传力部件、延长部件以及用于提高带状材料的拉力负荷的方法技术

一种传力部件（１），包括一个锚固装置（２０），用于将一种带状材料（５）锚定在一个承载结构（１０）上，该带状材料（５）借助锚固装置（２０）进行预紧。在张紧过程之后，在从锚固装置（２０）到带状材料（５）的过渡区域中设置一个延长部件（２，４，１５）。该延长部件与带状材料（５）和锚固装置（２０）处于作用连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】传力部件、延长部件以及用于提高带状材料的拉力负荷的方法
本专利技术涉及一种如权利要求1前序部分所述的传力部件，它包括一个锚固装置(Spannanker，预加应力锚定装置)，用于将一种带状材料锚定在一个承载结构上。本专利技术还涉及一种用于锚固装置的延长部件、一种用于提高带状材料的拉力负荷的方法以及使用一个传力部件来加强一个承载结构。
技术介绍
近几年来，为了对承载结构进行后续加强，除了使用钢薄板以外也使用由复合材料构成的薄板。这些复合材料或者松弛地没有纵向预紧地或者通过端部锚定预紧地与承载结构粘接。已知这种端部锚定并且已经在市场上引入不同的固定方法，用于将作用力从一个传力部件传递到复合材料。但是，对于大多数目前供使用的传力部件来说，可传递的作用力小于复合材料的抗拉强度，其缺陷是，只能利用复合材料的抗拉能力的一个有限的部分，这导致不经济的解决方案。对于大多数目前使用的传力部件来说，在预紧时产生的拉力通过摩擦力通过夹紧或粘接从一个锚固装置传递到复合材料。对于目前供使用的传力部件的主要问题是，峰值应力出现在从复合材料到锚固装置的过渡部位。但是当峰值应力中的剪切力达到最大可传递的静摩擦或者说达到最大可传递的粘接强度时，才达到最大可传递的拉力负荷。在WO 02/103131 A1中已经尝试，在多个不同的区域中布置锚固装置、夹紧体，它们通过不同弹簧刚性的延伸段(弹性段)相互连接。这些夹紧体在施加预紧之前与带状拉力元件固定连接，这一点可通过粘接或通过夹紧实现。由此能够减小在通向锚定区的过渡部位上的剪切应力峰值，剪切应力峰值超过粘接结合或摩擦区中的断裂应力。-->经验已经证实，对于精心构造的例如在上述文献、WO 99/10613A1和WO 96/21785中所述的传力部件最大可传递的拉力负荷也只能达到复合材料的最大拉力负荷的约70至75％。因此，这些传力部件在保持1.5的安全系数的情况下所能承受的负荷仅仅达到复合材料最大拉力负荷的约50％。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是，克服上述现有技术中的缺陷，并提供一种措施(机构)，能够提高最大可传递的拉力负荷。这个目的借助于按照本专利技术的如权利要求1所述的传力部件得以实现。这个目的的解决方案基础在于，在带状材料张紧过程之后在一个第二步骤中使用一种延长部件，以防止在往锚固装置的过渡部位上附加地产生应力负荷。在第一步骤中，使带状材料通过锚固装置张紧到预应力负荷。在此，峰值应力出现在从带状材料到锚固装置的过渡部位上。在预紧和锚定在建筑结构上以后，使一个延长部件与处于张紧状态的带状材料通过一种粘接剂或机械地连接。此时在机构与复合材料之间的连接是无应力的。在例如由工作负荷对材料施加附加负荷时，由此产生的附加应力相对于主轴线通过设于前面的机构直接传递到承载结构，而不传递或者只微少地传递到锚固装置中。由此，在保持所需的安全系数的情况下提高了总承载负荷。所述锚固装置也可称为夹紧头，并且可以基本上任意地构造。例如这个锚固装置可以由两个顶压板和至少一个穿过复合材料的拉力部件如螺栓组成。或者使复合材料通过两个顶压板借助于均匀分布的压力部件或者通过一个作用于整个顶压面上的液压压力腔相对于一卡弓形轭架支承地固定。或者代替螺栓和平板，而使用夹紧楔体，它们通过椭圆形环弓压紧到复合材料上。本专利技术的优点是，按照本专利技术的解决方案可以用于各种在市场上现-->有的锚固装置。这个用于解除在到锚固装置的过渡部位上的峰值应力的机构可以是一个延长部件，它机械地锚定和/或粘接在复合材料上和抗拉地锚定和/或粘接在锚固装置或横向构件上。或者使横向构件在第二方法步骤中通过注入粘接剂而连接到复合材料上。通过这种夹紧方法，在保持1.5的安全系数的情况下，使最大可传递的工作拉力提高至少20-50％、到300至400kN的范围。本专利技术的其它有利扩展结构由从属权利要求中给出。附图说明下面借助于附图详细描述本专利技术的实施例。相同的部件在不同的附图中具有相同的附图标记。附图中：图1示出一个第一实施例的简化侧视图，图2示出另一实施例的简化侧视图，图3A示出另一实施例的简化侧视图，图3B示出按照图3A的另一实施例的简化俯视图，图3C以略微变化的结构示出按照图3A的另一实施例的简化侧视图，图4A示出另一实施例的侧视图，图4B示出按照图4A的另一实施例的俯视图，图5A示出另一实施例的侧视图，图5B示出按照图5A的另一实施例的俯视图，图6A示出另一实施例的侧视图，具有一个延长部件在复合材料上的楔形粘接，图6B示出按照图6A的另一实施例的俯视图，图6C示出另一实施例的侧视图，具有一个延长部件在复合材料上的锯齿形粘接，图6D示出另一实施例的侧视图，具有一个延长部件在复合材料上的波浪形粘接，-->图7示出一个具有双曲线结构的延长部件的特别优选的实施例的侧视图。具体实施方式在图1中示出在张紧过程之后的传力部件1，它包括一个通常公知的锚固装置20和一个按照本专利技术的延长部件4。该锚固装置20如同由现有技术已知的那样固定在一种带状材料5上、尤其是复合材料上，下面也称为薄板(薄片)，固定可以通过粘接、夹紧等实现。所述张紧过程可以首先通过一个拉压机(Zugpresse)在拉伸方向11上进行，其中该拉压机暂时设置在锚固装置20上。所述锚固装置20例如通过螺杆保持在一个未示出的锚定管或滑移轴杆中，它固定在一个承载结构10的钻孔里面。在张紧过程之后，在第二步中将粘接剂6涂覆到带状复合材料5以及锚固装置20的邻接部位上。所述粘接剂尤其是膏状的，因此易于加工。所述延长部件4设置在位于带状复合材料5上的粘接剂6上并粘接在锚固装置20上。所述延长部件4必需抗拉地与锚固装置20相连接。所述延长部件4的形状取决于延长部件4的材料选择和复合材料5的厚度，此外这样进行选择，使得该延长部件4离开锚固装置向着复合材料5缩小。所述延长部件4可以具有任何的形状，但是优选具有一种舌形或楔形的形状，用于最佳地降低峰值应力。也可以在延长部件4中在拉伸方向11上加入几厘米长的筋肋和折叠，由此产生最佳的粘接和最佳的应力消除。所述延长部件4分别在带状复合材料5的顶面和底面上最好具有一个100mm、尤其是50mm的长度。在延长部件的中间，该延长部件最好具有一个最多10mm、尤其是最多5mm的厚度。所述延长部件4和锚固装置20最好由金属的可延展的材料制成，例如由铝、钢或钛制成。所述粘接剂6例如环氧树脂基的2K粘接剂必需不仅与复合材料5而且与延长部件4都具有良好的粘附性并且应该具有高强度。在图1中简示出在这个张紧过程中产生的应力，其中X表示沿着传-->力部件1的路径，而Y表示在位置X上的作用力。在X1与Y1第一曲线图中示出在薄板5通过锚固装置20预紧并接着粘接延长部件4之后作用于传力部件1上的应力。因为该延长部件4在张紧过程之后才与薄板和锚固装置连接，因此在这个部位不产生应力。在从薄板5到锚固装置20的过渡部位上峰值应力最大并直到锚固装置端部减小到零。在X2与Y2第二曲线图中示出在承载结构的工作负荷下作用于传力部件1上的应力。由于工作负荷产生的应力大多由延长部件4承受，因此在这里也产生应力。但是通过锚固装置承受的应力由此基本保持不变，如同在曲线图X1Y1中对应预紧时所示的那样。通过安置延长部件4，尽可能地防止本文档来自技高网...

【技术保护点】
传力部件（１），包括一个锚固装置（２０），用于将一种带状材料（５）尤其是一种复合材料锚定在一个承载结构（１０）上，其中所述带状材料（５）借助锚固装置（２０）进行预紧，其特征在于，在张紧过程之后，在从锚固装置（２０）到带状材料（５）的过渡区域中设置一个延长部件（２，４，１５），并且该延长部件与带状材料（５）和锚固装置（２０）处于作用连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2003-8-13 03018364.41.传力部件(1)，包括一个锚固装置(20)，用于将一种带状材料(5)尤其是一种复合材料锚定在一个承载结构(10)上，其中所述带状材料(5)借助锚固装置(20)进行预紧，其特征在于，在张紧过程之后，在从锚固装置(20)到带状材料(5)的过渡区域中设置一个延长部件(2，4，15)，并且该延长部件与带状材料(5)和锚固装置(20)处于作用连接。2.如权利要求1所述的传力部件(1)，其特征在于，所述延长部件(2，4，15)与复合材料(5)机械地和/或通过一种粘接剂(6)相连接。3.如权利要求1或2所述的传力部件(1)，其特征在于，所述延长部件是锚固装置的一个横向构件(2)和/或一个突出部(15)。4.如权利要求1或2所述的传力部件(1)，其特征在于，所述延长部件(4)与锚固装置(20)和/或锚固装置(20)的一个横向构件(2)机械地和/或通过一种粘接剂(6)连接。5.如上述权利要求中任一项所述的传力部件(1)，其特征在于，所述延长部件(2，4，15)尤其具有一种双曲线的、舌形或楔形的形状并且在向着材料(5)中心的方向上往复合材料(5)逐渐缩小。6.如上述权利要求中任一项所述的传力部件(1)，其特征在于，所述延长部件(4)由一种延展性材料尤其是铝、钢或钛制成。7.如上述权利要求中任一项所述的传力部件(1)，其特征在于，所述延长部件(2，4，15)的与复合材料(5)对置的侧面具有一个加大的和结构化的表面并且尤其是楔形、锯齿形或波浪形地构造。8.用于一个锚固装置(20)的延长部件(2，4，6)，锚固装置用于将一种带状材料(5)尤其是一种复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：C吕埃格，R克莱南，
申请(专利权)人：SIKA技术股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]