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Die Erfindung betrifft eine Schutzwandkonstruktion sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Schutzwandkonstruktion.
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Bei Anlagen, die einer hohen Sicherheit unterliegen, beispielsweise bei nuklearen Anlagen, die sich bereits über längere Zeitperioden im Betrieb befinden, besteht das Bedürfnis, existierende Außenwände hinsichtlich ihrer Sicherheitsstandards zu verbessern. Die Außenwände derartiger Anlagen bestehen meist aus Beton mit Armierungen und/oder Ziegel. Die Möglichkeit derartige Wände zu stabilisieren, indem ein Abriss und ein nachfolgender Neuaufbau erfolgt, ist in den meisten Fällen nicht gegeben und auch nicht erwünscht.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schutzwandkonstruktion und ein Verfahren zur Herstellung einer Schutzwandkonstruktion zu schaffen, mit welchen bestehende Außenwände hinsichtlich ihres Widerstandswertes verbessert werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Schutzwandkonstruktion, bestehend aus einer Außenwand aus Beton und/oder Ziegel, die mit horizontalen Boden- und/oder Deckenelementen in Verbindung steht, gekennzeichnet durch an der Außenwand im Bereich der Boden- und/oder Deckenelemente angebrachten Platten aus Metall, die durch Dübel, Schrauben oder dergleichen an der Außenwand befestigt sind, vertikal verlaufende seitlich zueinander beabstandete Rohre, die zumindest teilweise mit den Platten fest verbunden sind, horizontal angeordnete, an den Rohren befestigten Schubrippen zur Halterung von Querriegeln, wobei gegebenenfalls die Querriegel mit den Schubrippen verschweißt sind, und durch Blechwandungen, die beidseitig der Rohre und Querriegel angeordnet sind, sowie durch ein Verfahren zur Herstellung einer Schutzwandkonstruktion, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Außenwand aus Beton und/oder Ziegel Metallplatten insbesondere im Bereich von Boden- und/oder Wandelementen der Außenwand angebracht werden, dass anschließend Rohre, insbesondere mehreckige oder quadratische Rohre aus Metall seitlich an die Außenwand angesetzt und fest mit den Platten verbunden werden, dass seitlich der Rohre Schubrippen befestigt und auf die Schubrippen Querriegel aufgesetzt werden, wonach in die durch die Rohre und die Querriegel gebildeten Zwischenräume Sicherheits-Wandelemente eingebracht werden. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Mit der Erfindung wird eine Schutzwandkonstruktion geschaffen, bei der bestehende Außenwände mittels nachträglich einzubauender Sicherheitselemente hinsichtlich ihres Widerstandswertes wesentlich verbessert werden können, wobei die Schutzwandkonstruktion insgesamt aus der bereits vorhandenen Außenwand und nachträglich einzubauender Elemente besteht. Ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Schutzwandkonstruktion besteht darin, dass die einzelnen Elemente schrittweise, von der ursprünglich vorhandenen Außenwand ausgehend montiert werden.
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Die erfindungsgemäße Schutzwandkonstruktion stellt sicher, dass eine Demontage von außen unmöglich wird und die Widerstandswerte an die erforderlichen Gegebenheiten angepasst werden können.
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Insgesamt besteht die erfindungsgemäße Schutzwand aus der bereits bestehenden Außenwand und einer an dieser zu befestigenden Unterkonstruktion, die durch vertikale Rohre, insbesondere quadratische Stahlrohre und zwischen den vertikalen Rohren einzusetzenden Querriegeln aufgebaut ist, wobei die vertikalen Rohre in seitlichem, vorgegebenem Abstand zueinander angeordnet und die Querriegel in vertikalem Abstand zueinander vorgesehen sind. In diese Unterkonstruktion werden sogenannte Sicherheits-Wandelemente eingesetzt. Diese Wandelemente bestehen vorzugsweise aus Panzerelementen oder aus vertikalen Profilen, in deren Hohlräume Widerstandshohlprofile eingesetzt sind, die in ihrem Inneren diagonal angeordnete Hartstahlbleche zur Aussteifung der Profile enthalten, wobei die Hohlprofile vorzugsweise mit Polymermasse ausgefüllt sind. Als äußere Abdeckungen sind an der der Außenwand vorgesetzten Konstruktion Glattbleche vorgesehen, welche die Sicherheits-Wandelemente seitlich abschließen.
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Gemäß vorliegender Erfindung werden an der Außenwand vorzugsweise im Bereich von Boden- und/oder Deckenelementen Metallplatten verankert, die seitlich abstehende, vorzugsweise vertikal übereinander und zueinander beabstandete Laschen aufweisen. Diese Laschen dienen zur Aufnahme von Stahlrohren, vorzugsweise mehreckigen oder quadratischen Stahlrohren, die entsprechend der Anordnung der Laschen mit zueinander fluchtenden Öffnungen oder Schlitzen versehen sind, derart, dass die Stahlrohre in Richtung auf die Metallplatten unter Aufnahme der Laschen eingesetzt werden können. Die Stahlrohre weisen an den von den Schlitzen nicht durchsetzten Wanden zueinander fluchtende Öffnungen, vorzugsweise Bohrungen auf, die auf Bohrungen in den Laschen abgestimmt sind, um einen Schubbolzen aufzunehmen, der die Rohre in Höhe der Laschen und die Lasche selbst durchsetzt, wodurch die Stahlrohre fest gegenüber den Ankerplatten verankert werden. In ein derartiges, aus vertikalen Rohren und Querriegeln bestehendes ”Netzwerk” werden die Sicherheits-Wandelemente eingesetzt, wobei das Einsetzen dieser Sicherheits-Wandelemente bei einer bevorzugten Ausführungsform derart vorgenommen wird, dass nach Einbau der vertikalen Stahlrohre zunächst die unteren Querriegel eingebracht werden und mit den vertikalen Stahlrohren fest verbunden, vorzugsweise verschweißt werden, wonach in die damit verbleibenden Öffnungen die Sicherheits-Wandelemente eingesetzt werden, bevor eine darüber vorzusehende weitere Reihe von Querriegeln eingebracht wird und diese Schritte wiederholt werden, bis die Höhe der gewünschten Schutzwandkonstruktion erreicht ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die freien Enden der Laschen der Befestigungsplatten mit den Glattblechen, die von der Außenwand entfernt angeordnet sind, verschweißt.
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schutzwandkonstruktion sowie eines Verfahrens zur Herstellung einer Schutzwandkonstruktion näher erläutert. Es zeigen:
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1 Eine Horizontalschnittansicht durch die erfindungsgemäße Schutzwandkonstruktion,
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2 Eine 1 entsprechende Darstellung zur Erläuterung der Anordnung von Querriegeln,
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3 Eine vertikale Schnittansicht durch die erfindungsgemäße Schutzwandkonstruktion, und
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4 Eine Horizontalschnittansicht durch eine bevorzugte Ausführungsform eines Sicherheits-Wandelementes zum Einsatz in die Schutzwandkonstruktion nach den 1 bis 3.
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Nachfolgend wird auf 1 Bezug genommen, die eine Horizontalschnittansicht durch eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schutzwandkonstruktion darstellt. In 1 ist mit 1 eine vorhandene Außenwand bezeichnet, die einen mit 2 bezeichneten Raum abschirmt und die zur Befestigung von Platten 3 geeignet ist. Die Platten 3, von denen in 1 nur eine gezeigt ist, sind an der Außenwand 1 vorzugsweise im Bereich von Decken- und/oder Bodenelementen angebracht und weisen jeweils zumindest eine seitlich abstehende Lasche 4 auf, deren Zweck noch nachstehenden näher erläutert ist. Jede Platte 3 kann also zumindest eine oder auch mehrere Laschen 4 tragen, wobei im Falle der Anordnung einer Platte 3 sowohl im Bereich des Bodenelements als auch im Bereich des Deckenelements eine hinreichende Möglichkeit der Befestigung von Rohren 5 gegeben ist, wie dies nachfolgend noch beschrieben ist.
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Die an jeder Platte 3 angebrachten Laschen 4 sind beispielsweise mit der betreffenden Platte 3 verschweißt und stehen seitlich unter einem Winkel von vorzugsweise 90° gegenüber der Vertikalen ab. Die Rohre 5, vorzugsweise Stahlrohre, die vorzugsweise mehreckigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen, sind entsprechend der Höhe der jeweiligen Laschen 4 mit zueinander fluchtenden Schlitzen 7a, 7b versehen, die auf die Dimensionierung der Laschen 4 abgestellt sind und es ermöglichen, das betreffende Rohr 5 über die jeweilige Lasche 4 zu schieben. Dadurch wird es möglich, jedes Rohr 5, von welchen in 1 nur ein Rohr dargestellt ist, an der Außenwand 1 mittels der Platten 3 zu befestigen. Die Rohre 5 befinden sich in seitlichem Abstand zueinander und werden jeweils mit der zugehörigen Platte 3 fest verbunden, vorzugsweise mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Laschen 4.
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Neben den einander gegenüberliegenden und zueinander fluchtenden Schlitzen 7a, 7b ist jedes Rohr 5 mit zueinander fluchtenden Bohrungen 9a, 9b versehen, die in denjenigen Wänden der Rohre 5 ausgebildet sind, die frei von den Schlitzen 7a, 7b sind. Die Öffnungen oder Bohrungen 9a, 9b haben einen Durchmesser derart, dass ein Schubbolzen 10 entsprechenden Durchmessers durch diese Bohrungen 9a, 9b hindurch eingesetzt werden kann, wobei jede Lasche 4 an entsprechender Position eine entsprechende Bohrung aufweist, sodass der Schubbolzen 10 eine Arretierung des betreffenden Rohres 5 gegenüber der Lasche 4 gewährleistet.
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Wesentlich ist die Befestigung der Rohre 5 über die Platten 3 an der hinsichtlich Widerstandsmerkmale zu verbessernden Außenwand 1. Die Befestigung mittels Laschen 4, Schubbolzen 10 usw. stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar.
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Seitlich der Rohre 5 sind gemäß 2 in vorbestimmten Vertikalabständen Schubrippen 12 vorgesehen, die zur Aufnahme bzw. zum Aufstecken von Querriegeln 14, 15, 16 dienen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die Querriegel 14, 15, 16 nach dem Aufschieben auf die Schubrippen 12 mit den Schubrippen 12 verschweißt, sodass durch die Rohre 5 und die Querriegel 14, 15, 16 eine gitterartige Struktur geschaffen wird. In diese durch die vertikal verlaufenden Rohre 5 und in Horizontalrichtung verlaufenden Querriegel 14, 15, 16 gebildeten Zwischenräume werden Sicherheits-Wandelemente 20 eingesetzt, die vorgegebene hohe Widerstandswerte aufweisen und das durch die Rohre 5 und die Querriegel 14, 15, 16 gebildete ”Netzwerk” bzw. Gitter ausfüllen.
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Diese Sicherheits-Wandelemente 20 weisen durch Bleche gebildete Außenwände auf, die in 2 schematisch dargestellt und mit 21, 22 bezeichnet sind und die bei einer bevorzugten Ausführungsform im Bereich der Laschen 4 bei 23 mit der betreffenden Lasche 4 verschweißt sind. Diese Sicherheits-Wandelemente 20 sind in vertikaler Richtung durch darüber und darunter befindliche Querriegel 14, 15, 16 eingegrenzt und seitlich durch die Rohre 5.
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Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform sind die Querriegel 14, 15, 16 in zwei zueinander beabstandeten vertikalen Positionen vorgesehen, d. h. eine Reihe von unteren Querriegeln 15, eine darüber befindliche mittlere Reihe von Querriegeln 14 und eine nach oben abschließende Reihe von Querriegeln 16. 2 und 3 zeigen auch einige der Schubrippen 12, 12', die an dem jeweiligen Rohr 5 angebracht sind und zum Aufschieben der Querriegel 14, 15, 16 dienen.
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Bei der Montage der erfindungsgemäßen Schutzwandkonstruktion wird vorzugsweise folgendermaßen vorgegangen:
In einem ersten Schritt werden die Platten 3 im Bereich von Boden- oder Deckenelementen 25, 26 mittels Dübel 27 und Schrauben 28 an die Außenwandung 1 angebracht und befestigt. Die Platte 3 im Bereich des Deckenelements 26 und die Platte 3' im Bereich des Bodenelementes 25 ist in 3 in Vertikalschnittansicht dargestellt. Daraufhin wird bei einer bevorzugten Ausführungsform jeweils ein vertikales Rohr 5 über die von den Platten 3, 3' abstehenden Laschen 4 geschoben, zu welchem Zweck jedes Rohr 5 mit Öffnungen oder Schlitzen 7, 7a versehen ist, die einander gegenüber liegen und auf die Größe der Laschen 4 abgestellt sind. Anschließend wird von der Seite jedes Rohres 5 ein Schubbolzen 10 durch das jeweilige Rohr 5 in der Höhe der jeweiligen Lasche 4 eingeschoben und durchsetzt die jeweils in der Lasche 4 vorgesehene Bohrung 13, wodurch das betreffende Rohr 5 über die jeweiligen Laschen 4 fest mit der Platte 3 und damit mit der Außenwand 1 verankert ist. Anschließend wird bei einem bevorzugten Montageverfahren zunächst die untere Reihe der Querriegel 15 eingebracht, indem die betreffenden Querriegel 15 auf Schubrippen 12 aufgesetzt werden, die in vorgegebenen Abständen entlang jedes Rohres 5 ausgebildet sind, wonach dann vorzugsweise die Querriegel 15 mit den jeweiligen Schubrippen 12 verschweißt oder auf andere Weise gegeneinander befestigt werden. Nach dem Einbringen der Querriegel 15 wird der darüber befindliche Raum durch jeweils ein Sicherheits-Wandelement 20 ausgefüllt, bevor die nächste Reihe von Querriegeln 12 in der vorstehend beschriebenen Weise eingebracht wird. Danach wird wieder in die verbleibenden Zwischenräume oberhalb der Reihe von Querriegeln 12 jeweils ein weiteres Sicherheits-Wandelement 20 eingebracht, wonach dann die oberste Reihe von Querriegeln 16 eingebracht und fest mit der Konstruktion verbunden wird.
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Derartige Sicherheits-Wandelemente 20 haben vorzugsweise eine Breite von 0,74 m und eine Höhe von 1,13 m. Diese Sicherheits-Wandelemente 20 werden vorzugsweise von vorne zwischen die Pfosten darstellenden Rohre 5 geschoben und über den Querriegeln abgesenkt. Anschließend wird dann der darüber befindliche Querriegel eingeschoben und mit den vorhandenen Schubrippen verschweißt. Auf diese Weise werden übereinanderliegend vorzugsweise sechs Sicherheits-Wandelemente eingesetzt, was bis zu einer Höhe von beispielsweise 6,8 m einer Wandkonstruktion weitergeführt wird. Nach dem Einsetzen der Sicherheits-Wandelemente werden die in 1 nach unten, d. h. nach vorne herausstehenden Laschen 4 mit dem Deckblech der Sicherheits-Wandelemente 20 verschweißt, welches in 2 mit 22 bezeichnet ist. Die Verschweißung erfolgt wie vorstehend erläutert an der Stelle, die mit der Referenznummer 23 versehen ist.
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Wie sich aus vorstehenden Erläuterungen und den 1 bis 3 entnehmen lässt, halten die Sicherheits-Wandelemente 20 einen kleinen, vorbestimmten Abstand gegenüber der Außenwand 1 ein, können aber auch direkt an der Außenwand 1 anliegend vorgesehen sein, indem die Sicherheits-Wandelemente 20 im Bereich der Platten 3 mit entsprechenden Vertiefungen oder Nuten versehen werden.
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Die Sicherheits-Wandelemente 20 bestehen nach einer bevorzugten Ausführungsform aus zueinander parallelen Blechen 30, 31, die in Abstand zueinander vorgesehen sind und Stahlprofile 32, 33 usw. aufnehmen, die vorzugsweise doppel-T-förmig profiliert sind und nebeneinander liegend in den Zwischenraum zwischen den Stahlblechen 30, 31 vorgesehen sind. Zwischen diesen Profilen 32, 33 sind Hohlprofile, vorzugsweise Rohre mit rechteckiger oder quadratischer Form angeordnet, die mit 35, 36, 37 bezeichnet sind und in ihrem Hohlraum mit diagonal darin angeordneten Stahlblechen 38, 39, 40 versehen sind, wobei der verbleibende Hohlraum vorzugsweise mit einer Polymermasse ausgefüllt ist, wodurch sich eine hohe Steifigkeit des gesamten Elements ergibt.
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Wie 4 zeigt, sind die Doppel-T-Profile 32, 33 mit den Blechwänden 30, 31 verschweißt und die Rohre 35, 36, 37 ebenfalls mit den Profilen 32, 33 verschweißt, woraus sich eine hohe Widerstandsfähigkeit dieser Sicherheits-Wandelemente ergibt.
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Die aus den Rohren 5 und den Querriegeln 14, 15, 16 gebildete gitterartige Konstruktion stellt eine Unterkonstruktion der erfindungsgemäßen Schutzwandkonstruktion dar, die offene Bereiche definiert, in welche die Sicherheits-Wandelemente 20 vorstehend beschriebener Art eingesetzt werden. Die Gesamtdicke der Sicherheits-Wandelemente beträgt bei einer bevorzugten Ausführungsform ca. 160 mm. Der äußere Umfang dieser Sicherheits-Wandelemente weist auf zwei Seiten eine einseitig offene Fälzung auf, im oberen und unteren Bereich ist diese Fälzung durch eine Nut ersetzt. Die als Sicherheits-Wandelemente bezeichneten Elemente 20 können auch herkömmliche Panzerelemente sein, die einen hohen Widerstand gegen Durchgriff und Sprengung aufweisen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Sicherheits-Wandelemente 20 derart ausgebildet, dass die Blechwandungen 20, 21 über die Stirnseiten überstehen und damit die Rohre 5 und/oder Querriegel 14, 15, 16 zumindest teilweise einfassen, wie dies aus 1 und 3 ersichtlich ist. Diese überstehenden Wandungsabschnitte sind in 2 und 3 mit 29a und 29b bezeichnet. Die Wandabschnitte 29a fassen die Rohre 5 zumindest weitgehend ein, d. h. benachbarte Wandungen 22 umgeben die Rohre 5 gemäß 2 soweit, dass gerade die Lasche 4 geringfügig übersteht. Die überstehenden Wandungsabschnitte 29b stehen über die Querriegel 14 soweit, dass die Querriegel 14 von beiden Seiten nicht mehr zugänglich sind, sobald die Schutzwandkonstruktion vollendet ist.
