用于加固承載結構的系統和方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及加固承載結構的領域，該加固優選通過表面加固體的安裝實現，特別 是將力導入表面加固體中。
【背景技術】
[0002] 多年來已使用用于增加現有的承載結構、典型地鋼筋混凝±構件的承載抗力的方 法，運經常借助于表面安裝的附加的加固來實現。對此在相當大程度上主要地表面粘結的、 由纖維復合材料構成的加固已取得成功。表面加固體的效力在一般情況下通過從混凝±向 加固可傳遞的最大力界定。
[0003] 已知極不同的方法用W改善從承載結構向表面加固體中的力傳遞。一個廣泛流傳 的方法在于，將纖維束插入承載結構中的孔內并錯定在那里并且擴張或展開纖維束的伸出 表面的末端和粘結在表面上。然后緊接著將表面加固體粘結在增強的承載結構表面上。替 代地也可W首先將表面加固體粘結在承載結構表面上，從而在此后安裝由纖維束構成的錯 栓時，將其伸出端粘結在表面加固體的表面上。在具有幾層的表面加固體時為了更好的力 傳遞經常推薦，將錯栓在各織物層之間擴張。
[0004] 該措施的效力通過試驗被證實，但仍受不同的原因限制。
[0005] -方面在表面附近的潛在的斷裂面由每一錯栓只在一個位置（在桿中）被穿過。 由此只在有限的程度上增加對該潛在的斷裂面的抗力。另一方面從那些在表面上擴張的纖 維束的纖維向織物纖維的力傳遞不是最好的。很薄的由纖維束的纖維在表面上形成的纖 維材料只可W在拉力方向上顯著地受載。在壓力負載時纖維復合材料變彎，在剪切和彎曲 負載時只可W傳遞很小的力。因此只接近處于表面加固體的拉力方向上的纖維是完全有效 的。運僅僅構成纖維束橫截面的一小部分并且只覆蓋表面加固體的寬度的一小部分。
[0006] 已知的方法的另一缺點在于，突出于表面的纖維束端在表面上本身擴張并因此通 過突出部在表面上引起突出的變形，其一方面可W妨礙結構外觀，但另一方面也可W帶來 技術缺點。例如在通常平坦的表面中的突起可W導致：水、特別是雨水或雪或污物積聚在運 些突起上并且損害長期的效果。
【發明內容】
[0007] 因此本發明的目的是提供一種系統和一種方法，據此應當達到向表面加固體中的 力導入的改善。
[0008] 此外本發明的目的是改善由安裝在承載結構上的纖維束特別是向表面區域內或 表面附近區域內的力傳遞。
[0009] 令人意想不到地發現，借助于一種按照權利要求1所述的系統可W達到該目的。
[0010] 據此本發明的核屯、是一種系統，其包括承載結構，該承載結構具有由一個或多個 面構成的表面，其中孔從至少一個面出發延伸到承載結構的內部區域中，并且該孔利用膠 粘劑和利用突出于該孔的纖維束的一部分充滿；承載結構在所述至少一個面一-從該至少 一個面出發孔延伸到承載結構的內部區域中一-上設有至少一個凹槽，所述至少一個凹槽 從孔出發沿至少一個方向在所述表面上延伸，并且纖維束的突出的部分至少部分地處于所 述至少一個凹槽中且利用膠粘劑固定在該至少一個凹槽中。
[0011] 在運里一個元件或一個元件的一部分稱之為承載結構，該元件承受力。典型地承 載結構是建筑物或建筑物的構件，例如平板、蓋、壁、支柱、筋條、梁等。在此承載結構典型地 由混凝±、特別是由鋼筋混凝±構成，但也可W由磚或其他的方石、由木料、由鋼或由其他 的材料W及由運些材料的任意組合構成。典型地建筑物是地上工程或地下工程的建筑物， 如房屋、橋梁、隧道、水巧、體育設備等。
[0012] 纖維束是基本上同向的多個單纖維或多個長絲的松散的系統，特別是由碳、玻璃、 玄武巖、芳絕、鋼或其他無機的或有機的材料制成。優選纖維是碳纖維。
[0013] 纖維束的厚度取決于應用領域和應通過纖維束傳遞的力。如果纖維束由碳纖維構 成，則其特別是包括1000至50000根單纖維，其分別本身具有在5至10 y m的范圍內的直 徑。典型的纖維束優選具有20至70mm2、特別是25至40mm2的橫截面積。
[0014] 纖維束在承載結構上的安裝典型地運樣完成，即在第一步驟中在要求的位置上制 出孔，其用來容納纖維束的一部分。對此可W用任意的方法制造該孔，其中運樣的方法對普 通技術人員而言是熟知的。孔的尺寸由纖維束的厚度和長度決定，纖維束的厚度和長度又 由對按照本發明的系統提出的要求決定。典型地適合的孔具有1至5畑1、特別是1. 5至3cm 的直徑和5至30cm、特別是7至20cm的深度。
[0015] 在一個接下來的步驟中從該孔或從孔的進口部位出發在承載結構的表面中制出 一個或多個凹槽。也可W用任意的方法制造凹槽，例如利用角磨具。
[0016] 凹槽的尺寸在此運樣確定，即其在其總體上可W容納纖維束，其在存在多個凹槽 的情況下可W分成各個纖維條。對此凹槽的數量和設置取決于按照本發明的系統的使用領 域。
[0017] 在制出孔和所述至少一個凹槽W后將纖維束插入孔和凹槽內并粘結在其中。為此 首先將膠粘劑裝入孔和所述至少一個凹槽中。接著將事先優選用樹脂浸透的纖維束運樣裝 入孔中，即纖維束的一部分突出于孔。在按照本發明的系統安裝在承載結構上的過程中纖 維束的突出于孔的部分通常突出于承載結構的表面。但在安裝的系統中處于凹槽中的纖維 束部分則不再突出于承載結構的表面，因此可W確保統一的和光滑的表面。
[0018] 將纖維束的該突出的部分至少部分地插入設有膠粘劑的凹槽中或均勻地分成對 應于凹槽數量的纖維條數量并插入各凹槽中。通常優選將整個的纖維束或全部的纖維條插 入一個或多個凹槽中，從而纖維束不在任何點突出于承載結構的表面。在纖維束插入所述 至少一個凹槽中W后，可W將纖維束在凹槽中壓緊。接著將從鉆孔中或從凹槽中流出的膠 粘劑除去或均勻地分布于由系統設及的表面的區域內。如果在插入纖維束W后仍有空腔處 于孔中或所述至少一個凹槽中，則可W用膠粘劑將其填滿。特別是利用針式物件完成纖維 束在孔中的插入。為了利用針式物件實現更好的導向，在纖維束上可W安裝夾子、纜繩捆扎 器等，針式物件可W鉤住在其上。
[0019] 在插入孔和凹槽之前用樹脂浸透纖維束具有優點，即在內部區域內也可W達到整 個的纖維束用樹脂潤濕。為了在纖維束與承載結構之間確保最好的粘附，用于浸透纖維束 的樹脂具有與用于將纖維束固定于孔和凹槽中的膠粘劑相同的化學基。特別是不僅樹脂而 且膠粘劑中是環氧樹脂化合物。可能的是，膠粘劑和樹脂是同一化合物，其中在樹脂中比在 膠粘劑中典型地設定稍微較低的粘度，運用于纖維的更好的潤濕。
[0020] 不僅用于纖維束在孔和凹槽中固定的膠粘劑而且用于纖維束的可能的浸透的樹 脂優選是雙組分的環氧樹脂化合物。適合的環氧樹脂化合物例如W商標Sikadiir?從 S化a Schweiz AG在商業上是可買到的。
[0021] 承載結構上的各粘結點優選清潔、干燥、無塵和無脂的。根據構成承載結構的材料 可W使用適合的凈化措施或預處理。
[0022] 按照本發明的系統為了不同的目的可W安裝在承載結構上。特別是系統本身用于 對承載結構加固和/或作為用于安裝在承載結構上的表面加固體的錯栓或錯定體。
[0023] 如果系統用作為在承載結構上安裝的表面加固體的錯定體，則系統優選具有多個 凹槽，其從孔出發沿表面延伸。優選在運種情況下每一孔對應于2至16、特別是6至10的 凹槽數量。
[0024] 在此特別是繞孔成圓形和W均勻的間距設置多個凹槽。特別是多個凹槽在一扇 形段中繞孔設置，其中扇形段優選具有60至360°的中屯、角。凹槽的設置一般視表面加固 體的受載方向而定，表面加固體經由按照本發明的作為錯栓或錯定體的系統與承載結構粘 結。特別是各凹槽在運種情況下沿表面加固體的拉力方向擴張。
[0025] 在另一實施形式中系統本身可W用于承載結構的加固或者說增強。在運種情況下 多個描述的系統特別是W均勻的間距安裝在承載結構上。在運種情況下按照本發明的系統 如上所述也可W具有多個凹槽。優選系統在運種情況下具有第二孔，其延伸到承載結構的 內部區域中，其中第二孔可W處在表面的同一面或另一面上。所述至少一個凹槽從一孔、即 第一孔的進口部位沿承載結構的表面延伸到第二孔的進口部位，運兩個孔因此在