NO127021B

NO127021B -

Info

Publication number: NO127021B
Application number: NO00476/72A
Authority: NO
Inventors: H Hiorth
Original assignee: Dyno Industrier As
Priority date: 1972-02-17
Filing date: 1972-02-17
Publication date: 1973-04-24
Also published as: JPS4893133A; US3832958A; JPS5737740B2; SE385721B; GB1420476A; DE2307865C2; DE2307865A1; CA964828A; ZA73749B

Description

Bygning for eksplosjonsfarlige stoffer. Building for explosive substances.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en ny konstruksjonsform for bygning for eksplosjonsfarlige stoffer, f.eks„ en bygning egnet for fremstilling, bearbeiding og/eller lagring av sprengstoff, ammu-nisjon eller lignende eksplosive varer. The present invention relates to a new form of construction for a building for explosive substances, e.g. a building suitable for the manufacture, processing and/or storage of explosives, ammunition or similar explosive goods.

En slik bygning ønskes utført slik at bygningen ved en eventuell innvendig eksplosjon skal medføre minst mulig skadevirk-ning utad som følge av trykkbølger og utkastede bygningsdeler o.l. Samtidig ønsker man at bygningen i seg selv skal være sterk nok til å motstå virkninger utenfra, f.eks. fra trykkbølger, kastestykker o.l., som måtte komme fra en eksplosjon i nærheten. Such a building should be constructed so that, in the event of an internal explosion, the building will cause the least possible damage to the outside as a result of pressure waves and ejected building parts, etc. At the same time, you want the building itself to be strong enough to withstand external influences, e.g. from pressure waves, pieces of debris etc., which might come from an explosion nearby.

Tidligere har man søkt å tilgodese disse dels motstriden-de krav ved å bygge bygningene av lette og desintegrerbare materi-aler, idet man forutsatte en totalødeleggelse bi bygningen. For In the past, efforts have been made to satisfy these partly conflicting requirements by building the buildings from light and disintegratable materials, assuming a total destruction of the building. For

beskyttelse av nabobygninger o.l. la man like utenfor bygningen protection of neighboring buildings etc. one left just outside the building

steile voller som skulle lede detonasjonstrykket og splintene av det desintegrerte hus oppover, og derved virke noe skjermende mot naboskapet. steep ramparts that would direct the detonation pressure and the splinters of the disintegrated house upwards, thereby acting as a shield against the neighbours.

For å oppnå tilfredsstillende sikkerhet, måtte denne byg-gemåte kombineres'med store avstander, hvilket imidlertid er til hinder for en rasjonell produksjon, nvor f.eks. forarbeidelse av sprengstoff skjer i flere bygninger plasert etter hverandre. In order to achieve satisfactory safety, this construction method had to be combined with large distances, which, however, is an obstacle to rational production, when e.g. processing of explosives takes place in several buildings located one after the other.

Ved moderne byggemåter, og spesielt ved små sprengstoffmengder, har man valgt å lage størstedelen av bygningen meget sterk, With modern construction methods, and especially with small amounts of explosives, it has been chosen to make the majority of the building very strong,

men med en vegg eller taket utført med lett og svak konstruksjon med henblikk på at eksplosjonstrykket skal blåse den svake del ut og dermed avlaste den øvre konstruksjonen. but with a wall or roof made of light and weak construction with the aim that the explosion pressure will blow out the weak part and thus relieve the upper construction.

For hus med forholdsvis store sprengstoffmengder har man videreført dette prinsipp ved å bygge opp med sand mot solide vegger, For houses with relatively large amounts of explosives, this principle has been continued by building up with sand against solid walls,

og laget taket som en lett og ikke fast forbundet konstruksjon, be-regnet på å blåse oppover. Man har også lagt sandlag på takkonstruksjonen for å dempe virkningen noe. Ved slike hus blir det statiske trykket fra sanden så stort at husene må bygges med betongvegger for å motstå sandpresset, og man må ha solide laminerte trebjelker i taket for å bære sandlaget. and made the roof as a light and not firmly connected construction, calculated to blow upwards. A layer of sand has also been placed on the roof structure to dampen the effect somewhat. With such houses, the static pressure from the sand becomes so great that the houses have to be built with concrete walls to withstand the sand pressure, and you have to have solid laminated wooden beams in the roof to support the sand layer.

Ved eksplosjon av store sprengstoffmengder i slike bygnin- In the event of the explosion of large quantities of explosives in such buildings

ger har det vist seg at betongveggene rives opp i større og mindre biter og disse er blitt slengt ut sammen med takbjelkene som ved en ufullstendig defibrering likeledes danner farlige kastestykker. Sær-lig er det øvre del av bygningen som kastes ut, og mange av fragmentene fra bygningen og fra apparatur o.l. får en lav elevasjons-vinkel som bidrar til spredning over et stort område. ger it has been shown that the concrete walls are torn up into larger and smaller pieces and these have been thrown out together with the roof beams, which in the event of incomplete defibration also form dangerous pieces of debris. Especially the upper part of the building that is thrown out, and many of the fragments from the building and from equipment etc. gets a low elevation angle which contributes to spreading over a large area.

Formålet for foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe The purpose of the present invention is to provide

en bygningskonstruksjon hvor man ved innvendig eksplosjon helt skal unngå kastestykker fra selve husét. Videre bør konstruksjonen være slik at fragmenter fra apparatur og lignende som tref fer veggene ,■ a building structure where, in the event of an internal explosion, pieces of debris from the building itself must be avoided. Furthermore, the construction should be such that fragments from equipment and the like that hit the walls ,■

fanges opp i disse. Videre har en tatt sikte på å fremskaffe en bygningskonstruksjon som medfører at fragmenter oglignende som tref- are captured in these. Furthermore, the aim has been to provide a building structure which means that fragments and the like that hit

fer taket, fanges opp og ledes loddrett oppovér sammen med sandlaget som forutsetningsvis utgjør den vesentligste delen åv det utblåsbare dekke av taket. fer the roof, is captured and directed vertically upwards together with the sand layer, which presumably makes up the most significant part of the blowable cover of the roof.

Disse og andre formål for oppfinnelsen innfris ved bygningskonstruksjonen ifølge, oppfinnelsen som karakteriseres ved at bygningens vegger omfatter en indre og en ytre sylinderformet skallkonstruksjon omfattende oppad åpne sylinderskall hvis mellomliggende rom er fylt med sand, idet såvel det ytre som det indre sylinderskall er av metall, fortrinnsvis stål og er festet, fortrinnsvis sveiset, til en sirkulær gulv- eller bunnplate og hvis takkonstruksjon innbefatter et til det indre sylinderskall forankret ribbeverk, på hvilket er anordnet et fortrinnsvis defibrerbart dekke samt oppå dette anordnet sandlag, samt et på toppen av sandfyllingene anordnet ytre taktekke. These and other purposes of the invention are fulfilled by the building construction according to the invention, which is characterized by the fact that the walls of the building comprise an inner and an outer cylindrical shell construction comprising upwardly open cylindrical shells whose intermediate spaces are filled with sand, both the outer and inner cylindrical shells being made of metal, preferably steel and is attached, preferably welded, to a circular floor or bottom plate and whose roof construction includes a rib structure anchored to the inner cylinder shell, on which is arranged a preferably defibrable cover and on top of this arranged sand layer, as well as an outer arranged on top of the sand fillings roof covering.

Ved en foretrukket utførelsesform for oppfinnelsen har bygningen en ramme eller kjerne av stål og består av fortrinnsvis to konsentriske sylinderskall som er sveiset på en felles bunnplate av stål, idet et stykke ned i det indre skallet er forankret det bærende ribbeverket. In a preferred embodiment of the invention, the building has a steel frame or core and preferably consists of two concentric cylindrical shells which are welded to a common steel bottom plate, with the load-bearing rib structure anchored a little way down in the inner shell.

Bygningskonstruksjonen ifølge oppfinnelsen er spesielt økonomisk lønnsom for sprengstoffkonsentrasjoner svarende til mindre enn 6 kg TNT pr. m 3 volum under ribbeverket, og må baseres på beregning av stålsystemet slik at dette ikke belastes over den dy-namiske bruddgrensen. Herunder må en velge en stålkvalitet som til-fredsstiller skårslagsprøven for aktuell platetykkelse, temperatur og detonasjonshastighet. The building construction according to the invention is particularly economically profitable for explosive concentrations corresponding to less than 6 kg of TNT per m 3 volume under the rib structure, and must be based on calculation of the steel system so that it is not loaded above the dynamic breaking limit. Below, one must choose a steel quality that satisfies the shear impact test for the relevant plate thickness, temperature and detonation speed.

Ved eksplosjon i f.eks. apparatur eller i en maskin i en slik bygning vil metallstykker fra godset i stor nærhet av spreng-stoffet skytes ut mot veggkonstruksjonen med en hastighet på flere hundre meter pr. sekund. Disse fragmenter vil stort sett slå gjennom det indre skallet, men vil deretter bremses effektivt opp i sanden mellom skallene og vil stoppes helt før ytterskallet nås. In case of explosion in e.g. equipment or in a machine in such a building, pieces of metal from the goods in close proximity to the explosive will be launched against the wall structure at a speed of several hundred meters per second. second. These fragments will mostly strike through the inner shell, but will then be slowed down effectively in the sand between the shells and will be stopped completely before the outer shell is reached.

For takkonstruksjonen er benyttet et tidligere kjent prinsipp hvor solide fastsveisete bjelker med stor høyde i forhold til bredden gir liten eksponeringsflate mot eksplosjonstrykket og derved normalt blir stående intakt ved eksplosjonen samtidig som eksplosjonsgassene slipper ut mellom bjelkene og kaster opp det tidligere omtalte dekke av sand. Takkonstruksjonen ifølge foreliggende oppfinnelse innebærer en videreutvikling av dette prinsipp. For the roof construction, a previously known principle is used where solid welded beams with a large height in relation to the width provide a small exposure surface to the explosion pressure and thereby normally remain intact during the explosion at the same time that the explosion gases escape between the beams and throw up the previously mentioned cover of sand. The roof structure according to the present invention involves a further development of this principle.

Ved en foretrukket utførelsesform for oppfinnelsen er In a preferred embodiment of the invention is

det bærende ribbeverket i takkonstruksjonen utført slik at det ikke hindrer den radielle deformasjonen av veggkonstruksjonen. the load-bearing ribwork in the roof construction is designed so that it does not prevent the radial deformation of the wall construction.

Eventuelle fragmenter fra eksplosjonskilden som går mot taket, vil med sin store utgangshastighet nå opp i sandlaget før dette rekker å forlate bygningen, og derved blir fragmentene ned-bremset og stort sétt ledet vertikalt oppover. Any fragments from the explosion source that go towards the roof will, with their high exit velocity, reach up into the sand layer before it has time to leave the building, and thereby the fragments are slowed down and largely guided vertically upwards.

Vedlagte tegninger viser et par eksempler pa foretrukne utførelsesform;ér-:for bygningskonstruksjonen ifølge'oppfinnelsen, og hvor: '■■ The attached drawings show a couple of examples of preferred embodiments for the building construction according to the invention, and where:

fig. 1 viser et vertikalt sentralt snitt gjennom bygningen, fig. 1 shows a vertical central section through the building,

fig. 2 viser horisbntaitsnitt dels langs planet x - x dels fig. 2 shows a horizontal section partly along the plane x - x partly

langs planet y - y vist på fig. 1, og along the plane y - y shown in fig. 1, and

fig. 3 viser et horisontalsnitt i likhet med fig. 2, og som viser en foretrukket utførelsesform for ribbeverket i takkonstruksjonen. fig. 3 shows a horizontal section similar to fig. 2, and which shows a preferred embodiment of the rib structure in the roof structure.

På tegningen betegner tallet 1 den felles bunnplate for In the drawing, the number 1 denotes the common base plate for

de to sylinderskall 2 og 3. En såkalt burkonstruksjon eller et ribberverk 4 består av stålribber som er forankret, f.eks. sveiset, til det innvendige sylinderskallet. Ribbene eller bjelkene har stor høyde i.forhold til bredden, og forutsettes ved eksplosjon å bli sittende igjen i en eller begge vegger. 5 angir et dékke av lett og defibrerbart materiale, f.éks. balsatré eller lignende. 6 an- the two cylinder shells 2 and 3. A so-called cage structure or a rib structure 4 consists of steel ribs which are anchored, e.g. welded, to the inner cylinder shell. The ribs or beams have a large height in relation to the width, and are expected to remain in one or both walls in the event of an explosion. 5 indicates a cover of light and defibrable material, e.g. balsa wood or similar. 6 an-

gir en plastduk som virker som fuktighetssperre og tetting mot sandlaget 7, som består av finharpet og tørr sand. I mellomrommet mellom sylinderne er det også tørr sand 8, og hele huset settes fortrinnsvis på en sanddyne med et bindesjikt oppå, f.eks. asfalt. I kalt klima hvor frost og tele må påregnes, kan man legge et isolasjonslag 9, 10 og 11, henholdsvis på det ytre skallets innside, på toppen av sandlagene samt på utsiden av sanddynen. Som takdekke an-vendes det fortrinnsvis en armert plastduk eller plastfilm 12, som kan festes med én strammeinnretning 13 langs øvre omkretskant av det ytre sylinderskallet. Sandlaget 7 i takkonstruksjonen legges opp i flukt med syiihderskallene og avpasses forøvrig slik at tak-dekket blir jevnt hellende mot ytterskallet. Ved toppen på midten anordnes en lufteventil 14. provides a plastic sheet that acts as a moisture barrier and seal against the sand layer 7, which consists of finely divided and dry sand. In the space between the cylinders there is also dry sand 8, and the whole house is preferably placed on a sand dune with a binding layer on top, e.g. asphalt. In cold climates where frost and frost must be expected, an insulation layer 9, 10 and 11 can be laid, respectively on the inside of the outer shell, on top of the sand layers and on the outside of the dune. A reinforced plastic sheet or plastic film 12 is preferably used as a roof covering, which can be fixed with one tensioning device 13 along the upper circumferential edge of the outer cylinder shell. The sand layer 7 in the roof construction is laid up flush with the syiiihder shells and otherwise adjusted so that the roof deck slopes evenly towards the outer shell. An air valve 14 is arranged at the top in the middle.

Veggkonstruksjonen ér utført méd én dørkonstruksjon i The wall construction is made with one door construction in it

form av en rørtunnel 17, som fortrinnsvis er fortløpende sveiset henholdsvis til innerskallet og ytterskailet og langs bunnplaten 1 form of a pipe tunnel 17, which is preferably continuously welded respectively to the inner shell and the outer shell and along the bottom plate 1

er sveiset til denne. Én hedre del av det indre skallet bibeholdes som en terskelpiate 19. Selve døren 15 utføres som vist i det mins-te med buet form utover svarende1til innerskaliéts krumning og kan anordnes fortrinnsvis hengslet slik at døren hår lukket, ligger an mot de tilgrensende kantene åv dét indre skallet. is welded to this. One respectable part of the inner shell is retained as a threshold piate 19. The door 15 itself is made, as shown, at least with an outwardly curved shape corresponding to the curvature of the inner shell and can preferably be arranged hinged so that the door when closed rests against the adjacent edges of inner shell.

Ved modellforsøk med eksplosjon i en bygning som ovenfor beskrevet har det vist seg at vesentlige besparelser kan oppnås ved at ytterskallet fremstilles av en platetykkelse på ca. 1/3 av hva som er nødvendig i det indre sylinderskallet. Ved forholdsvis store platetykkelser i det indre sylinderskallet øker imidlertid faren for skårslagbrudd. Dette kan avhjelpes ved i stedet for en tykk plate i skallet å anvende to eller flere tynne plateskall, hvilke lettere vil deformeres uten brudd og som oppviser en større evne til å utjevne spenningstoppene fra detona-sjonsbølgens spisstrykk. Ved valg av stål må man også være opp-merksom på enkelte ståltypers kuldeskjørhet. Isolasjonslagene 9 og 10 vil isolere og beskytte den indre skallkonstruksjonen mot lave temperaturer og faren for sprøbrudd under kuldeperioder. In model tests with an explosion in a building as described above, it has been shown that significant savings can be achieved by making the outer shell from a plate thickness of approx. 1/3 of what is needed in the inner cylinder shell. With relatively large plate thicknesses in the inner cylinder shell, however, the risk of chip breakage increases. This can be remedied by using two or more thin plate shells instead of a thick plate in the shell, which will deform more easily without breaking and which show a greater ability to equalize the stress peaks from the detonation wave's peak pressure. When choosing steel, one must also pay attention to the cold brittleness of certain types of steel. The insulation layers 9 and 10 will insulate and protect the inner shell construction against low temperatures and the risk of brittle fracture during cold periods.

Fig. 3 illustrerer en modifisert utførelsesform for ribbeverket i bygningens takkonstruksjon. Her er de enkelte ribbe-elementer 4 i ribbeverket bestående av profilstålelementer montert i et mønster som kan sammenliknes med eksentriske eker i forhold til skallets sentrum og er henholdsvis sveiset til skallets innside og på skrå direkte til hverandre som vist slik at ved utoverrettet deformasjon av det indre skallet vil ribbe-elementene dels bøyes, dels vris med forholdsvis liten fare for at ribbeverket rives løs fra den indre skallkonstruksjonen eller brytes i stykker som følge av en detonasjon i bygningen. Fig. 3 illustrates a modified embodiment of the rib structure in the building's roof structure. Here, the individual rib elements 4 in the rib structure consisting of profile steel elements are mounted in a pattern that can be compared to eccentric spokes in relation to the center of the shell and are respectively welded to the inside of the shell and at an angle directly to each other as shown so that in the case of outwardly directed deformation of the the inner shell, the rib elements will be partly bent, partly twisted with relatively little risk of the rib work being torn loose from the inner shell structure or broken into pieces as a result of a detonation in the building.

Claims

1. Building for explosive substances, characterized by the fact that the building's walls consist of an inner and an outer cylindrical shell construction - comprising upwards open cylinder shells whose intermediate spaces are filled with sand, as both the outer and inner cylinder shells are made of metal, preferably steel and are attached, preferably welded, to a circular floor or bottom plate (1) and whose roof construction includes a rib structure anchored to the inner cylinder shell, on which is arranged a preferably defibrable cover and on top of this arranged layer of sand, as well as an outer roof covering arranged on top of the sand fillings .

2. Building as stated in claim 1, characterized in that the sand layer (7) on the rib structure <4) extends up flush with the upper edge of the cylinder shells (2,3).

3. Building as specified in claim 1 or 2" krn' r a c teri-s e r t ' 'in that the inner cylinder shell (2) is significantly thicker than the outer cylinder shell (3).

4. Building as stated in claim <3>, k a<7> is characterized in that the iridescent cylinder shell (2) comprises two adjacent, concentric, individual shell plate structures or several such structures lying on top of each other.

5. Building as specified in any of the preceding claims, characterized in that the sand layer on top of the rib structure is approximately or somewhat less thick than the thickness of the sari diegem in the wall between the cylinder shells.

6. Building As stated in any of the preceding claims, the character is in particular that between the outer cylinder shell and the sand there is an insulation layer (9), for example consisting of foam plastic, mineral wool or similar.

7. Building as indicated in any of the preceding claims, characterized by the fact that the sand layer above the ribs, the work and between the cylinder shells on the top lies approximately flush with each other and is given a weak conical shape and thus in cross section shows the shape of a salt roof and that a roof covering is arranged on top comprising an insulation layer resting directly on the sand and on top of this an outer covering, eg reinforced plastic sheeting or similar.

8. Building as stated in claim 7, characterized in that the outer roof covering extends outside and overlaps the outer cylinder shell and is attached to this.

9. Building as specified in any of the preceding claims, characterized in that a diffusion-proof barrier layer of plastic foil or the like is arranged on top of the deck above the rib structure, and which extends up the inside of the inner shell and lies above the top edge of this so that the barrier layer forms a vessel for receiving the sand layer.

10. Building as specified in any of the preceding requirements, characterized in that the rib structure in the roof construction consists of elements that are mounted in a pattern of eccentric spokes in relation to the center of the shell and are welded at an angle respectively to the inside of the shell and to each other, whereby outward deformation of the inner shell will essentially cause bending and twisting of the rib structure.