JP2017030816A - Brace reinforcement structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧縮ガスや液化ガスなどの貯槽として使用される球形タンクやその他の構造物の耐震性を高めるために、構造物を支持する脚部のブレースを補強する構造に関する。 The present invention relates to a structure that reinforces braces of leg portions that support a structure in order to increase the earthquake resistance of a spherical tank or other structure that is used as a storage tank for compressed gas or liquefied gas.
既設の球形タンクの支柱のブレースを補強する構造として、半割円筒管を組み合わせてなる円筒支持部材をブレースと支柱の外周面に装着して溶接一体化し、ブレースと支柱の外周を円筒支持部材で覆う構成のものや、ブレースが交差した部分に補強プレートを差し込み、これを交差部に溶接して固着する構成のものが知られている(例えば特許文献1,2参照)。
As a structure to reinforce the brace of the existing spherical tank column, a cylindrical support member composed of a split cylindrical tube is attached to the outer periphery of the brace and the column and welded together, and the outer periphery of the brace and column is formed by the cylindrical support member. A covering structure and a structure in which a reinforcing plate is inserted into a portion where the braces intersect and are welded and fixed to the intersecting portion are known (see, for example,
先の大震災で高圧ガスが充填された球形タンクのブレースが損傷し、球形タンクの倒壊や火災爆発事故が発生したことを受けて、国から既設の球形タンクのブレースの耐震補強方法が通達されている。その通達で示されている補強方法は、ブレースがX字状に交差した部分や支柱と接続した部分に補強材を溶接して一体に固着するものであり、前記従来の補強構造はこれに則った構成のものといえる。 In response to the damage of the spherical tank brace filled with high-pressure gas due to the previous great earthquake and the collapse of the spherical tank and the fire explosion accident, the government has issued an earthquake-proof reinforcement method for the existing spherical tank brace. Yes. The reinforcing method shown in the notification is to weld the reinforcing material to the part where the braces intersected in an X-shape or the part connected to the support, and to fix them together, and the conventional reinforcing structure conforms to this. It can be said that it is the thing of the composition.
然し乍ら、従来の補強構造と前記通達で示された補強方法は、何れも補強材の固着に火気を使用するため工事の際に充填されていたガスを抜き取ってタンクを空にしておく必要があり、また、ブレースや支柱を切断して補強材を外付けするものであるため難易度の高い改造工事となり、工期が長期化すること及び施工コストが高くなることは避けられない。
既設の球形タンクのブレースを含む脚部を耐震補強することは急務であるが、前記火気を使用する補強方法と同等の補強効果が得られ、且つより短い工期で施工可能な補強構造が実現できれば実用上好ましい。
However, both the conventional reinforcing structure and the reinforcing method shown in the above notification require that the tank is emptied by extracting the gas filled during construction because fire is used to fix the reinforcing material. In addition, since the bracing and supporting columns are cut and the reinforcing material is externally attached, the remodeling work has a high degree of difficulty, and it is inevitable that the construction period is prolonged and the construction cost is increased.
It is urgent to seismically reinforce the legs including the braces of existing spherical tanks, but if a reinforcing structure equivalent to the reinforcing method using fire can be obtained and construction that can be performed in a shorter construction period can be realized. Practically preferred.
本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑み、球形タンクなどの既設の構造物を支持する支柱のブレースを補強するにあたり、火気を使用する補強方法に代えて、これと同等の補強効果が得られ且つシンプルな構造で施工がし易い新たな補強手法の実用化を図ることを課題とする。 In view of such problems of the prior art, the present invention replaces a reinforcing method using fire in reinforcing a brace of a column that supports an existing structure such as a spherical tank, and has the same reinforcing effect. It is an object of the present invention to realize a new reinforcing method that is easy to construct with a simple structure.
前記課題を解決するため本発明は、構造物を支持する支柱と支柱の間にX字形に取り付けられるブレースを補強する構造において、
ブレースの上端部と支柱との接続部にブレースと支柱の外周面を一体に覆う上側外装体、ブレースの下端部と支柱との接続部にブレースと支柱の外周面を一体に覆う下側外装体がそれぞれ取り付けられ、
ブレースの左右両側に当該ブレースの上下端部間に沿って平行にロッドがそれぞれ配置され、
それぞれのロッドの上下端部が上側外装体と下側外装体に接続された構成を有することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides a structure for reinforcing a brace attached in an X shape between a column supporting a structure and the column,
Upper exterior body that integrally covers the outer peripheral surface of the brace and the support post at the connection portion between the upper end portion of the brace and the support column, and a lower exterior body that integrally covers the outer periphery surface of the brace and the support at the connection portion between the lower end portion of the brace and the support column. Each is attached,
Rods are arranged in parallel on the left and right sides of the brace along the upper and lower ends of the brace,
The upper and lower ends of each rod are connected to the upper exterior body and the lower exterior body.
前記のブレースの補強構造において、ロッドは炭素繊維強化プラスチックからなるロッドの使用が好適である。
また、ブレースの上下端部と支柱との接続部に取り付ける外装体は、支柱及びブレースの外周面と外装体の内周面の間に膨張モルタルが充填されて、外装体が支柱及びブレースに固着されるように設けられていることが好ましい。
In the brace reinforcing structure, it is preferable to use a rod made of carbon fiber reinforced plastic.
The exterior body attached to the connection part between the upper and lower ends of the brace and the support column is filled with expansion mortar between the outer peripheral surface of the support column and the brace and the inner peripheral surface of the exterior body, and the exterior body is fixed to the support column and the brace. It is preferable to be provided.
また、本発明のブレースの補強構造は、構造物を支持する支柱と支柱の間にX字形に取り付けられたブレースの支柱との接続部にロッド取り付け部材を設け、ブレースの上端部と支柱との接続部に設けられたロッド取り付け部材とブレースの下端部と支柱との接続部に設けられたロッド取り付け部材に、ブレースの両側でブレースと平行にX字形に配置されたロッドの端部をそれぞれ一体に取り付けて、ブレースに張力が与えられるように構成されたことを特徴とする。 In the brace reinforcing structure of the present invention, a rod attachment member is provided at a connection portion between the support column supporting the structure and the support column of the brace attached in an X shape between the support column, and the upper end of the brace and the support column are connected. The rod attachment member provided at the connection part, the rod attachment member provided at the connection part between the lower end of the brace and the support column, and the rod end arranged in an X shape in parallel with the brace on both sides of the brace are integrated respectively. And the brace is configured to be tensioned.
これによれば、ブレースの外側でブレースと平行に配置されたロッドを、その両端部をブレースと支柱との接続部に一体に取り付けてブレースを補強することで、地震発生時の揺れなどで支柱が揺動したときにブレースにかかる外力がこれと平行に取り付けられたロッドに分散されて、ブレース同士の交差部分やブレースと支柱の接続部にかかる応力の増大が抑えられ、これにより前記ブレースの交差部分や支柱との接続部の剛性が高められて変形や破損が生じ難くなり、支柱の耐震強度を高めることができる。
また、既設の構造物に対して、ブレースの交差部分などを部分的に切断したり溶接したりする加工は不要であり、火気を使用しないためタンクなどにガスを充填したままで施工が可能であり、工期を長期化することなく低廉な施工コストでブレースを補強することが可能である。
According to this, the rod arranged parallel to the brace outside the brace is attached to both ends of the brace and the brace and the brace to reinforce the brace. The external force applied to the brace when it swings is distributed to the rods attached in parallel to this, and the increase in stress applied to the intersection of the braces and the connection between the braces and the struts is suppressed, thereby The rigidity of the intersection and the connecting portion with the column is increased, so that deformation and breakage hardly occur, and the seismic strength of the column can be increased.
In addition, it is not necessary to cut or weld the intersections of braces, etc., to existing structures, and because it does not use fire, construction can be performed with the tank filled with gas. Yes, it is possible to reinforce braces at a low construction cost without lengthening the construction period.
本発明の好適な実施の形態を、図面を参照して説明する。
図1は本発明を適用してブレースを補強した球形タンクの脚部を示しており、図中、符号1は高圧ガスが貯蔵される球形タンク、2は球形タンク1を支持する脚部、3,4はそれぞれ脚部2を構成する支柱とブレースである。
Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a leg of a spherical tank to which a brace is reinforced by applying the present invention. In the figure,
脚部2は、上端部に球形タンク1の外周面に接続してこれを支持する支持部(図示せず)を備えた鋼管からなる支柱3を基礎5上に立設し、隣接する支柱3,3の側面間にX字形に組んだ鋼管からなるブレース4,4を一体に取り付けて構成されている。ブレース4,4は、その交差部分と支柱3との接続部をそれぞれブレース4,4同士の接合部及びブレース4の端部と支柱3との接合部を溶接により一体に固着して固定してある。
The
そして、本形態では、ブレース4の上下端部の支柱3との接続部に、それぞれ接続部の外周面を覆う上側外装体6と下側外装体7を取り付け、ブレース4の外側でブレース4と平行に配置したロッド8の両端部を上下の外装体6,7に接続して上下の外装体6,7間にロッド8を張ることで、ブレース4に張力を与えて補強するように構成してある。
And in this form, the upper
前記上側外装体6と下側外装体7は、金属を切削した切削品、金属を溶接した溶接品、溶かした金属を鋳物に流し込んで成形される鋳造品などを用いることができ、ともにブレース4と支柱3の接続部の外周面の片方の半面に嵌合する外装部材6A,7Aと、これと対となってもう片方の半面に嵌合する外装部材6B,7Bからなっており、互いに対となる外装部材6A,6Bと外装部材7A,7Bをそれぞれブレース4の上下の支柱3との接続部に向かい合わせに嵌め合せて一体に連結することで、接続部の外周面全体を覆って取り付けられるように形成してある。
The upper
詳しくは、上側外装体6の外装部材6Aと外装部材6Bは、図4に示されるように、その裏面側に、当該裏面側の中央で適宜な長さで下方へ伸びていて円筒を半割した如き湾曲した断面形状の凹面部61と、凹面部61の上部左右両側から分岐して斜め下方へそれぞれ伸びていて同じく円筒を半割した如き湾曲した断面形状の凹面部62,62を有し、その表面側であって前記凹面部62,62の外側面の部分にロッド取り付け部63,64を一体に設けて形成してある。
Specifically, as shown in FIG. 4, the
凹面部61は、支柱3の外周半面に嵌着するように、その断面内径寸法を支柱3の外径と略同じかそれよりも5〜15mm程度大きな寸法に設定し、また、凹面部62,62は、ブレース4の外周半面に嵌着するように、その断面内径寸法をブレース4の外径と略同じかそれよりも数mm大きな寸法に設定してそれぞれ形成されており、各凹面部61,62,62の周辺には各凹面部の湾曲した縁部から外方へ直角に折れて突出したフランジ部65を一体に設けてある。凹面部61と凹面部62,62の分岐部分の下側にもフランジ部65を扇状に張り出してある。フランジ部65の面内には、後述する留めネジ(図示せず)が貫通する複数の通孔66が、各凹面部61,62,62の縁部に沿って所定の間隔を開けて形成してある。
また、ロッド取り付け部63,64は、ともに中央にロッド8の端部が挿通する孔部63a,64aを有する筒形をなし、前記凹面部62,62の軸方向と孔部63a,64aの中心線に沿った方向を平行に揃えて凹面部62,62の外側面に一体に設けてある。また、図4中の平面図に示されるように、ロッド取り付け部63,64は、凹面部62の外側面からのロッド取り付け部63の孔部63aまでの間隔(S1)をロッド取り付け部64の孔部64aまでの間隔(S2)よりも大きく(S1>S2)設定して形成してある。
The
The
また、下側外装体7の外装部材7Aと外装部材7Bも、上側外装体6の外装部材6Aと外装部材6Bと同様に形成してある。すなわち、図5に示されるように、外装部材7Aと外装部材7Bは、その裏面側に、当該裏面側の中央で適宜な長さで上方へ伸びていて円筒を半割した如き湾曲した断面形状の凹面部71と、凹面部71の上部左右両側から分岐して斜め上方へそれぞれ伸びていて同じく円筒を半割した如き湾曲した断面形状の凹面部72,72を有し、その表面側であって前記凹面部72,72の外側面の部分にロッド取り付け部73,74を一体に設けて形成してある。
The
凹面部71は、その断面内径寸法を支柱3の外径と略同じかそれよりも数ミリ大きい寸法に設定し、凹面部72,72は、その断面内径寸法をブレース4の外径と略同じかそれよりも数ミリ大きい寸法に設定してそれぞれ形成されているとともに、各凹面部71,72,72の周辺には各凹面部の湾曲した縁部から外方へ直角に折れて突出したフランジ部75を一体に設けて形成され、さらに、凹面部71と凹面部72,72の分岐部分の上側にもフランジ部75を扇状に張り出してある。フランジ部75の面内には、留めネジが貫通する複数の通孔76が、各凹面部71,72,72の縁部に沿って所定の間隔を開けて形成してある。また、凹面部71の下部表面側にも、基礎5の上面に重なるフランジ部75を設けてある。
また、ロッド取り付け部73,74は、上側外装体6のロッド取り付け部63,64と同様に、ともに中央にロッド8の端部が挿通する孔部73a,74aを有する筒形をなし、前記凹面部72,72の軸方向と孔部73a,74aの中心線に沿った方向を平行に揃えて凹面部72,72の外側面に一体に設けてある。また、図5中の平面図に示されるように、凹面部72の外側面からのロッド取り付け部73の孔部73aまでの間隔(S1)をロッド取り付け部74の孔部74aまでの間隔(S2)よりも大きく(S1>S2)設定して形成してある。
The
Also, the
上下の外装体6,7間に架設するロッド8は、引っ張り強度及び弾性率が高い、炭素繊維強化プラスチック製のものの使用が好適であるが、設計上要求される強度や弾性率を備えた他の繊維強化素材のものを用いてもよい。使用するロッド8の太さ、本数などは、補強するブレース4の寸法などに応じて適宜に選定される。
The
前記構成の上下の外装体6,7とロッド8は、既設の球形タンク1の脚部2に対して、以下のようにして一体に取り付けられる。
The upper and lower
先ず、上側外装体6は、ブレース4の上端部と支柱3との接続部の表面に、その内外両側から外装部材6Aと外装部材6Bを嵌め合せて、両外装部材6A,6Bで接続部を挟み込み、互いのフランジ部65,65に形成された通孔66,66にボルトなどの留めネジを挿通し、且つ貫通したネジ端部にナットを締め付けて固定する。
同様に、下側外装体7は、基礎5の上方のブレース4の下端部と支柱3との接続部の表面に、その内外両側から外装部材7Aと外装部材7Bを嵌め合せて、両外装部材7A,7Bで接続部を挟み込み、互いのフランジ部75,75に形成された通孔76,76に留めネジを挿通し、且つ貫通したネジ端部にナットを締め付けて固定する。
First, the upper
Similarly, the lower
次いで、前記接続部に取り付けられた上下の外装体6,7の凹面部61,71の内面と支柱3の外周面との間及び凹面部62,62,72,72の内面とブレース4の内周面との間に膨張モルタルを充填し、これを固化させて上下の外装体6,7を支柱3及びブレース4に一体に固着する。
Next, between the inner surfaces of the
そして、一の支柱3に固定された上側外装体6のロッド取り付け部63,64と、これに隣接した支柱3に固定された下側外装体7のロッド取り付け部73,74との間にロッド8を架設する。
ロッド8の架設は、前記隣接する支柱3,3間に取り付けられたブレース4の上下端部の接続部で、ブレース4に沿ってその外側で互いに向き合うように配置された上側外装体6のロッド取り付け部63の孔部63a又はロッド取り付け部64の孔部64aと、下側外装体7のロッド取り付け部73の孔部73a又はロッド取り付け部74の孔部74aにロッド8の端部をそれぞれ通し、ロッド8にテンションを与えた状態で各ロッド取り付け部にロッド8の端部を固定することにより行われ、これにより、支柱3,3の間にX字形に取り付けられたブレース4の内側と外側で、ロッド8がブレース4と平行にX字形に支柱3,3間に配置されて固定される。
Then, the rod is fixed between the
The
本形態の補強構造によれば、ブレース4の外側でブレース4と平行に配置されたロッド8を、その両端部をブレース4と支柱3との接続部に固着した上下の外装体6,7に一体に取り付けてブレース4を補強してあるので、地震発止時の揺れなどで支柱が揺動したときにブレース4にかかる外力がこれと平行に取り付けられたロッド8に分散されて、ブレース4同士の交差部分やブレース4と支柱3の接続部にかかる応力の増大が抑えられ、これにより前記ブレース4の交差部分や支柱3との接続部の変形や破損が生じ難くなって脚部2の耐震強度を高めることができる。
また、既設の構造物に対して、煩雑な加工や火気を用いることなく施工可能であり、工期を長期化することなく低廉な施工コストでブレース4を補強することが可能である。
According to the reinforcing structure of the present embodiment, the
Moreover, it is possible to construct an existing structure without using complicated processing and fire, and the
なお、図示した上下の外装体6,7の形態は一例であり、本発明はこれに限定されず、他の適宜な形態で構成することが可能である。外装体6,7とは異なる形状の部材を用いて、或いは支柱3とブレース4の接続部に直にロッド取り付け部63,64,73,74を取り付けるようにしてもよい。
また、本発明は筋交いであるブレースを支柱に取り付け構成される脚部を備えた、球形タンク以外の既設の構造物に脚部の補強に適用が可能である。
In addition, the form of the upper and lower
In addition, the present invention can be applied to the reinforcement of the leg portion in an existing structure other than the spherical tank provided with the leg portion configured to attach braces that are braces to the support column.
1 球形タンク、2 脚部、3 支柱、4 ブレース、5 基礎、6 上側外装体、6A,6B 外装部材、63,64 ロッド取り付け部、7 下側外装体、7A,7B 外装部材、73,74 ロッド取り付け部、8 ロッド
DESCRIPTION OF
Claims (4)
ブレースの上端部と支柱との接続部にブレースと支柱の外周面を一体に覆う上側外装体、ブレースの下端部と支柱との接続部にブレースと支柱の外周面を一体に覆う下側外装体がそれぞれ取り付けられ、
ブレースの左右両側に当該ブレースの上下端部間に沿って平行にロッドがそれぞれ配置され、
それぞれのロッドの上下端部が上側外装体と下側外装体に接続された構成を有することを特徴とするブレースの補強構造。 In the structure that reinforces the brace attached between the column and the column that supports the structure,
Upper exterior body that integrally covers the outer peripheral surface of the brace and the support post at the connection portion between the upper end portion of the brace and the support column, and a lower exterior body that integrally covers the outer periphery surface of the brace and the support at the connection portion between the lower end portion of the brace and the support column. Each is attached,
Rods are arranged in parallel on the left and right sides of the brace along the upper and lower ends of the brace,
A brace reinforcing structure comprising upper and lower ends of each rod connected to an upper exterior body and a lower exterior body.
A rod attachment member is provided at the connection portion between the support column supporting the structure and the support column of the brace attached in an X shape between the support columns, and the rod attachment member and brace provided at the connection portion between the upper end of the brace and the support column. The rod attachment member provided at the connecting part between the lower end of the brace and the support column is attached to the ends of the rods arranged in an X shape in parallel with the brace on both sides of the brace, so that tension can be applied to the brace. A brace reinforcement structure characterized by being configured in the above.
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