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特許5971539球形タンクの制震構造

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5971539

(24)【登録日】2016年7月22日

(45)【発行日】2016年8月17日

(54)【発明の名称】球形タンクの制震構造

(51)【国際特許分類】

E04H 7/14 20060101AFI20160804BHJP

【ＦＩ】

E04H7/14

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2011-146442(P2011-146442)

(22)【出願日】2011年6月30日

(65)【公開番号】特開2013-14882(P2013-14882A)

(43)【公開日】2013年1月24日

【審査請求日】2014年5月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000147729

【氏名又は名称】株式会社石井鐵工所

(72)【発明者】

【氏名】石井宏治

(72)【発明者】

【氏名】徳田健也

(72)【発明者】

【氏名】平賀建

【審査官】新井夕起子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７−２４７７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭６２−００８６８０（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２００９−１２１５５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０−２１５２５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｈ７／００ − ７／３２

Ｂ６５Ｄ９０／００ − ９０／６６

Ｅ０４Ｈ９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

球形タンクの球殻体を支持する基版上の複数の基礎と該各基礎上にそれぞれ設けた支柱より内側位置で、該基版上に打設したコンクリート基礎から垂直上方の球殻体との間に、水平方向の揺動荷重を吸収する低降伏点鋼を着脱自在に組み込んで形成し、日常の球殻体の動きに追従する緩衝部材を有する取付部材で球殻体に取付ける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】

球形タンクの球殻体を支持する基版上の複数の基礎と該各基礎上にそれぞれ設けた支柱より内側位置で、該基版上に打設したコンクリート基礎から垂直上方の球殻体との間に、水平方向の揺動荷重を吸収する低降伏点鋼を着脱自在に組み込んだ制震吸収装置を設けた球形タンクの制震構造であって、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下部から外側の各支柱に向かう半径方向に略放射状に向けて立設する前記支柱と同数の平板状の構造体で形成したことを特徴とする球形タンクの制震構造。

【請求項3】

球形タンクの球殻体を支持する基版上の複数の基礎と該各基礎上にそれぞれ設けた支柱より内側位置で、該基版上に打設したコンクリート基礎から垂直上方の球殻体との間に、水平方向の揺動荷重を吸収する低降伏点鋼を着脱自在に組み込んだ制震吸収装置を設けた球形タンクの制震構造であって、上記低降伏点鋼を用いた制震吸収装置は、球殻体の中心下方の直下位置に設ける支持部の中間の一部に、複数の薄板体を支柱方向に向けて垂直に配置した低降伏点鋼を上下の取付け部で着脱自在に組み込んで設置する構造体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】

【0015】

【0016】

【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、球形タンクの球殻体を支持する基版上の複数の基礎と該各基礎上にそれぞれ設けた支柱より内側位置で、該基版上に打設したコンクリート基礎から垂直上方の球殻体との間に、水平方向の揺動荷重を吸収する低降伏点鋼を着脱自在に組み込んで形成し、日常の球殻体の動きに追従する緩衝部材を有する取付部材で球殻体に取付けたので、
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するため、支柱が変形、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。
制震吸収装置は、緩衝部材を有す取付部材で球殻体に取付けることにより、日常の液量の変化や温度変化などに伴う球殻体の動きに追従させることが可能となる。
低降伏点鋼は、着脱自在で交換を容易に行うことができる。
低降伏点鋼を地震による水平方向の揺動荷重に対して優先的に降伏させることにより、当該低降伏点鋼で地震エネルギーを吸収して支柱の揺れを小さくすることが可能である。

【0018】

請求項２の発明に係る球形タンクの制震構造は、球形タンクの球殻体を支持する基版上の複数の基礎と該各基礎上にそれぞれ設けた支柱より内側位置で、該基版上に打設したコンクリート基礎から垂直上方の球殻体との間に、水平方向の揺動荷重を吸収する低降伏点鋼を着脱自在に組み込んだ制震吸収装置を設けた球形タンクの制震構造であって、上記低降伏点鋼を用いた制震吸収装置を、水平面球殻体の中心下部から外側の各支柱に向かう半径方向に略放射状に向けて立設する前記支柱と同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が水平方向の変位を吸収するため、この構造体と同じ半径方向の支柱が変形、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、球形タンクの球殻体を支持する基版上の複数の基礎と該各基礎上にそれぞれ設けた支柱より内側位置で、該基版上に打設したコンクリート基礎から垂直上方の球殻体との間に、水平方向の揺動荷重を吸収する低降伏点鋼を着脱自在に組み込んだ制震吸収装置を設けた球形タンクの制震構造であって、上記低降伏点鋼を用いた制震吸収装置を、球殻体の中心下方の直下位置に設ける支持部の中間の一部に、複数の薄板体を支柱方向に向けて垂直に配置した低降伏点鋼を上下の取付け部で着脱自在に組み込んで設置する構造体で形成したので、
筒体状の台による耐震性に加えて、低降伏点鋼を用いた複数の薄板状の構造体によって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複数の薄板状の構造体は、台に固定し易く着脱も容易にできる。
また、制震吸収装置を設けることにより、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が垂直動や水平動をしても低降伏点鋼によって変位を抑制しかつ吸収して安定性が得られ、制震機能が働いて倒壊防止を図ることができる。
このように低降伏点鋼を使用することにより、地震等による球殻体と支柱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、万一支柱が損傷したときには、球殻体の荷重を制震吸収装置で安全に受止めて倒壊防止を図ることができる。

【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に向かう半径方向、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上に打設したコンクリート基礎８から垂直上方の球殻体４との間に制震吸収装置６を設ける。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で示す球殻体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体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に向かう半径方向、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上端部の球殻体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体４の動きに弾力的に追従し、図の矢印Ｏで示す球殻体４の中心方向に移動可能となる。

【0028】

図５に示す制震吸収装置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台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に示す制震吸収装置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台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、下方向への変位を小さくして座屈強度を向上させる。
また、制震吸収装置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、制震機能が働いて倒壊防止を図ることができる。

【0031】

このように低降伏点鋼１２、１４を使用することにより、地震等による球殻体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装置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装置は、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】