강재(1)는 액체저장탱크(T)의 원주를 따라 액체저장탱크(T)의 외측면을 감싸서 폐합된 링 형태로 설치되는데, 특히 긴장 링 보강재(1)는 원주방향으로 소정 길이로 연장된 복수개의 "링 세그먼트(ring segment)"가 연속 배치되어 일체화되어 있는 구성을 가진다. 이와 같이 복수개의 링 세그먼트(ring segment)가 서로 조립되어 긴장 링 보강재(1)를 이루는 것을 설명하기 위하여, 도 7에는 긴장 링 보강재(1)의 링 세그먼트가 각각 분리되어 있는 상태를 보여주는 도 2에 대응되는 개략적인 평면도가 도시되어 있다. 도 7에 예시된 것처럼 본 발명에서 긴장 링 보강재(1)는 원주방향으로 소정 길이로 연장된 복수개의 링 세그먼트(ring segment)가 연속 배치되고, 이웃하는 링 세그먼트끼리 서로 조립되어 일체화되고 연속화됨으로써 폐합된 형태로 액체저장탱크(T)의 원주를 감싸게 된다. 도면에 도시된 실시예에서 액체저장탱크(T)가 원기둥 형상의 구조물로 이루어져 있으므로 링 세그먼트는 원호 형태로 연장된 부재로 이루어져 있다.

이웃하는 링 세그먼트를 서로 일체화시켜서 연결함에 있어서는 튜브부재(10) 간의 플랜지 연결 구조를 이용할 수 있다. 도 8에는 링 세그먼트 간의 연결부분만을 발췌하여 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 8에 도시된 것처럼 링 세그먼트의 연결부분에 플랜지(109)를 형성하고 플랜지(109) 끼리 맞댄 후 볼트 등의 체결부재(108)를 플랜지(109)에 관통시켜 체결함으로써 이웃하는 링 세그먼트를 일체로 결합하여 연속화시킬 수 있는 것이다. 물론 링 세그먼트 간의 연결은 이에 한정되지 않으며 기타 방식을 이용할 수도 있다. 체결부재와 플랜지를 이용한 방식 또는 기타 다양한 방식을 이용한 링 세그먼트 간의 결합 및 그에 의한 연속화 작업은 후술하는 긴장재(12)에 긴장력을 도입하기 전에 수행한다.

앞서 설명한 것처럼 긴장 링 보강재(1)의 단면 내에는 원주방향으로 긴장재(12)가 배치되고 긴장재(12)에는 긴장력이 도입되는 바, 이를 위하여 긴장 링 보강재(1)를 이루는 복수개의 링 세그먼트 중에서 하나 이상의 링 세그먼트에는 긴장재(12)가 긴장 정착되는 정착부(5)가 형성되어 있다. 설명의 편의상 긴장 링 보강재(1)를 이루는 복수개의 링 세그먼트 중에서 정착부(5)가 형성되어 있는 링 세그먼트는 "정착 링 세그먼트"이라고 표기하고, 정착부(5)가 형성되어 있지 않은 링 세그먼트는 "비정착 링 세그먼트"라고 구분하여 표기한다.

도 1 내지 도 7에 예시된 실시예의 경우, 복수개의 정착 링 세그먼트(R1)와 복수개의 비정착 링 세그먼트(R2)가 혼합 배치되어 폐합된 링 형상을 이루고 있되, 2개의 정착 링 세그먼트(R1) 사이에 2개의 비정착 링 세그먼트(R2)가 배치되어 있는 구성을 가지고 있다. 그러나 본 발명에서 긴장 링 보강재(1)에 구비되는 정착 링 세그먼트(R1)의 개수는 이에 한정되지 않으며, 더 나아가 이격되어 위치하는 2개의 정착 링 세그먼트(R1) 사이에 배치되는 비정착 링 세그먼트(R2)의 개수도 이에 한정되지 않으며 필요에 따라 증감될 수 있는 것이다. 특히, 비정착 링 세그먼트(R2)를 전혀 포함하지 않고 정착 링 세그먼트(R1)만으로 긴장 링 보강재(1)가 이루어질 수도 있다.

도 9에는 정착 링 세그먼트(R1)에 형성된 정착부(5)의 상세 구성을 보여주는 도 7의 원 C 부분에 대한 개략적인 확대도가 도시되어 있다. 도 9에서 점선은 정착부(5)에서 링 세그먼트 내부에 형성된 중공(13)의 형태를 보여주는 것이다. 정착 링 세그먼트(R1)에는 정착부(5)가 형성되어 있고, 정착부(5)의 양측으로는 각각 중공(13)을 가지도록 연장된 부분이 형성되어 있다. 정착부(5)는 링 세그먼트의 단면이 더 증대되어 돌출되는 형태로 형성될 수 있는데, 정착부(5)에서 서로 대향되는 위치에는 2개의 정착면(50a, 50b)이 각각 존재한다. 편의상 위에서 아래로 내려다본 평면 형상에서 정착부(5)의 왼쪽에 위치하는 정착면을 "제1정착면(50a)"이라고 기재하고, 이와 반대로 정착부(5)의 오른쪽에 위치하는 정착면을 "제2정착면(50b)"이라고 기재한다. 한편, 정착부(5)에서는 링 세그먼트 내부에 형성된 중공(13)이 도면에 예시된 것처럼 영문자 X자 형태로 서로 교차되어 형성될 수 있다. 서로 교차하는 중공(13)은 서로 연통될 수도 있지만, 연직방향으로 층을 두고 서로 연통되지 않은 형태로 교차할 수도 있다. 비정착 링 세그먼트(R2)의 경우는 긴장재(12)가 정착되는 정착부(5)가 구비되어 있지 않다. 따라서 비정착 링 세그먼트(R2)는 내부에 중공(13)을 가지도록 원주를 따라 단순히 길게 연장된 부재로 이루어질 수 있다.

도 10에는 긴장 링 보강재(1)의 내부에 긴장재(12)가 배치되어 있는 것을 보여주는 도 2에 대응되는 개략적인 투시 평면도가 도시되어 있다. 도 10은 도 2에서 중공(13)의 내부에 긴장재(12)가 배치되어 있는 것을 투시도 형태로 보여주는 것이다. 도 10의 실시예에는 3개의 정착 링 세그먼트가 이격되게 위치하고 있으므로, 편의상 도 10에서 시계방향으로 가면서 3개의 정착 링 세그먼트에 대해 순서대로 각각 R-1, R-2, R-3의 도면부호를 부여하였다. 그리고 3개의 정착 링 세그먼트(R1-1, R1-2, R1-3)의 각각에는 정착부가 존재하는데 편의상 이들을 각각 제1정착부(5a), 제2정착부(5b) 및 제3정착부(5c)라고 기재하였다. 이와 같이 각각 정착부를 가지는 3개의 정착 링 세그먼트를 포함하는 형태로 긴장 링 보강재(1)가 구성되는 경우에는 도면에 예시된 것처럼 긴장 링 보강재(1)의 전체에 3개의 긴장재(12)가 구비된다. 아래에서는 이러한 구성을 가지는 도 10의 실시예를 참조하여 본 발명의 긴장 링 보강재(1)에서의 긴장재 긴장/정착 구성을 설명한다. 실제 긴장재(12)는 각각의 링 세그먼트의 중공 내에 배치되어 있어서 외부에서는 그 배치 형태를 볼 수 없지만, 편의상 도 10에서는 긴장재(12)를 굵은 실선으로 표시하였다. 또한 3개의 긴장재(12)를 구분하기 위하여 도 10에서는 도면부호 S1, S2 및 S3을 각각의 긴장재에 표시하였다. 특히, 정착부에 대해 일반적인 사항을 설명할 때에는 도면부호 5를 부여하여 "정착부(5)"라고 기재하였지만, 도 10 및 후술하는 도 11 내지 도 13에 도시된 실시예에서는 편의상 제1정착부(5a), 제2정착부(5b) 및 제3정착부(5c)라고 도면부호를 달리하고 서로 구분하여 기재하였다.

도 11 내지 도 13에는 각각 도 10의 원 D1, D2 및 D3 부분의 개략적인 확대도가 도시되어 있는데, 도 11 내지 도 13은 3개의 정착 링 세그먼트(R1-1, R1-2, R1-3) 각각에 형성된 제1정착부(5a), 제2정착부(5b) 및 제3정착부(5c)에서 긴장재가 정착되는 것을 보여준다. 도면에 예시된 것처럼 긴장 링 보강재(1)에서 3개의 정착 링 세그먼트(R1-1, R1-2, R1-3) 각각에 구비된 제1정착부(5a), 제2정착부(5b) 및 제3정착부(5c)는 원주방향으로 이격된 위치에 존재하며, 서로 이격된 정착부 사이에 긴장재가 링 세그먼트 내부를 관통하도록 즉, 중공(13)을 관통하여 삽입배치되고, 긴장재에 긴장력이 도입된 상태로 그 양단이 서로 이격된 정착부에 각각 정착된다. 구체적으로 도 10에 예시된 실시예에서 S1로 표시된 긴장재(S1)은 제1정착부(5a)와 제3정착부(5c) 사이에서 원주방향으로 연장되도록 배치된다. 도 11에 예시된 것처럼 긴장재(S1)의 일단은 제1정착부(5a)의 제2정착면(50b)에 정착되고 도 13에 예시된 것처럼 긴장재(S1)의 타단은 제3정착부(5c)의 제1정착면(50a)에 정착되어 긴장재(S1)에 긴장력(prestress)이 도입된다.

도 11 및 도 12에 예시된 것처럼 S2으로 표시된 긴장재(S2)는 제1정착부(5a)와 제2정착부(5b) 사이에서 원주방향으로 연장되어 배치되는데, 긴장재(S2)의 일단은 제2정착부(5b)의 제1정착면(50a)에 정착되고 긴장재(S2)의 타단은 제1정착부(5a)의 제1정착면(50a)에 정착되어 긴장재(S2)에 긴장력이 도입된다.

S3로 표시된 긴장재(S3)는 제2정착부(5b)와 제3정착부(5c) 사이에서 원주방향으로 연장되도록 배치되는데, 도 12 및 도 13에 예시된 것처럼 긴장재(S3)의 일단은 제3정착부(5c)의 제2정착면(50b)에 정착되고 긴장재(S3)의 타단은 제2정착부(5b)의 제1정착면(50a)에 정착되어 긴장재(S3)에 긴장력이 도입된다.

따라서 제1정착부(5a)에서는 S1과 S2로 표시된 2개 긴장재가 서로 교차하여 위치하게 되고(도 11 참조), 제2정착부(5b)에서는 S2와 S3로 표시된 2개의 긴장재가 서로 교차하여 위치하게 되며(도 12 참조), 제3정착부(5c)에서는 S3와 S2으로 표시된 2개의 긴장재가 서로 교차하여 위치하게 된다(도 13 참조). 즉, 각각의 정착부에서는 2개의 긴장재가 서로 교차하여 배치되어 긴장되고 서로 대향하는 정착부의 정착면에 정착되는 것이다. 정착부(5)를 가지는 정착 링 세그먼트가 2개이거나 또는 4개 이상일 경우에도, 각각의 정착부(5)에서는 상기한 바와 같은 형태로 복수개의 긴장재(12)가 각각의 정착부(5) 양측으로 연장되면서 그 단부가 정착부의 정착면에 정착된다.

이와 같은 방식에 의해 긴장 링 보강재(1)에는 원주방향으로 긴장력이 도입된다. 물론 상기한 구성의 정착부 구성은 일예에 해당한다. 즉, 정착부(5)에서 중공이 반드시 X자 형태로 교차해야만 하는 것은 아니며, 긴장재(12)가 정착되는 정착면이 복수개로 구비되어 있는 형태라면 정착부(5)는 위와 다른 형태가 될 수도 있다. 도 14에는 정착부(5)의 또다른 형태의 일예를 보여주는 도 11에 대응되는 개략적인 확대도가 도시되어 있다. 도 14에 예시된 것처럼 정착부(5)의 원주방향 양측으로 연장되는 각각의 긴장재(12)가 정착될 수 있는 적어도 2개의 정착면이 정착부(5)에 존재하는 구성이라면 정착부(5)는 다양한 형태로 형성될 수 있는 것이다.

액체저장탱크(T)를 감싸면서 폐합된 링 형태를 이루고 있는 긴장 링 보강재(1)에 위와 같은 작업에 의해 원주방향으로 긴장력이 도입되면, 긴장 링 보강재(1)에 의해 액체저장탱크(T)에는 그 외주면을 감싸서 조여 주는 형태의 보강력이 작용하게 된다. 즉, 긴장 링 보강재(1)의 중공(13) 내에 배치된 긴장재(12)가 긴장 정착됨으로써 액체저장탱크(T)의 외주면을 감싸서 조여 주는 형태로 수평방향으로 액체저장탱크(T)의 원주를 따라 고르게 원 중심 방향으로의 힘이 발생하게 되고, 이러한 힘은 밀착받침부재(2)를 거쳐서 액체저장탱크(T)에 보강력으로서 가해지는 것이다. 이러한 보강력은 액체저장탱크(T) 내부에서 외측으로 작용하는 유체 압력에 저항하는 것으로서, 이를 통해서 액체저장탱크(T)이 보강되어 그 안전성이 크게 증대된다. 즉, 본 발명에 따라 긴장력이 도입되는 구성의 긴장 링 보강재(1)를 설치함으로써 액체저장탱크(T)의 단면력을 더 보강하여 강화시킬 수 있게 되는 것이다. 한편, 이와 같이 원주방향으로 긴장력이 도입됨으로써 긴장 링 보강재(1)를 이루는 링 세그먼트 간의 일체화 역시 더욱 강화되는 효과가 발휘된다.

특히, 이와 같이 긴장력이 도입되는 구성의 긴장 링 보강재(1)의 설치에 의해 액체저장탱크(T)에 작용하는 보강력에 의해 액체저장탱크(T)의 내진 성능이 크게 증대되는 효과가 발휘된다. 도 15의 (a) 및 (b)에는 액체저장탱크(T)에 지진 하중이 수평방향으로 작용할 때 액체저장탱크(T)에 담겨진 유체가 출렁거리는 형상(도 15의 (a))과 그에 따른 액체저장탱크(T)의 압력분포(도 15의 (b))를 각각 보여주는 개략도가 도시되어 있다. 도 16의 (a) 및 (b)에는 각각 지진 하중이 작용하여 액체저장탱크(T) 내의 유체에서 급격하게 수평방향 이동으로 충격압력이 발생하였을 때의 액체저장탱크(T) 와 그에 담겨진 유체의 변형형상(도 16의 (a)) 및 그에 따른 액체저장탱크(T)의 압력분포(도 16의 (b))를 각각 보여주는 개략도가 도시되어 있다. 그리고 도 17의 (a) 및 (b)에는 수직방향의 지진 하중으로 유발된 충격압력이 강체의 액체저장탱크(T)에 작용할 때 액체저장탱크(T) 내의 유체 변형형상(도 17의 (a))과 그에 따른 액체저장탱크(T)의 압력분포(도 17의 (b))를 각각 보여주는 개략도가 도시되어 있다. 도 18의 (a) 및 (b)에는 수직방향의 지진으로 유발된 충격압력이 연성의 액체저장탱크(T)에 작용할 때 액체저장탱크(T) 내의 유체 변형형상(도 18의 (a))과 그에 따른 액체저장탱크(T)의 압력분포(도 18의 (b))를 각각 보여주는 개략도가 도시되어 있다. 도 15의 (a), 도 16의 (a), 도 17의 (a) 및 도 18의 (a)에서 점선은 액체저장탱크(T)의 변형 전(前) 형상이고, 실선은 변형 후(後) 형상이다.

지진이 발생할 경우 액체저장탱크(T)에는 도 15 내지 도 18에 예시된 것처럼 수평방향으로 상당한 크기의 동수압(動水壓)이 작용하게 된다. 그런데 위에서 설명한 것처럼 본 발명에서는 긴장력이 도입된 긴장 링 보강재(1)가 액체저장탱크(T)의 외주면을 감싸도록 설치되고, 그에 따라 액체저장탱크(T)에는 긴장 링 보강재(1)에 의해 수평방향으로 액체저장탱크(T)의 내측을 향하여 보강력으로서 가해지는 바, 이러한 보강력은 지진에 의해 액체저장탱크(T)에 발생하는 상기한 동수압에 저항하게 된다. 즉, 지진에 의해 액체저장탱크(T)에 발생하는 동수압이 긴장 링 보강재(1)에 의해 작용하는 보강력에 의해 상쇄되는 것이다. 따라서 본 발명에 의하면 액체저장탱크(T)의 내진 성능을 크게 향상시킬 수 있게 되고, 그에 따라 지진에 대한 액체저장탱크(T)의 안전성을 크게 증대시킬 수 있게 된다.

위와 같은 구성을 가지는 긴장 링 보강재(1)와 밀착받침부재(2)는 현수부재를 이용한 본 발명만의 설치방법에 의해 사전에 정해 놓은 위치에서 수평을 이루면서 정밀하게 그리고 신속하고 효율적으로 설치될 수 있다. 구체적으로 본 발명에 따른 설치방법에서는, 길게 연장된 형태의 부재로 이루어진 현수부재에 긴장 링 보강재(1)를 이루는 링 세그먼트를 체결한 후 현수부재의 상단을 액체저장탱크(T)의 상부에 결합하여 액체저장탱크(T)의 외측면에 밀착시키거나 또는 인접한 상태로 연직하향으로 길게 연장되도록 설치함으로써, 현수부재에 체결된 링 세그먼트가 사전에 정해진 높이에 위치하게 만드는 것이다. 하나의 링 세그먼트에 복수개의 현수부재가 체결될 수 있으며, 이렇게 현수부재에 의해 각각의 링 세그먼트가 설계된 높이에 배치된 상태에서, 앞서 설명한 것처럼 인접한 링 세그먼트를 서로 결합하여 연속화시키고 긴장재(12)를 삽입 배치한 후 긴장 정착함으로써, 긴장력이 도입된 상태로 긴장 링 보강재(1)를 완성하여 설치하게 된다.

긴장 링 보강재(1)가 설치완료될 때까지 링 세그먼트를 매달아 두는데 사용되는 현수부재는 케이블, 와이어 등과 같이 선재(線材)로 이루어질 수도 있고, 각재나 강재 빔 등과 같이 휨강성을 가지는 부재로 이루어질 수도 있다. 도 19 내지 도 22에는 현수부재가 케이블, 와이어 등과 같이 선재(線材)로 이루어진 경우에 링 세그먼트를 매달아 설치하고 긴장 링 보강재(1)를 형성하는 구성이 도시되어 있다. 도 19에는 긴장 링 보강재(1)를 이루는 링 조립체가 아직 조립되지 않은 채 선재로 이루어진 현수부재에 매달려 있는 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 20에는 도 19의 화살표 K-K에 따른 개략적인 원주방향 단면도가 도시되어 있고, 도 21에는 도 19의 원 M부분에 대한 개략적인 확대도가 도시되어 있다. 도 22에는 도 19의 상태에 후속하여 링 세그먼트가 조립되어 긴장 링 보강재(1)를 이루고 긴장력이 도입된 후 현수부재의 하단을 지반에 고정시킨 상태를 보여주는 도 19에 대응되는 개략적인 사시도가 도시되어 있다.

도 19 내지 도 22의 실시예에서는, 케이블, 와이어 등과 같이 선재(線材)로 이루어진 현수부재를 이용하여 긴장 링 보강재(1)를 설치한다. 구체적으로 도면에 예시된 것처럼 메인(main) 현수부재(3)를 설치하는데, 그 상단을 액체저장탱크(T)의 상부에 고정시킨 상태로 매달아서 연직하게 아래로 늘어지도록 설치한다. 메인 현수부재(3)의 상단을 액체저장탱크(T)의 상단에 고정함에 있어서, 도면에 예시된 것처럼 액체저장탱크(T)의 상단 원주 전체에 걸쳐 링 형태의 상단지그(7)를 설치하고, 메인 현수부재(3)를 상단지그(7)에 결합할 수도 있다. 이와 같은 링 형태의 상단지그(7)가 액체저장탱크(T)에 설치됨으로써 액체저장탱크(T)을 더 보강하게 되는 효과를 누릴 수 있게 된다. 또한 상단지그(7)를 이용하면 현수부재를 매우 안정적으로 설치할 수 있게 되는 장점이 있다. 그러나 상단지그(7)가 반드시 폐합된 링 형태로 이루어져야만 하는 것은 아니고, 액체저장탱크(T)의 상단 원주를 따라 메인 현수부재(3)가 설치될 위치에만 단속적으로 구비될 수도 있고, 상단지그(7)를 사용하지 않고 현수부재를 직접 액체저장탱크(T)의 상부에 고정할 수도 있다.

액체저장탱크가 지붕구조로 덮여 있고 보강 공사 시에 개방이 불가능한 경우는 폐합형 링 형태의 상단지그를 사용하되, 도 20에 나타나 있는 상단지그(7)에서 액체저장탱크 내측면에 접해 있는 강판부분 없이 T자 단면형태로 지붕구조에 얹혀 있는 형상의 상단지그를 사용하는 것이 적합하다. 여기서, 링 세그먼트의 인양 및 설치 시, 링 세그먼트의 자중으로 편심 발생 및 상단지그가 불안정해질 수 있는 문제는, 예를 들어서 여분의 케이블을 상단지그에 설치하고 케이블의 다른 쪽 끝단을 지반에 앵커링하여 상단지그를 미리 고정해 놓음으로써 해결될 수 있다.

메인 현수부재(3)에는 설계에서 정한 위치에서 링 세그먼트가 체결된다. 메인 현수부재(3)에 링 세그먼트를 체결하는 구성이 도 20 및 도 21에 상세히 도시되어 있는데, 밀착받침부재(2)에 연직방향으로 관통공(22)을 형성해두고 메인 현수부재(3)를 관통공(22)에 관통시킨다. 메인 현수부재(3)의 설계된 위치에 관통공(22)보다 더 큰 크기를 가지는 스톱퍼(31)을 결합해두고 스톱퍼(31)가 밀착받침부재(2)의 아래에 위치하게 만들므로써 밀착받침부재(2)가 스톱퍼(31)에 걸려서 아래로 내려가지 않게 하여 링 세그먼트를 설계된 위치에서 메인 현수부재(3)에 결합하여 매달아 둘 수 있게 된다. 작업 순서에 있어서는 밀착받침부재(2)가 고정 구비된 링 세그먼트를 준비하고, 밀착받침부재(2)의 관통공(22)에 메인 현수부재(3)를 관통시켜 놓고 메인 현수부재(3)의 설계된 위치에 스톱퍼(31)를 고정 설치한 상태에서, 메인 현수부재(3)를 인양하여 그 상단을 액체저장탱크(T)의 상단에 고정시키는 방식으로 작업이 수행될 수 있다.

이와 같이 선재로 이루어진 메인 현수부재(3)를 이용하여 링 세그먼트를 설치함에 있어서, 메인 현수부재(3)가 관통하는 밀착받침부재(2)보다 더 외측에 위치하는 부분은 그 무게로 인하여 밀착받침부재(2)보다 더 아래로 기울어질 수도 있다. 이를 방지하기 위하여 도면에 예시된 것처럼 추가적인 보조 현수부재(4)를 이용할 수 있다. 메인 현수부재(3)와 마찬가지로 보조 현수부재(4)도 케이블, 와이어 등과 같이 선재(線材)로 이루어진 것으로서, 보조 현수부재(4) 역시 그 상단이 액체저장탱크(T)의 상단에 고정되고 연직하게 아래로 늘어지도록 설치된다. 보조 현수부재(4)의 하단은 링 세그먼트에서 밀착받침부재(2)의 외측에 위치하는 부분 즉, 앞서 설명한 실시예의 경우에는 튜브부재(10)와 체결된다. 이를 위하여 도면에 예시된 것처럼 튜브부재(10)에 고리(41)를 설치하여 보조 현수부재(4)의 하단이 고리(41)에 체결되도록 할 수도 있다. 이와 같이 보조 현수부재(4)가 더 구비되는 경우, 링 세그먼트는 메인 현수부재(3)와 보조 현수부재(4)로 이루어진 복수개의 선재로 이루어진 현수부재에 의해 설계된 위치에 매달려서 배치되는데, 특히 보조 현수부재(4)에 의해 링 세그먼트가 기울어지지 않고 수평을 유지한 상태로 설계된 위치에 배치된다. 하나의 링 세그먼트에서 이러한 메인 현수부재(3)와 보조 현수부재(4)는 그 원주방향으로 복수개가 간격을 두고 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 위와 같은 방식으로 현수부재에 의해 각각의 링 세그먼트가 액체저장탱크(T)의 외측면에 근접하여 설계된 높이에 위치하게 되며, 특히 설계에 맞추어서 수평을 이루면서 정확하게 위치할 수 있게 된다. 각각의 링 세그먼트가 위와 같은 방식에 의해 설계된 높이에 배치된 상태에서, 앞서 설명한 것처럼 인접한 링 세그먼트를 서로 결합하여 연속화시키고 긴장재(12)를 삽입 배치한 후 긴장 정착함으로써, 긴장력이 도입된 상태로 긴장 링 보강재(1)를 완성하여 설치하게 된다. 긴장 링 보강재(1)가 설치 완료된 후에는 선재로 이루어진 현수부재(3, 4)를 제거할 수도 있지만, 메인 현수부재(3)의 경우는 그 하단을 지반에 고정함으로써, 메인 현수부재(3)에 의해 연직방향으로도 액체저장탱크(T)에 보강력이 가해지게 만들 수도 있다. 도 22에 도시된 것처럼 밀착받침부재(2)를 관통해 있는 메인 현수부재(3)를 제거하지 않고, 메인 현수부재(3)의 하단을 지반에 고정한다. 이 때, 필요에 따라서는 메인 현수부재(3)를 아래로 당겨서 긴장된 상태로 그 하단을 지반에 앵커링하여 고정할 수도 있다. 이와 같이 메인 현수부재(3)의 하단이 지반에 고정된 상태가 되면, 메인 현수부재(3)에 의해 연직 하향의 저항력이 발휘되어 액체저장탱크(T)의 연직방향 상,하 움직임을 억제하여 최소화시킬 수 있게 된다. 즉, 불측의 상황에서 액체저장탱크(T)에 대해 연직방향으로 외력이 작용하더라도, 하단이 지반에 고정된 메인 현수부재(3)에 의해 상기한 연직방향 외력에 대항하는 저항력이 발휘되며, 그에 따라 액체저장탱크(T)의 연직방향 상,하 움직임을 억제하여 최소화시킬 수 있게 되는 매우 유용한 효과가 발휘되는 것이다.

현수부재를 이용하여 각각의 링 세그먼트를 설계 위치에 배치하고 서로 결합하여 긴장 링 보강재(1)를 설치함에 있어서, 앞서 언급한 것처럼 현수부재는 각재 빔, I빔 등과 같이 휨강성을 가지는 빔 형태의 부재로 이루어질 수도 있다. 도 23 내지 도 24에는 각각 휨강성을 가지는 빔 부재로 이루어진 현수부재("강체 현수부재")(6)를 이용하여 긴장 링 보강재를 설치하는 것이 도시되어 있다. 도 23에는 긴장 링 보강재(1)를 이루는 링 조립체가 아직 조립되지 않은 채 강체 현수부재(6)에 결합된 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 24에는 도 23의 원 N부분에 대한 개략적인 확대도가 도시되어 있다. 도면에 예시된 것처럼 강체 현수부재(6)에는 원주방향으로 관통공이 형성되어 있고, 강체 현수부재(6)의 관통공에는 링 세그먼트가 끼워진다. 이렇게 링 세그먼트가 끼워진 강체 현수부재(6)는 그 상단이 액체저장탱크(T)의 상부에 결합된 상태로 연직하게 배치된다. 이 때, 액체저장탱크(T)의 상부에 결합함에 있어서는 앞서 설명한 것처럼 상단지그(7)를 설치하여 강체 현수부재(6)의 상단을 상단지그(7)에 고정시킬 수 있다. 이와 같이 강체 현수부재(6)에 의해 각각의 링 세그먼트가 액체저장탱크(T)의 외측면에 근접하여 설계된 높이에 위치한 상태에서, 앞서 설명한 것과 마찬가지로 인접한 링 세그먼트를 서로 결합하여 연속화시키고 긴장재(12)를 삽입 배치한 후 긴장 정착함으로써 긴장 링 보강재(1)를 완성하게 된다. 링 세그먼트가 강체 현수부재(6)에 체결되어 있으므로, 긴장 링 보강재(1)의 완성시까지 링 세그먼트는 안정적인 배치상태를 유지하게 되고, 그에 따라 링 세그먼트의 일체 조립 연결작업이 매우 수월하게 이루어질 수 있게 된다.

한편, 강체 현수부재(6)는 액체저장탱크(T)의 외측면에 밀착되도록 설치되는 것이 바람직하다. 특히, 도면에 도시된 것처럼 강체 현수부재(6)는 지면까지 길게 연장되어 그 하단이 지반에 닿아 고정될 수도 있다. 이와 같이 강체 현수부재(6)가 그 상단은 액체저장탱크(T)의 상부에 결합되고 하단은 지반에 고정되며 액체저장탱크(T)의 외측면에 밀착되도록 설치되는 경우, 강체 현수부재(6)는 마치 보강리브처럼 기능하게 되어 액체저장탱크(T)의 강성을 더욱 증가시켜주는 매우 유용한 효과가 발휘된다.

위에서 상세하게 설명한 것처럼, 본 발명에 의하면 공용 중인 액체저장탱크에 대하여 용접에 의한 외조의 손상이나 앵커 등의 설치에 따른 외조의 손상을 야기하지 않고서도 액체저장탱크의 단면 강성을 크게 증진시켜 보강함으로써 액체저장탱크의 내진 성능 및 액체저장 성능을 크게 보강하고 개선시킬 수 있게 된다. 특히, 본 발명에 따른 긴장 링 보강재(1)에서는 액체저장탱크의 상태에 맞추어서 긴장재(12)의 긴장 정도 및 그에 따라 도입되는 긴장력의 크기를 조절할 수 있는 바, 현장 상황에 부합되는 최적의 상태로 액체저장탱크를 보강할 수 있게 되는 장점이 있다.

더 나아가, 상기한 바와 같이 본 발명은 링 세그먼트의 조립에 의한 긴장 링 보강재(1) 설치구조를 가지고 있으므로, 액체저장탱크의 규모가 달라지더라도 그에 맞추어 적용할 수 있는 장점이 있으며, 특히 현수부재를 이용한 시공방법을 이용하게 되면 링 세그먼트를 조립하여 긴장 링 보강재를 완성하는 과정에서 링 세그먼트가 정해진 높이에 배치되어 있는 상태를 안정적으로 유지할 수 있게 되며, 그에 따라 작업이 수월하게 진행되어 효율적인 시공을 할 수 있을 뿐만 아니라, 설계된 수평상태에 맞춰서 정밀하게 시공을 할 수 있게 되는 장점도 발휘된다.

1: 긴장 링 보강재
2: 밀착받침부재
3: 메인 현수부재
4: 보조 현수부재
5; 정착부
6: 강체 현수부재
7: 상단지그
10: 튜브부재
11: 압축보강재
12: 긴장재
13: 중공
14: 내측 파이프
15: 연결간격재
T: 액체저장탱크

Claims (10)

1. 액체저장탱크의 원주를 폐합된 링 형태로 감싸면서 긴장력이 도입되는 긴장 링 보강재가 액체저장탱크의 외측면에 설치됨으로써,
   긴장 링 보강재에 의해 수평방향으로 액체저장탱크의 내측을 향하여 보강력이 작용하여 액체저장탱크의 강성 및 내진 성능이 보강되는데;
   긴장 링 보강재는, 중공이 형성되어 있고, 상기 중공 내에는 긴장재가 관통 배치되는 원주방향으로의 단면 구성을 가지며, 긴장 링 보강재는 원주방향으로 연장된 복수개의 링 세그먼트가 연속 배치되어 일체화되어 있는 구성을 가지는데;
   상기 복수개의 링 세그먼트에는 긴장재가 정착되는 정착부가 형성되어 있는 정착 링 세그먼트가 2개 이상의 복수개로 포함되어 있어서, 정착부는 원주방향으로 이격되어 복수개로 존재하며;
   원주방향으로 이격된 상태로 이웃하는 정착부 사이에서 링 세그먼트의 중공 내에 긴장재가 삽입되어 긴장재의 양단이 이웃하는 정착부 각각에 정착되는 방식으로 복수개의 긴장재가 배치되고 긴장 정착됨으로써;
   긴장 링 보강재에 원주방향으로 긴장력이 도입되어서, 긴장 링 보강재에 의해 액체저장탱크의 외주면을 감싸서 조여 주는 형태의 보강력이 작용하는 것을 특징으로 하는 액체저장탱크의 보강구조.
2. 제1항에 있어서,
   긴장 링 보강재와 액체저장탱크의 외측면 사이에는. 긴장 링 보강재에 의한 보강력을 액체저장탱크에 전달하는 밀착받침부재가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 액체저장탱크의 보강구조.
3. 삭제
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   긴장 링 보강재는, 외피를 이루는 튜브부재가 구비되어 있고, 튜브부재의 내부에는 압축보강재가 중공을 가지면서 채워져 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 액체저장탱크의 보강구조.
5. 제2항에 있어서,
   상단이 액체저장탱크의 상부에 고정되어 하단이 아래로 길게 연장된 현수부재가 배치되고;
   복수개의 링 세그먼트의 각각이 상기 현수부재에 체결되어 설계된 높이에서 액체저장탱크의 외측면에 위치한 상태에서 각각의 링 세그먼트가 연속되도록 결합됨으로써 긴장 링 보강재를 이루게 되는 것을 특징으로 하는 액체저장탱크의 보강구조.
6. 제5항에 있어서,
   현수부재는 선재 형태의 메인 현수부재로 이루어지며;
   메인 현수부재는 밀착받침부재를 관통하여 아래로 길게 연장되고;
   링 세그먼트의 연속결합에 의해 긴장 링 보강재가 완성된 후에는, 메인 현수부재의 하단이 지반에 고정됨으로써, 액체저장탱크의 연직방향 상,하 움직임을 억제할 수 있는 하향 저항력이 발휘되는 것을 특징으로 하는 액체저장탱크의 보강구조.
7. 제5항에 있어서,
   현수부재는 휨강성을 가지는 빔 형태의 강체 현수부재로 이루어져서, 액체저장탱크의 외측면에 밀착된 상태로 아래로 길게 연장되어 그 하단이 지반에 닿아서 고정되도록 배치되며;
   링 세그먼트는 설계된 높이에서 강체 현수부재를 관통하여 위치한 상태에서 연속결합에 의해 긴장 링 보강재를 이루게 되는 것을 특징으로 하는 액체저장탱크의 보강구조.
8. 액체저장탱크의 원주를 폐합된 링 형태로 감싸면서 긴장력이 도입되는 긴장 링 보강재를 액체저장탱크의 외측면에 설치함으로써, 긴장 링 보강재에 의해 수평방향으로 액체저장탱크의 내측을 향하여 보강력이 작용하게 만들어서 액체저장탱크의 강성 및 내진 성능을 보강하는 방법으로서,
   긴장 링 보강재는, 중공이 형성되어 있고, 상기 중공 내에는 긴장재가 관통 배치되는 원주방향으로의 단면 구성을 가지며, 긴장 링 보강재는 원주방향으로 연장된 복수개의 링 세그먼트가 연속 배치되어 일체화되어 있는 구성을 가지는데;
   상기 복수개의 링 세그먼트에는 긴장재가 정착되는 정착부가 형성되어 있는 정착 링 세그먼트가 2개 이상의 복수개로 포함되어 있어서, 정착부는 원주방향으로 이격되어 복수개로 존재하며;
   원주방향으로 이격된 상태로 이웃하는 정착부 사이에서 링 세그먼트의 중공 내에 긴장재가 삽입되어 긴장재의 양단이 이웃하는 정착부 각각에 정착되는 방식으로 복수개의 긴장재를 배치하고 긴장 정착시킴으로써;
   긴장 링 보강재에 원주방향으로 긴장력을 도입하여, 긴장 링 보강재에 의해 액체저장탱크의 외주면을 감싸서 조여 주는 형태의 보강력이 작용하게 만드는 것을 특징으로 하는 액체저장탱크의 보강방법.
9. 제8항에 있어서,
   긴장 링 보강재와 액체저장탱크의 외측면 사이에는. 긴장 링 보강재에 의한 보강력을 액체저장탱크에 전달하는 밀착받침부재가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 액체저장탱크의 보강방법.
10. 제9항에 있어서,
    선재 형태의 메인 현수부재의 상단은 액체저장탱크의 상부에 고정시키고 하단은 아래로 길게 연장되도록 메인 현수부재를 배치하되,
    메인 현수부재가 밀착받침부재를 관통하여 아래로 길게 연장되도록 하고;
    복수개의 링 세그먼트의 각각을 상기 메인 현수부재에 체결하여 설계된 높이에서 액체저장탱크의 외측면에 위치시킨 상태에서 각각의 링 세그먼트를 결합하여 연속시켜서 긴장 링 보강재를 이루게 만들고;
    긴장 링 보강재가 만들어진 후에는, 메인 현수부재의 하단을 지반에 고정시켜서 액체저장탱크의 연직방향 상,하 움직임을 억제할 수 있는 하향 저항력이 발휘되게 만드는 것을 특징으로 하는 액체저장탱크의 보강방법.

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