NO170173B

NO170173B - DEVELOPMENT FOR A WEEK A RESISTANCE TO PROJECT AID.

Info

Publication number: NO170173B
Application number: NO894012A
Authority: NO
Inventors: Henri Chapus
Original assignee: Campenon Bernard
Priority date: 1988-10-14
Filing date: 1989-10-06
Publication date: 1992-06-09
Also published as: FR2637935B1; DK510089A; PT91987B; CA2000436A1; DK510089D0; EP0364357A1; GR3004166T3; PT91987A; NO170173C; ES2030289T3; EP0364357B1; TR25306A; FR2637935A1; NO894012D0; NO894012L; DE68901023D1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en innretning for å øke motstandsdyktigheten overfor anslag fra kjente prosjek-tiltyper såsom bomber og granater, for byggverk særlig av betong, såsom tilfluktsrom, hangarer, bolighus, forretnings-bygg, murverk, betongplatekonstruksjoner etc. The present invention relates to a device for increasing the resistance to impacts from known projectile types such as bombs and grenades, for buildings in particular made of concrete, such as shelters, hangars, residential buildings, business buildings, masonry, concrete slab constructions, etc.

Slike byggverk av betong har oftest plane flater, eller flatene har stor krumningsradius. Such concrete buildings usually have flat surfaces, or the surfaces have a large radius of curvature.

Man vet at virkningen av et anslående prosjektil mot en betongkonstruksjon er størst når anslagsvinkelen, dvs. vinkelen mellom en normal på anslagsflaten og prosjektilets bane, It is known that the effect of an impacting projectile against a concrete structure is greatest when the impact angle, i.e. the angle between a normal to the impact surface and the projectile's trajectory,

er minimal. Når anslagsvinkelen er 0° er også lengden som prosjektilet eller deler av dette må passere i betongen minimal og lik betonglagets tykkelse. is minimal. When the impact angle is 0°, the length that the projectile or parts of it must pass through the concrete is also minimal and equal to the thickness of the concrete layer.

For større anslagsvinkler avtar anslagsvirkningen siden "tykkelsen" av betongen i anslagsretningen øker. Over en bestemt anslagsvinkel skjer skrensing og rikosjettering av prosjektilet mot betongoverflaten, og virkningen av anslaget opphører da. For larger impact angles, the impact effect decreases since the "thickness" of the concrete in the direction of impact increases. Above a certain angle of impact, skidding and ricocheting of the projectile against the concrete surface occurs, and the effect of the impact then ceases.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en innretning som reduserer eventuelle prosjektilanslags virkning på et byggverk mest mulig ved at motstandsdyktigheten overfor slike anslag økes. The purpose of the present invention is to arrive at a device which reduces the impact of any projectile impact on a building as much as possible by increasing the resistance to such impacts.

Ifølge oppfinnelsen kjennetegnes innretningen ved en ytterkledning hvis hardhet er større enn hardheten av byggverkets betongvegg og som er utformet med en rekke ribber som sammen med mellomliggende furer hovedsakelig danner en sammenhengende V-struktur, at ribbene som danner ytterkledningens skrå ytterflater er glatte og har en respektive innerflate som ligger tett inntil betongoverflaten, og at ribbenes høyde og kledningens hardhet er dimensjonert slik at et prosjektil med størrelse og vekt innenfor visse grenser og som treffer byggverket ved en liten anslagsvinkel blir avbøyd ved anslag mot en av de skråstilte ytterflater av ytterkledningen. According to the invention, the device is characterized by an outer cladding whose hardness is greater than the hardness of the building's concrete wall and which is designed with a series of ribs which together with intermediate furrows mainly form a continuous V-structure, that the ribs which form the outer cladding's inclined outer surfaces are smooth and have a respective inner surface which lies close to the concrete surface, and that the height of the ribs and the hardness of the cladding are dimensioned so that a projectile with a size and weight within certain limits and which hits the building at a small impact angle is deflected upon impact against one of the inclined outer surfaces of the outer cladding.

Det faktum at ribbenes eller furenes sideflater skrår The fact that the side surfaces of the ribs or furrows are inclined

i V-fasong i forhold til byggverkets hovedplan eller en normal på dette, gjør at et eventuelt prosjektil hvis dimensjon er innenfor visse grenser og som kommer inn mot byggverket og treffer dette ved en liten anslagsvinkel, dvs. tilnærmet normalt in a V-shape in relation to the building's main plane or a normal to this, means that any projectile whose dimensions are within certain limits and which enters the building and hits it at a small angle of impact, i.e. approximately normal

på byggverkets hovedplan, vil påvirkes på en av følgende måter: - prosjektilets spiss glir i rikosjettbevegelse langs en av ribbenes skrå sideflater slik at det får dreiebevegelse, mister sin stabilitet og kan ødelegges, - prosjektilets spiss glir som ovenfor, likevel uten at prosjektilet ødelegges, men hvor det deretter trenger inn gjennom kledningen og den innenforliggende betong med en større anslagsvinkel enn i utgangspunktet, eller - prosjektilet treffer bunnen av en fure mellom to av kledningens ribber, der hvor kledningen er forsterket ved overlapping, hvorved prosjektilets inntrenqnings- og ødeleggelses-virkning betraktelig reduseres. on the building's main plan, will be affected in one of the following ways: - the tip of the projectile slides in a ricocheting motion along one of the inclined side surfaces of the ribs so that it gets a turning movement, loses its stability and can be destroyed, - the tip of the projectile slides as above, nevertheless without the projectile being destroyed, but where it then penetrates through the cladding and the concrete within with a greater angle of impact than initially, or - the projectile hits the bottom of a furrow between two of the cladding's ribs, where the cladding is reinforced by overlapping, whereby the projectile's penetrating and destructive effect considerably reduced.

Den forsterkende kledning øker sannsynligheten for at et eventuelt anslående prosjektil blir avbøyd og kommer til å gli langs ribbenes skrå sideflater. Ifølge en foretrukket ut-førelsesform består kledningen av en rekke separate elementer som hvert hovedsakelig har V-profil, og disse elementer forbin-des med hverandre langs sine tilstøtende lengdekanter. Fortrinnsvis er kledningselementene av stål, hvilket gjør at prisen på oppfinnelsens innretning' kan holdes nede. The reinforcing cladding increases the probability that a possibly impacting projectile will be deflected and will slide along the inclined side surfaces of the ribs. According to a preferred embodiment, the cladding consists of a number of separate elements, each of which mainly has a V-profile, and these elements are connected to each other along their adjacent longitudinal edges. Preferably, the cladding elements are made of steel, which means that the price of the device of the invention can be kept down.

Andre særegenheter og fordeler med oppfinnelsen vil fremgå av den nå følgende detaljbeskrivelse som støtter seg til tegningene av bestemte utførelseseksempler. Other peculiarities and advantages of the invention will be apparent from the now following detailed description which is supported by the drawings of specific examples of execution.

Tegningenes fig. 1 viser skjematisk et prosjektil på vei inn mot en betongkonstruksjon under en temmelig spiss anslagsvinkel, fig. 2 viser skjematisk et snitt av oppfinnelsens innretning i form av den ytterste del av et byggverk eller en betongkonstruksjon, og figuren viser et prosjektil som be-veger seg inn normalt på byggverkets og dettes beskyttende innretnings hovedplan, fig. 3 viser et tilsvarende snitt som fig. 2, men hvor prosjektilet har truffet en av innretningens skrå sideflater, fig. 4 viser et tilsvarende snitt med et inn-kommende prosjektils antatte avbøyning, fig. 5 viser et pers-pektivriss av de enkelte kledningselementer med V-form ifølge oppfinnelsen, fig. 6 viser et skjematisk tverrsnitt av en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, og fig. 7 og 8 viser tilsvarende snitt som fig. 3, nå med anslag av et prosjektil under en relativt stor anslagsvinkel (som i eksemplet tilsvarer en liten anslagsvinkel mot en av sideflatene). The drawings' fig. 1 schematically shows a projectile on its way towards a concrete structure under a fairly sharp impact angle, fig. 2 schematically shows a section of the device of the invention in the form of the outermost part of a building or a concrete structure, and the figure shows a projectile which moves in normally on the main plane of the building and its protective device, fig. 3 shows a corresponding section as fig. 2, but where the projectile has hit one of the device's inclined side surfaces, fig. 4 shows a corresponding section with the assumed deflection of an incoming projectile, fig. 5 shows a perspective view of the individual V-shaped cladding elements according to the invention, fig. 6 shows a schematic cross-section of a preferred embodiment of the invention, and fig. 7 and 8 show corresponding sections as fig. 3, now with the impact of a projectile under a relatively large impact angle (which in the example corresponds to a small impact angle against one of the side surfaces).

Fig. 1 viser altså et prosjektil 1, f.eks. en bombe, som ankommer med en liten anslagsvinkel _i mot et byggverks 2 ytterbetong, f.eks. i form av en betongmur eller et tilfluktsrom. Fig. 1 thus shows a projectile 1, e.g. a bomb, which arrives with a small impact angle _i against a building's 2 outer concrete, e.g. in the form of a concrete wall or a shelter.

Anslagsvirkningen for prosjektilet 1 er maksimal (eller optimal sett fra prosjektilutskyterens side) når anslagsvinkelen _L er 0 (dvs. når prosjektilet kommer inn normalt på byggverkets hovedplan). The impact effect for projectile 1 is maximum (or optimal from the perspective of the projectile launcher) when the impact angle _L is 0 (i.e. when the projectile enters normally on the building's main plane).

Oppfinnelsen tar sikte på å redusere anslagsvirkningen for et slikt prosjektil 1 ved å øke motstandsdyktigheten for byggverket nettopp mot slike anslag. The invention aims to reduce the impact effect of such a projectile 1 by increasing the resistance of the building to precisely such impacts.

Ifølge oppfinnelsen omfatter innretningen for å øke According to the invention, the device for increasing

et betongbyggverks 2 motstand (se fig. 2 og 3) en overflate 3 dannet som en rekke ribber og mellomliggende furer med hovedsakelig sammenhengende V-profil og slik at det dannes skrå sideflater 4 som er holdt mest mulig glatte. Høyden H av ribbene er tilstrekkelig til at et prosjektil 1 med størrelse innenfor visse grenser blir avbøyd etter anslag mot en av de skrå sideflater 4, samtidig som overflaten 3 er tilstrekkelig hard til at inntrengning hindres. a concrete structure's 2 resistance (see fig. 2 and 3) a surface 3 formed as a series of ribs and intermediate furrows with a mainly continuous V-profile and so that inclined side surfaces 4 are formed which are kept as smooth as possible. The height H of the ribs is sufficient for a projectile 1 with a size within certain limits to be deflected after striking one of the inclined side surfaces 4, while the surface 3 is sufficiently hard to prevent penetration.

Overflaten 3 er forsterket med en metallkledning som The surface 3 is reinforced with a metal cladding which

er hardere enn byggverkets 2 betong, og kledningens inner-flater 5 er lagt inn mot betongoverflaten i kontakt med denne. is harder than the building's 2 concrete, and the cladding's inner surfaces 5 are placed against the concrete surface in contact with it.

På de viste tegninger består kledningen av flere enkeltelementer med hovedsakelig V-profil, og kledningen byg-ges sammen ved at de enkelte elementer legges overlappende In the drawings shown, the cladding consists of several individual elements with mainly a V-profile, and the cladding is built together by overlapping the individual elements

mot hverandre langs sine lengdekanter 4a, 4b på hver side. Profilelementene er fortrinnsvis av stål, gjerne en vanlig stål-kvalitet, og tykkelsen kan være i størrelsesorden 10 mm. Elementene er altså enkle å fremstille og koster ikke særlig mye. against each other along their longitudinal edges 4a, 4b on each side. The profile elements are preferably made of steel, preferably a standard steel quality, and the thickness can be in the order of 10 mm. The elements are therefore easy to manufacture and do not cost very much.

Som antydet ovenfor bevirker de skrå sideflater 4 As indicated above, they cause slanted side surfaces 4

på de V-formede elementer en skrensing av et prosjektil 1 når dette støter mot overflaten. For å oppnå skrensing ved eventuelt anslag av de vanligste prosjektiler som det søkes beskyttelse mot, bør høyden H av ribbene tilsvare mellom en tredjedel og hele lengden av et typisk slikt prosjektil 1. on the V-shaped elements a skidding of a projectile 1 when it hits the surface. In order to achieve skidding in the event of the most common projectiles against which protection is sought, the height H of the ribs should correspond to between one third and the entire length of a typical such projectile 1.

Hvis høyden ikke er tilstrekkelig i forhold til et aktuelt prosjektils 1 dimensjoner vil skrensingen eller riko-sjetteringen av dette være utilstrekkelig til å hindre effek-tiv anslagsvirkning. Hvis imidlertid høyden H er for stor vil dette påvirke fremstillingskostnadene i uforholdsmessig stor grad. If the height is not sufficient in relation to the dimensions of a relevant projectile 1, the skidding or ricocheting of this will be insufficient to prevent effective impact. If, however, the height H is too large, this will affect the manufacturing costs to a disproportionate extent.

Toppvinkelen a (fig. 5) for de V-formede kledningselementer kan f.eks. være omkring 90°. I den viste utførelses-form legges elementene slik at de overlapper hverandre i furenes bunn slik som fig. 2-8 viser. De utbukkede langsgående kantpartier 4c, 4d av lengdekantene 4a hhv. 4b danner på denne måte et andre kledningslag, og metallforsterkningen får derfor dobbel tykkelse i furene mellom ribbene. I den utførelsesform som er vist på fig. 6 festes lengdekantene 4a, 4b til hverandre og til den innenforliggende betong ved hjelp av bolter 6 som The top angle a (fig. 5) for the V-shaped cladding elements can e.g. be around 90°. In the embodiment shown, the elements are placed so that they overlap each other in the bottom of the furrows as shown in fig. 2-8 shows. The curved longitudinal edge portions 4c, 4d of the longitudinal edges 4a respectively. 4b in this way forms a second cladding layer, and the metal reinforcement therefore gets double thickness in the furrows between the ribs. In the embodiment shown in fig. 6, the longitudinal edges 4a, 4b are attached to each other and to the inner concrete by means of bolts 6 which

■forankres i betongen. ■anchored in the concrete.

Fra fig. 6 fremgår også at det mellom den betongkonstruksjon som byggverket 2 har og oppfinnelsens innretning med de V-formede og forsterkede ribber, er innlagt en stålplate 7 som festes til kledningselementene med boltene 6. Mellomrom-met mellom platen 7 og kledningselementene er fylt med betong 8. I dette tilfelle forsterkes furene i oppfinnelsens innretning ytterligere ved at tre stålplater blir liggende utenpå hverandre . From fig. 6 also shows that between the concrete structure of the building 2 and the device of the invention with the V-shaped and reinforced ribs, a steel plate 7 is inserted which is attached to the cladding elements with bolts 6. The space between the plate 7 and the cladding elements is filled with concrete 8 In this case, the furrows in the device of the invention are further reinforced by three steel plates lying on top of each other.

Oppfinnelsens innretning kan monteres utenpå en betongflate på et byggverk eller benyttes som en forskalling som støpes fast permanent under konstruksjonen av en betongvegg. The device of the invention can be mounted on the outside of a concrete surface on a construction site or used as a formwork which is cast permanently during the construction of a concrete wall.

I det følgende skal virkemåten for en beskyttelse med oppfinnelsens innretning gjennomgås, idet den motstands-dyktige overflate 3 som består av en rekke ribber og mellomliggende furer i hovedsakelig sammenhengende V-struktur virker på en av følgende tre måter overfor et anslående prosjektil: 1) Prosjektilets 1 spiss kommer normalt på byggverkets 2 hovedplan, glir eller rikosjetterer langs en skråflate 4 og får følgelig dreiebevegelse (se fig. 3), hvilket fører til at prosjektilet mister stabilitet og kan ødelegges, slik at byggverket ikke påkjennes i den tilsiktede grad, 2) prosjektilet 1 glir først langs en skråflate 4 for så å trenge inn i betongen slik som pilen F på fig. 4 viser, men inntrengningen skjer da i en retning som avviker en-del fra den opprinnelige prosjektilbevegelses retning, slik at nedbrytingseffekten blir tilsvarende redusert, eller 3) prosjektilet 1 treffer akkurat i bunnen av furen mellom ribbene eller treffer en sideflate slik at prosjektil-spissen blir avbøyd og deretter treffer furebunnen. Virkningen blir da tilsvarende mye mindre enn uten beskyttende innretning, siden furene i bunnen er kraftig forsterket (sé særlig fig. 6). Prosjektilet 1 trenger altså på langt nær så langt inn i betong-konstruksjonen som det ville ha gjort ellers. In the following, the operation of a protection with the device of the invention will be reviewed, as the resistant surface 3, which consists of a number of ribs and intermediate furrows in an essentially continuous V-structure, acts in one of the following three ways against an impacting projectile: 1) The projectile's 1 tip normally arrives on the main plane of the structure 2, slides or ricochets along an inclined surface 4 and consequently gets a turning movement (see fig. 3), which causes the projectile to lose stability and can be destroyed, so that the structure is not stressed to the intended extent, 2) the projectile 1 first slides along an inclined surface 4 and then penetrates the concrete as shown by arrow F in fig. 4 shows, but the penetration then takes place in a direction that deviates somewhat from the direction of the original projectile movement, so that the degradation effect is correspondingly reduced, or 3) the projectile 1 hits exactly at the bottom of the groove between the ribs or hits a side surface so that the projectile tip is deflected and then hits the furrow bottom. The effect is then correspondingly much less than without a protective device, since the furrows at the bottom are greatly reinforced (see especially fig. 6). Projectile 1 thus penetrates almost as far into the concrete structure as it would otherwise have done.

Det ovenstående gjelder særlig for prosjektiler som treffer byggverket farligst mulig, dvs. ved en anslagsvinkel omkring 0. Oppfinnelsens innretning gir også en forbedring av byggverkets motstand når prosjektilet kommer inn under større anslagsvinkler. The above applies particularly to projectiles that hit the structure as dangerously as possible, i.e. at an impact angle of around 0. The device of the invention also provides an improvement in the structure's resistance when the projectile enters at greater impact angles.

Fig. 7 viser et eksempel hvor et prosjektil kommer Fig. 7 shows an example where a projectile arrives

inn med en relativt stor anslagsvinkel i. (ca. 30°), og i dette tilfelle vil vinkelen mellom normalen på sideflaten 4 og prosjektilets lengdeakse være såvidt liten at det ikke foregår noen skrensing langs flaten, men prosjektilet trenger gjennom kledningen slik som fig. 8. viser. Under inntrengningen får prosjektilet tendens til å dreies noe slik at det går enda mer normalt inn på sideflaten 4, og inntrengnings- og ødeleggelses-virkningen blir følgelig enda mer redusert ved at inntrengnings-lengden blir tilsvarende øket. in with a relatively large impact angle i. (approx. 30°), and in this case the angle between the normal on the side surface 4 and the projectile's longitudinal axis will be so small that no skidding takes place along the surface, but the projectile penetrates the cladding as shown in fig. 8. shows. During the penetration, the projectile tends to turn somewhat so that it enters even more normally on the side surface 4, and the penetration and destruction effect is consequently even more reduced by the penetration length being correspondingly increased.

Yttersiden av kledningens sideflater med V-form kan være spesialbehandlet for å fremme skrensing av prosjektil-spisser ytterligere. The outside of the cladding's V-shaped side surfaces can be specially treated to further promote skidding of projectile tips.

Claims

1. Device for increasing the resistance of a building (2) to the impact of a projectile (1) such as a bomb or shell, CHARACTERIZED BY an outer cladding (3) whose hardness is greater than the hardness of the concrete wall of the building and which is designed with a series of ribs which, together with intermediate furrows, mainly form a continuous V-structure, that the ribs that form the outer cladding (3)'s inclined outer surfaces (4) are smooth and have a respective inner surface (5) that lies close to the concrete surface, and that the height of the ribs (H) and the cladding's hardness is dimensioned so that a projectile with a size and weight within certain limits and which hits the building (2) at a small impact angle (i) is deflected upon impact against one of the inclined outer surfaces (4) of the outer cladding (3).

2. Device according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the cladding consists of a number of separate cladding elements with a mainly V-shaped cross-section and curved longitudinal edges (4a, 4b), and that the individual cladding elements are placed next to each other so that adjacent longitudinal edges (4a, 4b) form overlaps.

3. Device according to one of claims 1 or 2, CHARACTERIZED IN THAT the cladding is made of steel.

4. Device according to one of claims 1-3, CHARACTERIZED IN that the height (H) of the ribs essentially corresponds to between one third of and the entire total length of a projectile (1) of typically expected size.

5. Device according to one of claims 1-4, CHARACTERIZED BY the overlapping of the cladding elements being arranged at the bottom of the furrows between the ribs to form a reinforcement.

6. Device according to one of claims 2-5, CHARACTERIZED IN THAT the curved and overlapping longitudinal edges (4a, 4b) are attached to each other with bolts (6) which are anchored in it. underlying concrete. 7 • Device according to claim 6, CHARACTERIZED IN THAT a plate (7) of metal is arranged between the building's (2) concrete structure to be protected and the V-shaped cladding elements and attached to the cladding elements with the help of bolts (6), and that the space between the plate (7) and the elements is filled with concrete (8).