球形タンクの制震構造

【課題】地震や強風、津波などにより球形タンクの支柱が損傷や変形、座屈などするのを防止することができるように、水平方向の揺動荷重を吸収し着脱も簡単容易にできる支持部材を取付けた球形タンクの制震構造を提供する。
【解決手段】球形タンク１の支柱５より内側位置で、球殻体４とコンクリート基礎８との間に、水平方向の揺動荷重を吸収する低降伏点鋼７を用いて球殻体支持部材の一部に組み込んで形成したことを特徴とする球形タンクの制震構造。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧縮ガス、液化ガス等を貯蔵する球形タンクの制震構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
球形タンクの球殻体（球殻板から構成される）を支持する脚部構造（支柱及び基礎）について、耐震性を向上させるために改良した従来例の脚部構造がある。
例えば特許文献１（特開平０９−１４２５８０号公報）「球形タンクの支持構造」の発明には、従来例１の図７に示すように、複数の支持脚２により支持された球形タンク１の側面に、周方向に間隔を空けて第１の高さに複数の第１のワイヤ固定部１１が設けられるともに第２の高さに複数の第２のワイヤ固定部２１が設けられ、設置面Ｇ上に球形タンク１の水平方向外方に対向させて複数の支柱１２が立設され、各第１のワイヤ固定部１１と各支柱１２の上端部との間にそれぞれ第１のワイヤ１４が張設されるとともに、各第２のワイヤ固定部２１と各支柱１２の下端部との間にそれぞれ第２のワイヤ２３が張設されている構造が開示されている。
【０００３】
特許文献２（特公昭６２−８６８０号公報）「球形タンク防震構造」の発明には、従来例２の図８に示すように、基礎に対して固定した円筒９の規制リング体１１と球殻２の下部に同心状に下向きに固定した作動リング体７との間に形成されたリング状空間にクッションリング１２が介装され、該クッションリング１２が密封状の可撓性チューブ１３と該可撓性チューブ１３内に充密状に介装された多孔質弾性体の抵抗体１４から成る防震構造が開示されている。
【０００４】
特許文献３（特開昭５６−６８７２号公報）「球形タンクの耐震装置」の発明には、従来例３の図９に示すように球形タンク１０の支柱１１より内側の底部下方の地盤２上に、上面に球面凹部３を有する基盤１を固設し、前記基盤の球面凹部３に、軟質金属を介して球面底部を有する突起体５を嵌合固着すると共に、前記突起体５の上部を球形タンク１０の底部に結合したユニバーサルジョイント６、８を有する耐震装置が開示されている。
【０００５】
また、特許文献４（特開昭４９−３５９０９号公報）「球形タンクにおける耐震用ダンパの取付け装置」の発明には、従来例４の図１０に示すように、球形タンク本体６の底部と基礎８との間にダンパ取付部材１、２を用いて適数個のダンパ３を組合せ配設して水平面内の適宜方向の地震に対し作動し得るようにした耐震用ダンパ３の取付け装置が開示されている。
【０００６】
さらに、本出願人による特許文献５（特願２０１１−１０４１３５号）「球形タンクの倒壊防止構造及びその形成方法」の発明は、図１１に示すように、球形タンク１の支柱５より内側、球殻体４の直下位置に設けたコンクリート基礎７と、このコンクリート基礎７の上面に鍔部で当接しアンカーボルトで固定して立設し、かつ前記球殻体４との上端縁８Ａを固着することなく当接して支持するか、または離隔状態に配置した筒体受け部８とで形成し、地震や強風、津波などにより支柱が座屈するのを防止し、タンクの倒壊による被害を防止するようにしたものである。

【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０９−１４２５８０号公報
【特許文献２】特公昭６２−８６８０号公報
【特許文献３】特開昭５６−６８７２号公報
【特許文献４】特開昭４９−３５９０９号公報
【特許文献５】特願２０１１−１０４１３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１（特開平０９−１４２５８０号公報）の従来例１、図７のような補強構造は、ワイヤ１４、２３による引張力によって、支持脚２のせん断や倒壊を防止して球形タンク１の支持構造の耐震性を向上させることができるが、複数の支柱１２を立設してワイヤ１４、２３を張設する構造が大掛かりで複雑となった。
【０００９】
特許文献２（特公昭６２−８６８０号公報）の従来例２、図８のような防震構造は、可撓性チューブ１３と多孔質弾性体の抵抗体１４からなるクッションリング１２の作動機能の確保が必要でそれらの部材の劣化が心配となった。
【００１０】
また、特許文献３（特開昭５６−６８７２号公報）の従来例３、図９のような球形タンク１の耐震構造は、嵌合固着された球面凹部３と球面底部突起体５からなるユニバーサルジョイント６、８などの作動を適正に確保するメンテナンスが大変である。
【００１１】
また、特許文献４（特開昭４９−３５９０９号公報）の従来例４、図１０のような球形タンク１の耐震用ダンパ構造は、複数個のダンパ３及びダンパ取付部材１、２のメンテナンスが大変で作動の適正確保が必要である。
【００１２】
また、特許文献５（特願２０１１−１０４１３５号）の従来例５、図１１に示す球形タンク１の支持構造は、耐震性及び制震性に優れているが水平方向の揺動荷重を吸収することに殊に着目した構造ではない。
【００１３】
この発明は上述のような従来技術が有する問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、地震や強風、津波などにより球形タンクの支柱が損傷や変形、座屈などするのを防止することができるように、水平方向の揺動荷重を吸収し着脱も簡単容易にできる支持部材を取付けた球形タンクの制震構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の発明に係る球形タンクの制震構造は、
球形タンクの支柱より内側直下位置で、球殻体とコンクリート基礎との間に、水平方向の揺動荷重を吸収する低降伏点鋼を用いて球殻体支持部材の一部に組み込んで形成した制震吸収装置を設けたものである。
【００１５】
請求項２の発明に係る球形タンクの制震構造は、
上記低降伏点鋼を用いた制震吸収装置は、水平面球殻体の中心から各支柱に向けて立設する複数の平板状の構造体で形成したものである。
【００１６】
請求項３の発明に係る球形タンクの制震構造は、
上記低降伏点鋼を用いた制震吸収装置は、筒体状に立設した支持台の中間一部に組み込んで設置する筒体状又は平板状の構造体で形成したものである。

【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明に係る球形タンクの制震構造は、球形タンクの支柱より内側直下位置で、球殻体とコンクリート基礎との間に、水平方向の揺動荷重を吸収する低降伏点鋼を用いて球殻体支持部材の一部に組み込んで形成したので、
地震や強風などによる横揺れや津波の衝撃に対して球殻体が水平動をしても、揺動荷重を低降伏点鋼が吸収して水平方向の変位を支柱に伝えないため、支柱が損傷や変形、座屈などすることがない。よって、地震による横揺れや津波の衝撃に強く、支柱への負担を軽減し制震機能が得られる。
【００１８】
請求項２の発明に係る球形タンクの制震構造は、上記低降伏点鋼を用いた制震吸収装置は、水平面球殻体の中心から各支柱に向けて立設する複数の平板状の構造体で形成したので、
球殻体の中心下方から支柱方向の揺動荷重に対応して、低降伏点鋼を用いた平板状の構造体に吸収されて水平方向の変位を支柱に伝えないため、この方向の支柱が損傷や変形、座屈などすることがない。また、この平板状の構造体は着脱自在で交換設置を容易に行うことができる。
【００１９】
請求項３の発明に係る球形タンクの制震構造は、上記低降伏点鋼を用いた制震吸収装置は、筒体状に立設した支持台の中間一部に組み込んで設置する筒体状又は平板状の構造体で形成したので、
筒体状支持台による耐震性に加えて、低降伏点鋼を用いた筒体状又は平板状の構造体によって水平方向の揺動荷重が吸収され制震機能を有するため、支柱が損傷や変形、座屈などすることがない。また、低降伏点鋼を用いた筒体状又は平板状の構造体は、支持台に固定し易く着脱も容易にできる。

【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る球形タンクの制震構造を示す説明図である。
【図２】図１の平面説明図である。
【図３】図１の制震構造の要部と取付部材を示す斜視説明図である。
【図４】取付部材の変化例を示す説明図である。
【図５】他の実施形態例１を示す斜視説明図である。
【図６】他の実施形態例２を示す斜視説明図である。
【図７】従来例１の球形タンクの制震構造を示す説明図である。
【図８】従来例２の球形タンクの制震構造を示す説明図である。
【図９】従来例３の球形タンクの制震構造を示す説明図である。
【図１０】従来例４の球形タンクの制震構造を示す説明図である。
【図１１】従来例５の球形タンクの制震構造を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の球形タンクの制震構造の実施形態例について図１から図６を参照しながら説明する。本発明は下記の実施形態にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で下記の実施形態に変更（例えば構成要素の省略または付加、構成要素の形状の変更等）を加えることが出来るのはもちろんである。なお、図は概略を示すもので、複数の支持部のうちの一部のみを描き、ブレーシング等は省略した。また、この球形タンクの倒壊防止構造は、既設の球形タンクに形成する場合を示すが、新規な球形タンクに採用しても良い。
【００２２】
図１の側面図に示すように、球形タンク１の球殻体４は、基版２の複数の基礎３と、この基礎３上に設置された複数の支柱５とによって支持されている。
この発明による球形タンクの制震構造の制震吸収装置６は、低降伏点鋼７をこの球殻体支持部材の一部に組み込んで形成する。
【００２３】
図２の水平説明図に示すように、低降伏点鋼７を組み込んで形成した制震吸収装置６は、球形タンク１の球殻体４の中心下部から外側の各支柱５に向かう直径方向、略放射状に、支柱５と同数の平板を垂直に立てるように配置する。
【００２４】
図３は、制震吸収装置６の拡大側面図である。基版２に打設したコンクリート基礎８から垂直上方の球殻４との間に制震吸収装置６設ける。９は取付部材で複数の長穴部材９Ａで取付ける構造とする。長穴部材９Ａは図の矢印Ｏで示す球殻４の中心方向に向けて設け、日常の液量の変化や温度変化などに伴う球殻４の動きに追従し移動可能となるように形成する。この制震吸収装置６の平板状の垂直支持部材の上下の定着板１０、１０の中間一部に低降伏点鋼７を組み込む。この低降伏点鋼７は、接合プレートに組み込んだ板材で形成し、フランジプレート１１、１１間に着脱自在に取付ける。
【００２５】
この低降伏点鋼７は、パネルなどに組入れて形成し、地震による水平方向の揺動荷重、図の矢印Ｈで示す変位に対しては、優先的に降伏、座屈変形させることにより、地震エネルギーを吸収して揺れを小さくする。
【００２６】
このように、制震吸収装置６は、球形タンク１の球殻体４の中心下部から外側の各支柱５に向かう直径方向、略放射状に、支柱５と同数の平板を垂直に立てるように低降伏点鋼７を配置して形成することにより、垂直方向の荷重は確りと受けて支え、地震時には図の矢印Ｈで示す水平方向の揺動荷重に伴う変位は吸収し、支柱及び取付け部などの他の部材への地震に伴う変位は伝えないようにしている。
【００２７】
図４（ａ），（ｂ）は、取付部材９の変化例を示す一部を欠除した側面説明図で、定着板１０上端部の球殻４への取り付けは、断面Ｕ字形状の取付部材９内に緩衝部材９Ｂを介装して定着板１０を弾力的に支持するように形成する。このように緩衝部材９Ｂを介装した取付部材９の構造は、日常の液量の変化や温度変化などに伴う球殻４の動きに弾力的に追従し、図の矢印Ｏで示す球殻４の中心方向に移動可能となる。
【００２８】
図５に示す制震吸収構造６の実施形態例は、球殻体４の中心下方の直下位置に設ける支持部の中間の一部に低降伏点鋼１２を組み込む場合を示す。
この低降伏点鋼１２は、筒体状や蛇腹状、枠体状などに形成し、上下の取付け部１３，１３で着脱自在構造とする。この低降伏点鋼１２は、水平方向の荷重に対して、撓んで座屈変形して変位を吸収する。
【００２９】
図６に示す制震吸収構造６の実施形態例は、球殻体４の中心下方の直下位置に設ける支持部の中間の一部に低降伏点鋼１４を組み込む場合を示す。
この低降伏点鋼１４は、複数の薄板体を支柱５方向に向けて垂直に配置し、上下の取付け部１３，１３で着脱自在構造とする。この薄板体の低降伏点鋼１４は、水平方向の揺動荷重に対して、菱形に変形しさらに座屈して変位を吸収する。
【００３０】
このように、図５および図６に示す実施形態例は、球形タンク１の重心を安定化させ、支持部により下方向への変位を小さくして座屈強度を向上させる。そして、球殻体４の中心直下位置に設けた制震吸収構造６によって安定的に支持することができる。
また、制震吸収構造６は水平方向の変位に対して制震機能が得られ、かつ必要以上の変動は抑制することができる。このように、強度と安定化の向上によって、地震や強風などによる横揺れや津波の衝撃に対して球殻体４が垂直動や水平動をしても低降伏点鋼１２、１４によって変位を抑制しかつ吸収して安定性が得られ、制震機能が働いて荷重を支えて倒壊防止を図ることができる。
【００３１】
このように低降伏点鋼材１２、１４を使用することにより、地震等による球殻４と支柱５及び配管等の相互にかかる変位を拘束することなく吸収するため、支柱５や配管等の破損を防止することができる。液面揺動や支柱共振などの影響を減じることができる。そのため、支柱５の損傷や配管の破損、火災発生など二次被害の予防が可能となる。また、万一支柱５が損傷したときには、球殻体４の荷重を筒体支持部で安全に受止めて倒壊防止を図ることができる。
【００３２】
本願発明の球形タンクの制震吸収構造６は、荷重支持と横揺れ対策を備えているため、殊に海岸近辺における地震による津波、台風による河川の氾濫、大雨時の増水などに対しても被害を受けることがない。

【産業上の利用可能性】
【００３３】
上記球形タンクの制震吸収構造は、地震や強風などで脚部が損傷した球形タンク、脚部の耐久性改善が望まれる球形タンク、基礎の補強や改善が望まれる球形タンクなど、既設の球形タンクのみならず、制震機能の向上や津波対策、強風対策などが望まれる新規の球形タンク、給水用の高架球形タンク、球形モニュメントなどにも適用することができる。

【符号の説明】
【００３４】
１球形タンク
２基版
３基礎
４球殻体
５支柱
６制震吸収装置
７低降伏点鋼
８コンクリート基礎
９取付部材
９Ａ長穴部材
９Ｂ緩衝部材
１０定着板
１１フランジ部
１２低降伏点鋼
１３取付け部
１４低降伏点鋼

【特許請求の範囲】
【請求項１】
球形タンクの支柱より内側位置で、球殻体とコンクリート基礎との間に、水平方向の揺動荷重を吸収する低降伏点鋼を用いて球殻体支持部材の一部に組み込んで形成した制震吸収装置を設けたことを特徴とする球形タンクの制震構造。
【請求項２】
上記低降伏点鋼を用いた制震吸収装置は、水平面球殻体の中心から各支柱に向けて立設する複数の平板状の構造体で形成したことを特徴とする請求項１記載の球形タンクの制震構造。
【請求項３】
上記低降伏点鋼を用いた制震吸収装置は、筒体状に立設した支持台の中間一部に組み込んで設置する筒体状又は平板状の構造体で形成したことを特徴とする請求項１記載の球形タンクの制震構造。

【図１】