BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft einen Schutzraum, der gegen den elektromagnetischen Impuls von Kernwaffen-Explosionen geschützt ist, bestehend aus mindestens einer Betonschale, an der ein aus einzelnen Stahlblechen von mehreren Millimetern (3 bis 6 mm) Dicke zusammengeschweisster, geschlossener Mantel verankert ist, welcher als Faraday-Käfig wirkt.
Bei Explosionen von nuklearen Waffen treten neben anderen Erscheinungen, wie Lichtblitzen, Hitzestrahlungen, Druckwellen und Radioaktivitäten, auch sehr starke elektromagnetische Impulse auf, die zu irreparablen Schäden an elektronischen Einrichtungen, wie Telefon-, Funk-, Datenverarbeitungsanlagen sowie an Energieerzeugungs- und Verteileinrichtungen usw. führen können. Als wirksame Gegenmassnahme gilt die Abschirmung der Räume, in denen sich die elektronischen Anlagen und Einrichtungen befinden, mit einem mindestens 3 mm dicken Mantel aus Stahlplatten.
Bei den bisherigen Konstruktionen derartiger Schutzräume wird der Stahlmantel aus einzelnen, flachen - 3 bis 6 mm dicken - Stahlblechen gebildet, die zwischen zwei Stahlbetonschichten verlegt sind. Neben einer sehr aufwendigen Herstellung ist dieser bekannte Aufbau eines Schutzraumes mit erheblichen Nachteilen verbunden: - Die verhältnismässig dünnen ebenen Stahlbleche sind unstabil und nachgiebig; sie können daher nicht in grossen Formaten eingebracht werden.
Deshalb sind viele sehr lange Schweissnähte auf der Baustelle notwendig, die darüberhinaus häufig unter sehr schwierigen Umständen ausgeführt und kontrolliert werden müssen; - die Stahlbetonschicht von Wänden und Decke, die die Druckwelle der nuklearen Explosion aufnehmen sollen, sind in zwei getrennte Schalen aufgeteilt, die nicht zusammenwirken; infolgedessen sind insgesamt grössere Querschnitte, d.h. eine grössere Gesamtdicke notwendig als bei einer einteiligen Stahlbetonschicht; - nach dem Einbetonieren sind die Stahlbleche nicht mehr zugänglich; eine nachträgliche Kontrolle - zum Beispiel ob sich die Stahlbleche während des Betonierens verschoben haben oder beschädigt worden sind, oder ob ein Rosten eingesetzt hat - ist nicht möglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes und baugerechtes Konstruktionssystem für einen Schutzraum der genannten Art zu schaffen, das - eine einfache Montage der gegen den elektromagnetischen Impuls schützenden Stahlbleche ermöglicht, - die Mehrzahl der notwendigen Schweissarbeiten von der Baustelle in Fabrikationshallen verlagert - und somit verbesserte Schweissqualitäten und einfache Schweissnahtkontrollen zur Folge hat -, - die Festigkeiten der Stahlbleche zur Aufnahme der Beto nierlasten anstelle von Schalungen nutzt, - die Stahlbleche als direkte, d.h. ohne Zwischenschaltung einer Betonschicht, Begrenzung für den Innenraum des Schutzraumes verwendet, und dadurch - eine einschalige Stahlbetonkonstruktion ermöglicht und eine permanente Überwachung der Stahlbleche erlaubt.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, dass der Mantel aus verformten Stahlblechplatten besteht, die in einem Querschnitt ein fortlaufend sich wiederholendes Profil von mehreren Zentimetern - mit Vorteil von 8 bis 20 cm - Höhe bilden und senkrecht dazu eben ausgebildet sind.
Die verformten Stahlblechplatten sind in sich formstabil; sie können fabrikmässig zu grösseren Montageeinheiten zusammengeschweisst werden, deren Grösse lediglich die gegebenen Transport- und Handhabungsmöglichkeiten begrenzen. Viele Schweissnähte und ihre Überprüfung sind somit bereits in den Fabrikationsbetrieb verlegt.
Auf der Baustelle werden nur noch die grossflächigen Montageeinheiten aufgestellt und miteinander verschweisst.
Sie bilden steife die Betonlast tragende Schalungen, die während des Betonierens, wenn notwendig, durch provisorische Spreizungen unterstützt sein können. Die Deckenplatten sind meistens mit Kopfbolzen in der Stahlbetondecke verankert. Das Einbringen der Betonmasse erfolgt nach der Verlegung der Armierung und der Aufstellung der äusseren Schalung für die Wände nach konventionellen bekannten Verfahren.
Die Abschirmung gegen den elektromagnetischen Impuls dient so also gleichzeitig als innere Schalung für die Betonierung der dann in vorteilhafter Weise einschaligen Schutzraumbegrenzungen; dabei bildet die Abschirmung gleichzeitig auch die Innenwand des Schutzraumes und kann daher permanent überwacht und kontrolliert werden. Die nach innen gerichteten Oberflächen von Decke, Wänden und Boden können beliebig behandelt, zum Beispiel mit farbigen Anstrichen oder Verkleidungen versehen werden. Auf die Bodenbleche können verschiedene Bodenbeläge, zum Beispiel aus Beton, Asphalt, Gummi oder anderen Werkstoffen verlegt werden.
Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich durch die neuen Elemente hinsichtlich der Schallbrechung, da durch die Verformung die beispielsweise zu trapez- oder schwalbenschwanzförmigen, drei- oder rechteckigen oder quadratischen Abkantungen führen kann, die harten Reflexionen glatter Oberflächen gemildert werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Stahlblechplatten - anstatt sie abzukanten - zu wellblechartigen runden Querschnitten zu biegen.
Mit Vorteil können die Stirnseiten der verformten Stahlblechplatten durch flache oder winklige Endbleche abgeschlossen sein, deren Höhe die Höhe des Profils überragt. Die Abschlüsse mit solchen Endblechen erlauben eine einfache Montage, da Ungenauigkeiten der Abmessungen durch Verschieben der Decken- oder Bodenbleche auf den Endblechen ausgeglichen werden können; so sind relativ grosse Toleranzen möglich, die die Montage erleichtern. Auch an den Ecken der Wände können auf die gleiche Weise Ungenauigkeiten leicht überbrückt werden, wenn dort winklige, vorzugsweise rechtwinklige, Endbleche angebracht werden.
Die flächige Auflage der aufeinander aufliegenden Endbleche erleichtert weiterhin den Magnetfluss in der Stahlabschirmung, während mit Hilfe der durchgehenden Schweissnähte ein ungestörter Abbau des durch den Impuls erzeugten elektrischen Feldes sichergestellt wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Montageeinheit, die aus abgekanteten Stahlblechplatten in einem Fabrikationsbetrieb zusammengeschweisst worden ist;
Fig. 2 ist der Schnitt II-II von Fig. 1;
Fig. 3 stellt einen Grundriss eines Stahlbeton- Gebäudes dar, das mehrere Schutzräume umfasst und als Ganzes mit einer Abschirmung aus Stahlblech versehen worden ist;
Fig. 4 ist ein Schnitt IV-IV von Fig. 3;
Fig. 5 gibt den Schnitt V-V von Fig. 3 wieder, während
Fig. 6 vergrössert ein Detail A aus Fig. 3 darstellt.
Die in Fig. 1 gezeigte Montageeinheit 1 besteht aus zwei Stahlblechplatten 2, die durch Abkanten ein Profil mit einem in horizontaler Richtung sich fortlaufend wiederholendem, trapezförmigem Profil erhalten haben, dessen Höhe hl beispielsweise 10 cm beträgt. Durch eine in Fig. 1 vertikale Schweissnaht 4 sind beide Stahlblechplatten 2 bereits in der Fabrik nach dem Abkanten zur Montageeinheit 1 zusammengefügt worden, deren Abmessungen beispielsweise 2 x 3 m betragen.
Ebenfalls bereits in der Fabrik sind die Stirnseiten - und, falls erforderlich, eine oder beide zur Naht 4 parallele Längsseiten - mit Endblechen 5 versehen worden, die durch Schweissungen längs Kehlnähten 3 mit den Stahlblechplatten 2 nach deren Abkanten verbunden worden sind; die Höhe h2 der Endbleche 5 ist grösser als diejenige hl des Profils und beträgt zum Beispiel 12 cm.
Auf der Baustelle werden die Montageeinheiten 1 durch Schweissungen längs Nähten 6 zu einem geschlossenen
Mantel oder Käfig vereinigt, der sein Inneres gegen den elektromagnetischen Impuls abschirmt.
Der Grundriss der Fig. 3 zeigt eine aus Seiten- oder Aussenwänden 10, einer Bodenplatte 16 und eine Decke 17 (Fig. 4) gebildete Stahlbetonschale eines durch erfindungsgemässe Montageeinheiten 1 abgeschirmten Schutzraumkomplexes, der durch Innenwände 11 in mehrere einzelne Schutzräume unterteilt ist.
Die Montageeinheiten I an den Seitenwänden 1 Ö bilden gleichzeitig die Wände der Schutzräume, d.h. die innere Begrenzung der Betonschale, für deren Herstellung sie zusätzlich als Schalung gedient haben. Wie in Fig. 1 und 2 sind die auf der Baustelle herzustellenden Schweissnähte soweit sie überhaupt bezeichnet sind - in allen Figuren mit 6 gekennzeichnet.
Wie Fig. 3 weiter erkennen lässt, haben die Montageeinheiten 1, die die Abschirmung des Bodens bewirken, unterschiedliche Abmessungen, die auf die Flächen der einzelnen Schutzräume abgestimmt sind.
Im Bereich der Innenwände 11 sind die Montageeinheiten 1 durch Abdeckplatten 13 (Fig. 4) verbunden, die in Fig. 3 nur in den Durchtrittsöffnungen 12 sichtbar sind. Ferner sind die den Boden abschirmenden Montageeinheiten 1 in dem gezeigten Beispiel nach innen von einem Betonboden 14 (Fig. 4) überlagert, der beispielsweise eine Dicke von 10 bis 14 cm hat; sie ruhen ihrerseits auf der Bodenplatte 16. Ihr trapezförmig abgekantetes Querschnittsmuster kann dabei entweder als Hohlraum belassen werden oder mit Beton ganz oder teilweise gefüllt sein, wofür die Montageeinheiten 1 in den noch weichen Beton der Bodenplatte 16 gedrückt werden. Die im Bereich der Innenwände 11 vorhandenen Abdeckplatten 13 lagern auf einer Mörtelausgleichsschicht 18, durch die die Blechdicken der die Abdeckplatte 13 tragenden benachbarten Montageeinheiten 1 ausgeglichen wird (Fig. 4).
Wie bereits erwähnt, sind die Ränder der Montageeinheiten 1 mindestens teilweise durch Endbleche 5 abgeschlossen, die besonders an den Stossstellen zwischen Seitenwänden 10 und Boden 16 bzw. Decke 17 das Zusammenschweissen des Stahlmantels erleichtern, da sie einen relativ breiten, grosse Toleranzen zulassenden Abschluss bilden.
Wie in Fig. 5 angedeutet, sind die Montageeinheiten 1, die die Deckenabschirmung bilden, im Stahlbeton der Decke 17 durch Deckenbolzen 19 verankert; weiterhin zeigen Fig. 5 und, vergrössert, das Detail der Fig. 6, dass die Endbleche mit Vorteil auch als Winkel 7 ausgebildet sein können. An einer Stossstelle, wie sie in Fig. 6 vergrössert dargestellt ist, ist beispielsweise die letzte Montageeinheit 1 der einen Wand 10 durch einen Winkel 7 abgeschlossen, der auf dem Endblech 5 der anschliessenden Montageeinheit 1 der anderen, dazu senkrechten Wand 10 aufliegt; beide sind durch eine Schweissnaht 6 miteinander verbunden. Die genaue Lage dieser Schweissnaht 6 kann um mehrere Zentimeter nach links oder rechts verschoben sein, weil die Auflageflächen des Winkels 7 und des Endbleches 5 eine Höhe von 10 bis
15 cm haben.
Auf die Abdeckplatten 13 sind zusätzlich Anschlussarmierungen 8 für die Innenwände zur Erhöhung der Stabilität und Festigkeit aufgeschweisst, wie den Figuren 4 und 5 zu entnehmen ist.
DESCRIPTION
The invention relates to a shelter, which is protected against the electromagnetic impulse of nuclear explosions, consisting of at least one concrete shell, on which a closed jacket welded together from individual steel sheets of several millimeters (3 to 6 mm) thick is anchored, which is called Faraday -Cage works.
In addition to other phenomena, such as flashes of light, heat radiation, pressure waves and radio activities, explosions of nuclear weapons also cause very strong electromagnetic impulses, which lead to irreparable damage to electronic devices such as telephone, radio, data processing systems and energy generation and distribution facilities, etc. being able to lead. An effective countermeasure is the shielding of the rooms in which the electronic systems and equipment are located, with an at least 3 mm thick jacket made of steel plates.
In the previous designs of such shelters, the steel jacket is formed from individual, flat - 3 to 6 mm thick - steel sheets, which are laid between two reinforced concrete layers. In addition to a very complex production, this known structure of a shelter is associated with considerable disadvantages: - The relatively thin, flat steel sheets are unstable and flexible; therefore they cannot be inserted in large formats.
Therefore, many very long weld seams are necessary on the construction site, which moreover often have to be carried out and checked under very difficult circumstances; - the reinforced concrete layer of walls and ceiling, which is supposed to absorb the pressure wave of the nuclear explosion, are divided into two separate shells that do not work together; as a result, overall larger cross sections, i.e. a greater total thickness is required than with a one-piece reinforced concrete layer; - After concreting, the steel sheets are no longer accessible; a subsequent check - for example whether the steel sheets have shifted during the concreting or has been damaged or whether rusting has started - is not possible.
The invention is therefore based on the object to provide an improved and suitable construction system for a shelter of the type mentioned, which - simple assembly of the steel sheets protecting against the electromagnetic pulse, - relocated the majority of the necessary welding work from the construction site in production halls - and thus improved welding quality and simple weld inspection results -, - uses the strength of the steel sheets to absorb the concrete loads instead of formwork, - the steel sheets as direct, ie without the interposition of a concrete layer, limitation used for the interior of the shelter, and thereby - a single-shell reinforced concrete construction enables and permanent monitoring of the steel sheets.
This object is achieved with the invention in that the jacket consists of deformed sheet steel plates, which in a cross section form a continuously repeating profile of several centimeters - advantageously from 8 to 20 cm - in height and are formed perpendicular to it.
The deformed steel plates are inherently stable; They can be welded together in the factory to form larger assembly units, the size of which only limits the available transport and handling options. Many weld seams and their inspection have thus already been moved to the manufacturing plant.
At the construction site, only the large assembly units are set up and welded together.
They form stiff formwork that supports the concrete load and, if necessary, can be supported by provisional spreading during concreting. The ceiling panels are mostly anchored in the reinforced concrete ceiling with stud bolts. The concrete mass is introduced after the reinforcement has been laid and the outer formwork for the walls has been installed using conventional, known methods.
The shielding against the electromagnetic pulse thus serves at the same time as inner formwork for the concreting of the then one-shell protective space boundaries; the shield also forms the inner wall of the shelter and can therefore be permanently monitored and controlled. The inward-facing surfaces of the ceiling, walls and floor can be treated as desired, for example with colored coatings or cladding. Various floor coverings, for example made of concrete, asphalt, rubber or other materials, can be laid on the floor panels.
An additional advantage results from the new elements in terms of sound refraction, since the deformation, which can lead, for example, to trapezoidal or dovetail-shaped, triangular or rectangular or square bends, reduces the hard reflections of smooth surfaces. Of course, it is also possible to bend the steel sheet plates into corrugated sheet-like round cross sections instead of bending them.
The end faces of the deformed sheet steel plates can advantageously be closed off by flat or angled end plates, the height of which exceeds the height of the profile. The endings with such end plates allow simple assembly, since inaccuracies in the dimensions can be compensated for by moving the top or bottom plates on the end plates; relatively large tolerances are thus possible, which make assembly easier. Inaccuracies can easily be bridged in the same way at the corners of the walls if angled, preferably rectangular, end plates are attached there.
The flat support of the end plates resting on top of each other further facilitates the magnetic flux in the steel shielding, while the continuous weld seams ensure undisturbed degradation of the electrical field generated by the pulse.
The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments in conjunction with the drawing.
Fig. 1 shows an assembly unit which has been welded from folded steel plates in a manufacturing company;
Fig. 2 is section II-II of Fig. 1;
Fig. 3 shows a floor plan of a reinforced concrete building, which comprises several shelters and has been provided as a whole with a shield made of sheet steel;
Fig. 4 is a section IV-IV of Fig. 3;
Fig. 5 shows the section V-V of Fig. 3 again, while
FIG. 6 shows an enlarged detail A from FIG. 3.
The assembly unit 1 shown in Fig. 1 consists of two sheet steel plates 2, which have obtained a profile with a trapezoidal profile which is repeated continuously in the horizontal direction and whose height hl is, for example, 10 cm. By means of a vertical weld 4 in FIG. 1, both steel sheet plates 2 have already been joined together in the factory after folding to form assembly unit 1, the dimensions of which are, for example, 2 × 3 m.
Also in the factory, the end faces - and, if necessary, one or both of the longitudinal sides parallel to the seam 4 - have been provided with end plates 5, which have been connected to the steel sheet plates 2 by welding along fillet welds 3 after their folding; The height h2 of the end plates 5 is greater than that hl of the profile and is, for example, 12 cm.
At the construction site, the assembly units 1 are closed by welding along the seams 6
Mantle or cage united, which shields its interior against the electromagnetic pulse.
The floor plan of FIG. 3 shows a reinforced concrete shell formed from side or outer walls 10, a base plate 16 and a ceiling 17 (FIG. 4) of a shelter complex which is shielded by assembly units 1 according to the invention and which is divided into several individual shelters by inner walls 11.
The assembly units I on the side walls 1 Ö simultaneously form the walls of the shelters, i.e. the inner boundary of the concrete shell, for the manufacture of which they also served as formwork. As in FIGS. 1 and 2, the weld seams to be produced on the construction site, insofar as they are identified at all, are identified by 6 in all figures.
As can also be seen in FIG. 3, the assembly units 1, which shield the floor, have different dimensions, which are matched to the surfaces of the individual shelters.
In the area of the inner walls 11, the assembly units 1 are connected by cover plates 13 (FIG. 4), which are only visible in the passage openings 12 in FIG. 3. Furthermore, in the example shown, the mounting units 1 shielding the floor are superimposed on the inside by a concrete floor 14 (FIG. 4), which for example has a thickness of 10 to 14 cm; they in turn rest on the base plate 16. Their trapezoidal cross-sectional pattern can either be left as a cavity or can be completely or partially filled with concrete, for which purpose the assembly units 1 are pressed into the still soft concrete of the base plate 16. The cover plates 13 present in the area of the inner walls 11 are supported on a mortar compensation layer 18, by means of which the sheet metal thicknesses of the adjacent assembly units 1 carrying the cover plate 13 are compensated (FIG. 4).
As already mentioned, the edges of the assembly units 1 are at least partially closed off by end plates 5, which particularly facilitate the welding of the steel jacket at the joints between the side walls 10 and the floor 16 or ceiling 17, since they form a relatively wide, large tolerance allowable conclusion.
As indicated in Fig. 5, the mounting units 1, which form the ceiling shield, are anchored in the reinforced concrete of the ceiling 17 by ceiling bolts 19; 5 and, enlarged, the detail of FIG. 6 show that the end plates can advantageously also be designed as an angle 7. At an abutment, as shown enlarged in FIG. 6, for example, the last assembly unit 1 of one wall 10 is closed off by an angle 7, which rests on the end plate 5 of the adjoining assembly unit 1 of the other wall 10, which is perpendicular thereto; both are connected to each other by a weld 6. The exact position of this weld 6 can be shifted by several centimeters to the left or right, because the contact surfaces of the angle 7 and the end plate 5 have a height of 10 to
15 cm.
Connection reinforcements 8 for the inner walls are additionally welded onto the cover plates 13 in order to increase the stability and strength, as can be seen in FIGS. 4 and 5.