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Die Erfindung betrifft eine Schutzwand gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und 2 sowie eine Anordnung aus einer Schutzwand und einer Gebäudewandung nach dem Patentanspruch 11.
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In der
DE 31 14 617 C2 ist eine Schutzwand mit hoher Widerstandsfähigkeit gegen Explosion und Splitterwirkung offenbart, die aus zwei in Abstand voneinander angeordneten Wandelementen aus Blech besteht, welche die Außenflächen der Schutzwand bilden. Endabschnitte der Wandelemente sind gegeneinander eingerastet und die Hohlräume sind mit einem Füllmaterial ausgefüllt. Wesentlich ist hierbei die Verrasterung der einzelnen, zueinander benachbarten Wandelemente, durch welche die benachbarten Wandelemente miteinander verbunden sind.
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In der
DE 35 00 222 C2 ist eine Schutzwand zur Sicherung von Tresoren, Panzerschränken oder dergleichen beschrieben, die aus in eine Stahlbetonwand eingegossenen Hohlprofilen besteht, wobei die Hohlprofile mit einem bohrhemmenden Füllgut ausgefüllt sind und die Hohlprofile längliche Kammerprofile bilden mit einer Mehrzahl einzelner Kammern, in welchen das bohrhemmende Füllgut eingelagert ist. Die Stabilität dieser Panzerwand hängt daher von dem Gesamtaufbau einschließend die Stahlbetonwand ab, ist jedoch infolge des Einsatzes von Stahlbeton nicht in der Lage, Druckwellen bis zu einer bestimmten Größe aufzunehmen.
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Aus der
EP 0 150 665 B1 ist eine Betonsicherheitswand bekannt, in welche Panzerelemente eingegossen sind, die allseitig von Beton umschlossen sind, um eine monolithische Betonstruktur zu ergeben.
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Die
DE 31 22 367 C1 offenbart eine Schutzwand gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und 2.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzwand zu schaffen, die eine hohe Widerstandseigenschaft gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schutzwand mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch eine Schutzwand mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 und durch eine Anordnung aus einer erfindungsgemäßen Schutzwand und einer Gebäudewandung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Schutzwand vorgesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Trägerelemente mit den Querwänden durch Profilträger gebildet sind.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Profilträger Doppel-T-Träger sind.
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Die erfindungsgemäße Schutzwand zeichnet sich durch eine außerordentlich hohe Belastbarkeit aus und besteht im Wesentlichen aus Rohrprofilen, die vorzugsweise rechteckigen Querschnitt aufweisen und mindestens zwischen zwei Trägerelementen angeordnet sind, wobei die Rohrprofile mit den Trägerelementen durch Verschweißung fest verbunden sind.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Schutzwand ist vorgesehen, dass die vorzugsweise rechteckigen Rohrprofile über einen vorgegebenen Anteil ihres Umfanges gegenüber den Trägerelementen beabstandet sind, infolgedessen bei hohen Druckwellen die Rohrprofile durch Verlagerung gegenüber den Trägerelementen oder durch Verlagerung eines Teils der der Druckwelle ausgesetzten Trägerelemente in Richtung auf die Rohrprofile Energie aufnehmen können, ohne dass damit eine starke Beschädigung der Schutzwand insgesamt auftreten kann. In jedem Fall ist die Schutzwand derart aufgebaut, dass selbst bei sehr großen Druckwellen eine Zerstörung derselben ausgeschlossen ist und die Schutzwand in vorbestimmtem Umfang elastisch ist.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die erfindungsgemäße Schutzwand einer Gebäudewandung, beispielsweise in Form von Beton, vorgesetzt und durch Winkel oder dergleichen und in die Gebäudewandung eingebrachte Anker an der Gebäudewandung gesichert, so dass auftretende Druckwellen z.B. in Form von Explosionen durch die der Gebäudewandung vorgesetzte Schutzwand aufgenommen werden.
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Die erfindungsgemäße Schutzwand beinhaltet weiterhin den wesentlichen Vorteil, dass bei Einwirken von äußeren Lasten die innenliegenden Rohrprofile nicht in die Gebäudeebene ausknicken können, was insbesondere dem Einsatz von Füllmaterial und / oder den diagonal in die Rohrprofile eingesetzten Platten zu verdanken ist.
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schutzwand anhand der Zeichnungen zur Erläuterung weiterer Merkmale beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine gegenüber 2 abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schutzwand,
- 2 eine horizontale Schnittansicht durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schutzwand,
- 3 eine Teilansicht einer Schutzwand, die gegenüber 1 abgewandelt ist,
- 4 eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schutzwand in Teilschnittansicht, und
- 5 eine Teilansicht der Anordnung einer Schutzwand in Verbindung mit einer Gebäudewandung.
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Die 1 bis 5 zeigen verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Schutzwand in horizontaler Teilschnittansicht, wobei die Schutzwände jeweils dargestellt sind in Verbindung mit einer nachgesetzten Gebäudewandung. Die erfindungsgemäße Schutzwand kann jedoch auch separat, d.h. ohne nachfolgende Betonwandung oder Gebäudewandung, zum Einsatz kommen.
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Gemäß 1 besteht eine abgewandelte Ausführungsform der Schutzwand aus Trägerelementen 1, 2 vorzugsweise aus Metall bzw. Metallblechen, die zueinander beabstandet und parallel zueinander vorgesehen sind. Die Trägerelemente 1, 2 bestehen beispielsweise aus einzelnen, in Flucht zueinander angeordneten flächigen Abschnitten und sind an ihren Stoßkanten 3, 4 durch eine Schweißnaht 5 fest miteinander verbunden. Die Stoßkanten 3, 4 und die Schweißnaht 5 sind in 1 nur in Bezug auf das Trägerelement 1 dargestellt, diese Gestaltung ist aber auch bei dem Trägerelemente 2 vorgesehen, wie sich aus 1 ergibt.
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Zwischen den Trägerelementen 1, 2 sind Rohrprofile 7, 8, 9, 10 vorgesehen, die vorzugsweise rechteckigen Querschnitt aufweisen und die in Hohlräume eingesetzt sind, welche zwischen den Trägerelementen 1, 2 einerseits und quer zu den Trägerelementen 1, 2 verlaufenden Querwänden 12, 13, 14, 15 festgelegt sind. Die Querwände 12 bis 15 sind fest mit den flächigen Trägerelementen 1, 2 verbunden, beispielsweise durch Verschweißung oder Verschraubung.
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Wie sich aus 1 ergibt, verlaufen die Rohrprofile 7 bis 10 in vertikaler Richtung. Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform sind die Rohrprofile 7 bis 10 an der einem möglichen Angriff ausgesetzten Außenseite, an welcher das Trägerelement 2 ausgebildet ist, gegenüber dem Trägerelement 2 beabstandet, d.h. die Rohrprofile 7 bis 10 stoßen an dem Trägerelement 1 direkt an, gegenüber dem Trägerelement 2 sind sie aber bei dieser Ausführungsform beabstandet eingebaut.
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Weiterhin sind an den beiden Außenflächen der erfindungsgemäßen Schutzwand Bleche 18, 19 vorgesehen, welche die jeweilige Außenfläche der Schutzwand bilden und bei der Ausführungsform nach 1 die Schweißnähte 5 nach außen ebenso wie die Trägerelemente 1, 2 abdecken.
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Durch die Beabstandung der Rohrprofile 7 bis 10 gegenüber dem Trägerelement 2 kann der Vorteil erreicht werden, dass sich bei Auftreten hoher Druckwellen, z.B. infolge von Explosionen, das Blech 19 und/oder die einzelnen Abschnitte des Trägerelements 2 in Richtung eines Pfeiles 20 etwas deformieren können in Richtung auf die nachfolgenden Rohrprofile 7 bis 10, wodurch in vorbestimmtem Maße eine Energieabsorption durch die Elastizität der Schutzwand erfolgen kann.
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Bei der Ausführungsform nach 1 besteht jedes Trägerelement 1, 2 vorzugsweise aus einzelnen, vertikal verlaufenden Trägerelementabschnitten 21 bis 25. Die Größe dieser vertikalen Abschnitte kann variabel abhängig von der jeweils gewünschten Schutzwirkung gewählt werden.
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Bei der Ausführungsform nach 1 sind die Rohrprofile 7 bis 10 mit diagonal in die rechteckigen Rohrprofile eingesetzten vertikalen Platten 27, 28, 29, 30 versehen, wobei die Platten 27 bis 30 vorzugsweise bezüglich benachbarter Felder zueinander entgegengesetzt geneigt vorgesehen sind, wie dies in 1 im Einzelnen gezeigt ist. Weiterhin sind die Hohlräume der einzelnen Rohrprofile 7 bis 10 mit einem Füllmaterial 31a bis 31d versehen, welches die diagonal in den Rohrprofilen liegenden Platten 27 bis 30 umgibt und die Stabilität der erfindungsgemäßen Schutzwand weiter erhöht.
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Die Platten 27 bis 30 bestehen vorzugsweise aus Metall und sind vorzugsweise vollständig von dem Füllmaterial 31a bis 31d umgeben.
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2 zeigt eine erste Ausführungsform. Bei der Ausführungsform nach 2 sind die Trägerelemente 1 und 2 aus einer Mehrzahl nebeneinander liegender Doppel-T-Träger gebildet, die mit 32 bis 35 bezeichnet sind und entsprechend den Rohrprofilen 7 bis 10 in Vertikalrichtung verlaufen, wobei die beiden Kopfabschnitte der T-Träger 32 bis 35 an den Blechen 18, 19 anliegen und vorzugsweise durch Schweißnähte 37, 38, 39, 40 zumindest mit dem Blech 18, gegebenenfalls auch mit dem Blech 19, verschweißt sind. Weiterhin sind Schweißpunkte oder Schweißnähte 41, 42, 43, 44, 45, 46 zwischen den jeweilige Doppel-T-Trägern 32 bis 35 und den Rohrprofilen 7 bis 10 vorgesehen, mittels welcher die Rohrprofile 7 bis 10 fest mit den Doppel-T-Trägern 32 bis 35 verbunden sind.
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Bei der in 2 gezeigten ersten Ausführungsform der Schutzwand sind die Querwände 12 bis 19 durch die jeweilige Basis der Doppel-T-Träger 32 bis 35 gebildet und durch die Referenznummern 13', 14', 15' bezeichnet. Zwischen dem Basisabschnitt 13' und dem Rohrprofil 7 sowie zwischen dem Basisabschnitt 14 und dem Rohrprofil 8 usw. sind weitere Schweißpunkte oder Schweißnähte ausgebildet, die in 2 mit 38', 39', 40' veranschaulicht sind.
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Wie sich aus 2 ergibt, befinden sich bei dieser ersten Ausführungsform die Rohrprofile 7, 8, 9 usw. in einem Abstand gegenüber den Doppel-T-Profilen, d.h. mit Ausnahme der Schweißnähte 44, 45, 46 bzw. 41, 42, 43 und 38', 39', 40' sind die Rohrprofile über einen vorgegebenen Abstand zu den Doppel-T-Trägern 32, 33, 34, 35 beabstandet, so dass bei Auftreffen hoher Energiewellen durch Verstellung der Rohrprofile 7, 8, 9 usw. eine gewisse Elastizität und Energiekompensation innerhalb der Schutzwand erreicht werden kann.
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Die Doppel-T-Träger 32, bis 35 sind bei der ersten Ausführungsform nach 2 auf einer Seite, d. h. mit dem Blech 19 nicht fest verbunden, bei der dargestellten Ausführungsform entspricht diese Seite der Angriffsseite.
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Die Ausbildung der Rohrprofile 7, 8 usw. ist bei der ersten Ausführungsform nach 2 so gestaltet, wie dies bereits in Verbindung mit 1 beschrieben ist. Der Abstand zwischen den Rohrprofilen 7 bis 9 gegenüber den zugeordneten Trägerelementen bzw. Doppel-T-Trägern 32 bis 35 ist mit Ausnahme an den Schweißnähten umlaufend ausgebildet.
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3 zeigt eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schutzwand unter Verwendung von Trägerelementen 21 bis 25 beidseitig der Rohrprofile 7 bis 10 entsprechend 1, so dass grundsätzlich auf die Erläuterungen zu 1 verwiesen werden kann. Unterschiedlich gegenüber der Ausführungsform nach 1 ist bei der Ausführungsform nach 3, dass der Abstand zwischen den Rohrprofilen 7 bis 10 gegenüber den an dem Blech 19 anliegenden Trägerelementen größer gewählt ist. Der Abstand zwischen den Rohrprofilen 7 bis 10 und den an der Angriffsseite angeordneten Trägerelementen bzw. dem Blech 19 entspricht beispielsweise etwa der Hälfte der Tiefe der Rohrprofile.
Gleiche Teile gegenüber 1 sind in 3 mit gleichen Referenznummern versehen, so dass auf die Ausführungen zu 1 Bezug genommen werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind auch bei der Ausbildung nach 3 die Rohrprofile 7 bis 10 mit diagonal darin eingesetzten Platten 27, 28, 29, 30 versehen, wobei die zueinander benachbarten Platten 27, 28 usw. jeweils und vorzugsweise unterschiedlich zueinander geneigt vorgesehen sind d. h. die Platte 27 und die Platte 28 sowie die Platte 28 und 29 schließt jeweils einen Winkel ein, sodass die Platten 27 bis 30 insgesamt einen etwa zickzackförmigen Verlauf ergeben. Weiterhin sind die Rohrprofile 7 bis 10 mit einem Füllmaterial 31a, 31b usw. aufgefüllt.
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4 zeigt eine weitere Ausbildung der erfindungsgemäßen Schutzwand. Diese Ausführungsform beinhaltet Trägerelemente, vorzugsweise in Form von Doppel-T-Trägern 32, 33, 34, 35, wie sie in Bezug auf 2 beschrieben sind, die auf der Nicht-Angriffsseite an einem Blech 18 anliegen und entgegen 2 nicht mit dem Blech verschweißt sein müssen, allerdings entsprechend 2 mit dem Blech 18 verschweißt sein können, wie dies in Verbindung mit 2 im Einzelnen erläutert ist.
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Die Rohrprofile 7 bis 10 sind bei der Ausführungsform nach 4 durch Schweißnähte 44, 45 usw. mit dem Kopf der T-Träger fest verbunden. Wie aus 4 hervorgeht, sind bei dieser Ausführungsform die Rohrprofile 7, 8, 9, 10 sowohl auf der Angriffsseite als auch auf der Nicht-Angriffsseite durch Schweißnähte 44, 45 usw. bzw. 41, 42 usw. fest mit den Doppel-T-Trägern verschweißt unter Einhaltung eines Abstandes an den Stirnseiten der Rohrprofile 7 bis 10 gegenüber den Doppel-T-Trägern. Die Blechschale 19 besteht bei dieser Ausführungsform entweder aus einer durchgehenden Blechschale oder aus einzelnen Blechschalenabschnitten 48, 49 usw., die durch Schweißnähte 52, 53 miteinander verschweißt sind. An die Blechschale 19 schließt sich zur Angriffsseite eine Mehrzahl von Rohrprofilen 54, 55, 56, 57 an, die durch eine Vorsatzschale in Form eines Bleches 60 zur Angriffsseite hin abgedeckt sind.
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Während die Rohrprofile 7 bis 10 bei dieser Ausgestaltung nicht mit diagonal angeordneten Platten 27, 28 und auch nicht mit einem Füllstoff 31a, 31b usw. versehen sein müssen, aber können, sind die Rohrprofile 54 bis 57 bei dieser Ausgestaltung vorzugsweise mit diagonal innerhalb der rechteckigen Rohrprofile 54 bis 57 befindlichen Platten 60, 61, 62, 63 ausgerüstet, und diese Platten 60 bis 63 sind jeweils mit einem Füllmaterial 65, 66 aufgefüllt. Damit bildet die durch die Rohrprofile 54 bis 57 gebildete Reihe eine Angriffsfläche mit außerordentlich hoher Widerstandsfähigkeit, während die nachfolgende, durch Rohrprofile 7 bis 10 gebildete Reihe eine energieabsorbierende Wirkung haben kann. Die Rohrprofile 7 bis 10 bilden hierbei eine erste Reihe und die Rohrprofile 54 bis 57 eine demgegenüber vorgesetzte zweite Reihe.
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Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform liegen die Rohrprofile 7 bis 10 mit ihren Seitenwänden vorzugsweise an den Basisabschnitten bzw. Verbindungswänden 13', 14', usw. der Doppel-T-Träger 32 bis 35 an, während die Stirnflächen gegenüber den Doppel-T-Trägern entsprechend der Darstellung in 4 beabstandet sind. Die Rohrprofile 54 bis 57 sind zwischen die Schale 19 und 70 direkt eingesetzt und stehen seitlich an den jeweils benachbarten Rohrprofilen an. Die Platten 60, 61 usw. sind, wie in Verbindung mit 2 erläutert, so zueinander geneigt, dass sich ein etwa zickzackförmiger Verlauf ergibt.
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Wie vorstehend beschrieben, kann die erfindungsgemäße Schutzwand als separate Wand eingesetzt werden und hat eine derart hohe Widerstandsfähigkeit, dass sie hohen Druckwellen standhält.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Rohrprofile so vorgesehen, dass sie Abstand zu den sie umschließenden Doppel-T-Trägern aufweisen oder zumindest gegenüber der zur Angriffsseite weisenden Blechschale 19 beabstandet sind, wodurch die Schutzwand eine vorgegebene Elastizität aufweist und zumindest teilweise Druckwellen aufnehmen kann.
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Die Rohrprofile sind nebeneinander liegend vorgesehen zwischen der zur Angriffsseite weisenden und auf der zur gegenüberliegenden Seite befindlichen Blechschale. Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei hintereinander liegende Reihen von Rohrprofilen vorgesehen und nach einer weiteren Ausführungsform befindet sich die erfindungsgemäße Schutzwand vor einer Gebäudewandung oder dergleichen.
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Vertikale Stäbe, die von außen belastet werden, z.B. durch Druckwellen infolge von Sprengung oder Direktangriffen, geben grundsätzlich in bestimmtem Maße nach bzw. knicken aus. Erfindungsgemäß wird ein derartiges Nachgeben bzw. Ausknicken verhindert, insbesondere durch die Verwendung von Rohrprofilen, die zwischen Trägerelementen oder Profilträgerelementen in Form von z.B. Doppel-T-Trägern eingefasst sind, so dass ein Knicken der Rohrprofile in Richtung der auftretenden Druckwellen und senkrecht zur Wandrichtung verhindert wird. Eine Erhöhung der Widerstandseigenschaften erfolgt bei der erfindungsgemäßen Schutzwand durch den Einsatz diagonal im Rohrprofil angeordneter Platten aus Metall, die innerhalb der Rohrprofile angebracht sind und dadurch ein Verformen des Rohrquerschnittes der Rohrprofile verhindern. Die zusätzliche Einbringung von Füllmaterial verhindert weiterhin die Verformung der vertikalen Rohre.
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Bei der erfindungsgemäßen Schutzwand wird die vertikale Anordnung der Rohrprofile durch aufgeschweißte stählerne Blechschalen 18, 19 bzw. 18, 19, 60 nach außen abgeschlossen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schutzwand ist diese, wie in den Zeichnungen nach 1 bis 4 angedeutet, als Vorsatz zu einer Gebäudewand bzw. einer Betonwand angeordnet und wird durch beispielsweise U-förmige Winkel oder Ankerplatten gegenüber der Gebäudewand beabstandet angeordnet und durch Druck- und/oder Zuglaschen gegenüber der Gebäudewand befestigt.
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5 zeigt eine Teilansicht dieser Ausführungsform mit Ankerplatten 70 und Zug- bzw. Druckankern 71, 72, wobei die Gebäudewandung in den Figuren grundsätzlich mit 74 angedeutet ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Schutzwand werden vorzugsweise Stahlrohrprofile für die Rohrprofile 7 bis 10 und Stahlplatten für die Platten 27 bis 30 usw. verwendet. Die hohe Widerstandseigenschaft der erfindungsgemäßen Schutzwand ergibt sich hierbei insbesondere durch die Verschachtelung der einzelnen Profile untereinander, wie dies vorstehend beschrieben ist.
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Aus vorstehender Erläuterung ergibt sich, dass bei der erfindungsgemäßen Schutzwand im Falle auftretender Druckwellen zumindest teilweise eine Energieabsorption dadurch möglich ist, dass zumindest teilweise Abschnitte der Schutzwand eine gewisse Elastizität aufweisen und eine Verstellung bzw. ein Verbiegen von Abschnitten der Schutzwand zugelassen wird, ohne die gesamte Widerstandseigenschaft der Schutzwand zu beeinträchtigen.
