DE3101757A1

DE3101757A1 - Safety structure consisting of reinforced concrete or prestressed concrete, in particular radiation shielding shell for the reactor building of a nuclear power station

Info

Publication number: DE3101757A1
Application number: DE19813101757
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: Dyckerhoff and Widmann AG
Current assignee: Walter Bau AG
Priority date: 1981-01-21
Filing date: 1981-01-21
Publication date: 1982-08-05

Abstract

If a safety structure, e.g. a radiation shielding shell for the reactor building of a nuclear power station, has projecting extensions, then its respectively upper delimiting surfaces are designed to be inclined with respect to the horizontal and/or its lateral delimiting surfaces are designed to be inclined with respect to one another such that their tangential planes intersect in each case in a line located outside the structure and at a finite distance from the same. This results in the line of action of a load pulse, making contact with said delimiting surfaces at right angles, being at as small a distance as possible from the vertical centroidal axis of the structure and the mass centre of gravity, lying thereon, and the centre of gravity of the foundation surfaces, with the result that the bending vibrations and shaking caused in the structure by the load pulse are considerably reduced.

Description

Sicherheitsrelevantes Bauwerk aus Stahlbeton oder Spannbeton,Safety-relevant structure made of reinforced or prestressed concrete,

insbesondere Abschirmhülle für das Reaktorgebäude eines Vernkraftwerkes Die Erfindung betrifft ein sicher}leitsrelevantes Bauwerk gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.in particular shielding cover for the reactor building of a Vernkraftwerk The invention relates to a safety-relevant building according to the preamble of claim 1.

Sicherheitstechnisch bedeutsame Bauwerke im militärischen, wie im zivilen Bereich, insbesondere Reaktorgebäude von Kernkraftwerken sowie die darin untergebrachten technischen Anlagen werden so konstruiert, daß sie unter anderem auch der Einwirkung von Aufprall-Lasten standhalten können. So wird beispielsweise bei Reaktorgebäuden von Kernkraftwerken verlangt, daß sie in der Lage sind, den Aufprall eines auf sie herabstürzenden Flugkörpers aufzunehmen. Structures that are important in terms of security in the military and in civil area, in particular reactor buildings of nuclear power plants and those in them housed technical systems are designed so that they, among other things can also withstand the effects of impact loads. For example required in the case of reactor buildings of nuclear power plants that they are capable of the To absorb the impact of a falling missile.

Aus anlagentechnischen Gründen ist es vielfach erforderlich, an solchen Bauwerken wie z.B. Abschirmhüllen oder Umfassungskonstruktionen von Reaktorgebäuden monolithisch damit verbundene ganz oder teilweise auskragende Anbauten vorzusehen. For technical reasons, it is often necessary to use such Structures such as shielding shells or enclosing structures for reactor buildings to provide monolithically connected wholly or partially cantilevered attachments.

Solche Anbauten dienen beispielsweise bei Reaktorgebäuden für Leichtwasserreaktoren zum Schutz der Materialschleuse und der Fxischdampf- und Speisewasserarmaturen.Such extensions are used, for example, in reactor buildings for light water reactors to protect the material lock and the steam and feed water fittings.

Diese Anbauten werden üblicherweise mit im wesentlichen waagerechten oberen Abschlußplatten und lotrechten Seitenwänden ausgebildet, die entweder radial verlaufen oder aber parallel zu der durch die lotrechte Mittelebene des Anbaus gebildeten Ebene, in der meist auch die Mittelachse z.B. eines Bauwerks mit radialsymmetrischem Grundriß liegt. Bei kastenförmigen Bauwerken ist es üblich, derartige Anbauten mit senkrecht auf der betreffenden Bauwerkswand stehenden oberen und seitlichen Begrenzungsflächen auszubilden. These attachments are usually made with essentially horizontal upper end plates and perpendicular side walls formed either radially run or parallel to that formed by the vertical center plane of the extension Level in which the central axis, e.g. of a building with a radially symmetrical Floor plan is. In box-shaped structures, it is common to have such attachments Upper and lateral boundary surfaces perpendicular to the relevant building wall to train.

Wie Untersuchungen gezeigt haben, werden bei einem fläch(>nnormal wirkenden Aufprall eines Flugkörpers auf derartige Anbauten erhebliche Erschütterungen des Gesamtgebäudes und seiner Einbauten induziert. Diese Erschütterungen und die dadurch entstehenden Beanspruchungen der Einbauten sind oft erheblich größer als sie bei einem Aufprall des Flugkörpers auf das Bauwerk unmittelbar entstehen würden. Aus diesem Grund werden, obgleich die Angriffsflächen der Anbauten gegenüber der Gesamtfläche des Bauwerks nur gering sind, diese Beanspruchungen oft für die sicherheitstechnische Auslegung der Einbauten maßgebend, was diese erheblich erschwert und zu einem entsprechend umfangreichen und kostspieligen Aufwand führt. As studies have shown, with a surface (> nnnormal acting impact of a missile on such attachments considerable vibrations of the entire building and its fixtures. These tremors and those The resulting stresses on the built-in components are often considerably greater than they would arise directly in the event of an impact of the missile on the structure. For this reason, although the attack surfaces of the attachments opposite the Total area of the structure are only small, these stresses often for the safety-related Design of the internals decisive, which makes them considerably more difficult and leads to a corresponding extensive and costly effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, um den Auslegungsaufwand für die Einbauten nach Möglichkeit auf das Maß zu reduzieren, wie er bei ungünstigstem Aufprall auf das Bauwerk selbst ohnehin erforderlich wäre. The invention is based on the object of creating a possibility in order to reduce the design effort for the built-in components to the extent possible, like him in the worst case Impact on the structure itself anyway would be required.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst. According to the invention this object is achieved by the features of the characterizing part Part of claim 1 solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Advantageous further developments of the invention emerge from the subclaims.

Der Vorteil der Erfindung folgt daraus, daß Dach und Seitenwände der kritischen Anbauten in Bezug auf die vertikale Schwerlinie des Bauwerks bzw. auf den auf dieser liegenden Massenschwerpunkt und den Schwerpunkt der Gründungsfläche des Bauwerks derart geneigt angeordnet werden, daß die Wirkungslinie eines senkrecht auf diese Begrenzungsfläche auftreffenden Lastimpulses zu den genannten geometrischen Größen einen möglichst geringen Abstand hat. The advantage of the invention follows from the fact that the roof and side walls the critical additions in relation to the vertical center of gravity of the structure or on the center of mass lying on this and the center of gravity of the foundation area of the structure are arranged inclined in such a way that the line of action of a perpendicular load impulse impinging on this boundary surface to the geometrical ones mentioned Sizes as small as possible.

Auf diese Weise werden z.B. durch einen Lastimpuls senkrecht zur geneigten Dachfläche eines Anbaus die Biegeschwingungen des Bauwerks weniger angeregt als bei einem Anbau mit waagerechter Dachfläche. Dadurch werden zugleich auch die in das Bauwerk eingeleiteten Erschütterungen wesentlich herabgesetzt. In analoger Weise werden auch durch Lastimpulse senkrecht auf die gegeneinander geneigten Seitenflächen eines Anbaus die Torsionsschwingungen des Bauwerks weniger angeregt als dies bei den bekannten Anbauten der Fall ist. Auch dies führt zu einer Verringerung der horizontalen Erschütterungen des Gesamtbauwerks. In this way, e.g. by a load impulse, the inclined roof surface of an extension, the bending vibrations of the structure are less stimulated than with an extension with a horizontal roof surface. As a result, the The vibrations introduced into the structure are significantly reduced. In analog Way are also perpendicular to the mutually inclined side surfaces by load impulses an extension, the torsional vibrations of the structure are less stimulated than with the known attachments is the case. This also leads to a reduction in the horizontal Vibrations of the entire structure.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment explained in more detail.

Es zeigt Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch ein Bauwerk mit einem Anbau und Fig. 2 einen Horizontalschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.It shows Fig. 1 is a schematic vertical section through a structure with an extension and FIG. 2 shows a horizontal section along the Line II-II in Fig. 1.

Fig. 1 zeigt im Vertikalschnitt schematisch ein Bauwerk 1, z.B. die Abschirmhülle oder Umfassungskonstruktion eines sicherheitstechnisch bedeutsamen Gebäudes. Das Bauwerk 1 besteht aus einem unteren kreiszylindrischen Teil 2 und einer Kuppel 3. An einer Seite ist ein Anbau 4 vorgesehen, dessen obere Deckfläche 5 um den Winkel oc gegen die Horizontale und dessen seitliche Begrenzungsflächen jeweils um den Winkel ß gegen die lotrechte Mittelebene I-I des Anbaus 4 geneigt sind, in der auch die Schwerlinie S des Bauwerks 1 liegt. Fig. 1 shows schematically in vertical section a building 1, e.g. Shielding cover or surrounding construction of a safety-relevant one Building. The structure 1 consists of a lower circular cylindrical part 2 and a dome 3. An attachment 4 is provided on one side, the upper top surface of which 5 by the angle oc to the horizontal and its lateral boundary surfaces each inclined by the angle β relative to the vertical center plane I-I of the attachment 4 are, in which the center of gravity S of the structure 1 lies.

Ein senkrecht auf die Dachfläche 5 des Anbaus 4 auftreffender Lastimpuls P wirkt bezüglich des Massenschwerpunkts M des Gebäudes 1 unter dem Hebelsarm m und bezüglich des Schwerpunkts der Gründungsfläche G unter dem Hebelsarm g. In jedem Fall sind die ebelsarme m und g kleiner, als wenn der Lastimpuls P in gleicher Größe auf eine waagerechte Dachfläche senkrecht auftreffend angesetzt werden müßte und dann unter dem Hebelsarm m1 in Bezug auf den Massenschwerpunkt M bzw. auf den Schwerpunkt der Gründungsfläche G wirksam werden würde. A load pulse impinging perpendicularly on the roof surface 5 of the extension 4 P acts with respect to the center of mass M of the building 1 under the lever arm m and with respect to the center of gravity of the foundation area G under the lever arm g. In each In the case of low levels of energy m and g are smaller than if the load pulse P is of the same magnitude would have to be applied to hit a horizontal roof surface vertically and then under the lever arm m1 in relation to the center of mass M or to the center of gravity the foundation area G would take effect.

Durch die auf diese Weise erreichte Verringerung der Anregung des Bauwerks zur Ausführung von Biegeschwingungen werden auch die durch den Lastimpuls P in das Gebäude induzierten Erschütterungen deutlich herabgesetzt. By reducing the excitation of the Structures for the execution of bending vibrations are also caused by the load impulse P vibrations induced in the building are significantly reduced.

In Fig. 2 ist der gleiche die Bauwerkserschütterungen reduzierende Effekt beim Auftreffen eines in einer horizontalen Ebene wirkendenLastimpuXes Pauf einen mit gegeneinander geneigten seitlichen Begrenzungsflächen 6 ausgeführten Anbau 4 dargestellt, deren Tangentialebenen sich außerhalb des Bauwerks 1 in einer Schnittlinie S1 schneiden. Auch hier wird deutlich, daß durch die gegeneinander geneigten seitlichen Begrenzungsflächen 6 des Anbaus 4 ein über den Hebelsarm s zur lotrechten Schwerlinie S wirkender Lastimpuls P die Torsionsschwingungen des Bauwerks 1 weniger anregt, als dies der all wäre, wenn dieser Lastimpuls P in gleicher Größe senkrecht auf eine der Seitenwände angesetzt werden müßte, in welchem Fall mindestens der Hebelsarm s1 wirksam würde. In Fig. 2 the same is the building vibrations reducing Effect on impact of a load impulse Pauf acting in a horizontal plane one with inclined to one another lateral boundary surfaces 6 executed cultivation 4 shown, the tangential planes outside of the structure 1 cut in a cutting line S1. Here, too, it becomes clear that by opposing each other inclined lateral boundary surfaces 6 of the attachment 4 via the lever arm s to the vertical center of gravity S acting load impulse P represents the torsional vibrations of the Building 1 stimulates less than this would be the case if this load pulse P was the same Size would have to be set perpendicular to one of the side walls, in which case at least the lever arm s1 would be effective.

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Claims

Safety-relevant structure made of reinforced concrete or prestressed concrete, in particular Shielding cover for the reactor building of a nuclear power plant Patent claims 1. Preferably safety-related items consisting of single and / or double curved components Structure made of reinforced concrete or prestressed concrete, in particular shielding cover for the reactor building of a nuclear power plant, with additions protruding over its outer surface, thereby characterized in that the respective upper boundary surfaces (5) of the attachments (4) oppose the horizontal and / or its lateral boundary surfaces (6) against each other so are designed inclined that their tangential planes respectively in one outside the building v1) and at a finite distance from it Cut line 2. Structure according to claim 1, characterized in that the tangential planes the lateral boundary surfaces (6) have the same inclination and are in the vertical Cut the longitudinal center plane (I-I) of the respective attachment (4).

3. Structure according to claim 1 or 2, characterized in that the Boundary surfaces (5 or 6) are formed with a constant inclination.

4. Structure according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the angle of inclination (ct or ß) of the boundary surfaces (5 or 6) equal or are greater than 200.