[发明专利]用于加固承载结构的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及加固承载结构的领域，该加固优选通过表面加固体的安装实现，特别是将力导入表面加固体中。

背景技术

多年来已使用用于增加现有的承载结构、典型地钢筋混凝土构件的承载抗力的方法，这经常借助于表面安装的附加的加固来实现。对此在相当大程度上主要地表面粘结的、由纤维复合材料构成的加固已取得成功。表面加固体的效力在一般情况下通过从混凝土向加固可传递的最大力界定。

已知极不同的方法用以改善从承载结构向表面加固体中的力传递。一个广泛流传的方法在于，将纤维束插入承载结构中的孔内并锚定在那里并且扩张或展开纤维束的伸出表面的末端和粘结在表面上。然后紧接着将表面加固体粘结在增强的承载结构表面上。替代地也可以首先将表面加固体粘结在承载结构表面上，从而在此后安装由纤维束构成的锚栓时，将其伸出端粘结在表面加固体的表面上。在具有几层的表面加固体时为了更好的力传递经常推荐，将锚栓在各织物层之间扩张。

该措施的效力通过试验被证实，但仍受不同的原因限制。

一方面在表面附近的潜在的断裂面由每一锚栓只在一个位置(在杆中)被穿过。由此只在有限的程度上增加对该潜在的断裂面的抗力。另一方面从那些在表面上扩张的纤维束的纤维向织物纤维的力传递不是最好的。很薄的由纤维束的纤维在表面上形成的纤维材料只可以在拉力方向上显著地受载。在压力负载时纤维复合材料变弯，在剪切和弯曲负载时只可以传递很小的力。因此只接近处于表面加固体的拉力方向上的纤维是完全有效的。这仅仅构成纤维束横截面的一小部分并且只覆盖表面加固体的宽度的一小部分。

已知的方法的另一缺点在于，突出于表面的纤维束端在表面上本身扩张并因此通过突出部在表面上引起突出的变形，其一方面可以妨碍结构外观，但另一方面也可以带来技术缺点。例如在通常平坦的表面中的突起可以导致：水、特别是雨水或雪或污物积聚在这些突起上并且损害长期的效果。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种系统和一种方法，据此应当达到向表面加固体中的力导入的改善。

此外本发明的目的是改善由安装在承载结构上的纤维束特别是向表面区域内或表面附近区域内的力传递。

令人意想不到地发现，借助于一种根据本发明的包括承载结构的系统可以达到该目的，该承载结构具有由一个或多个面构成的表面，其中孔从至少一个面出发延伸到承载结构的内部区域中，并且该孔利用胶粘剂和利用突出于该孔的纤维束的一部分充满。根据本发明规定，承载结构在所述至少一个面(从该至少一个面出发所述孔延伸到承载结构的内部区域中)上设有至少一个凹槽，所述至少一个凹槽从孔出发沿至少一个方向在所述表面上延伸，并且纤维束的突出的部分至少部分地处于所述至少一个凹槽中且利用胶粘剂固定在该至少一个凹槽中，并且承载结构在所述至少一个面上设有多个凹槽，这些凹槽从孔出发在至少一个扇形段的区域内延伸，并且纤维束的突出的部分按多个纤维条分开地处于这些凹槽中且利用胶粘剂固定在凹槽中。

据此本发明的核心是一种系统，其包括承载结构，该承载结构具有由一个或多个面构成的表面，其中孔从至少一个面出发延伸到承载结构的内部区域中，并且该孔利用胶粘剂和利用突出于该孔的纤维束的一部分充满；承载结构在所述至少一个面——从该至少一个面出发孔延伸到承载结构的内部区域中——上设有至少一个凹槽，所述至少一个凹槽从孔出发沿至少一个方向在所述表面上延伸，并且纤维束的突出的部分至少部分地处于所述至少一个凹槽中且利用胶粘剂固定在该至少一个凹槽中。

在这里一个元件或一个元件的一部分称之为承载结构，该元件承受力。典型地承载结构是建筑物或建筑物的构件，例如平板、盖、壁、支柱、筋条、梁等。在此承载结构典型地由混凝土、特别是由钢筋混凝土构成，但也可以由砖或其他的方石、由木料、由钢或由其他的材料以及由这些材料的任意组合构成。典型地建筑物是地上工程或地下工程的建筑物，如房屋、桥梁、隧道、水坝、体育设备等。

纤维束是基本上同向的多个单纤维或多个长丝的松散的系统，特别是由碳、玻璃、玄武岩、芳纶、钢或其他无机的或有机的材料制成。优选纤维是碳纤维。

纤维束的厚度取决于应用领域和应通过纤维束传递的力。如果纤维束由碳纤维构成，则其特别是包括1000至50000根单纤维，其分别本身具有在5至10μm的范围内的直径。典型的纤维束优选具有20至70mm²、特别是25至40mm²的横截面积。