用于加固承载结构的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明设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】
[0002] 多年来已使用用于增加现有的承载结构、典型地钢筋混凝±构件的承载抗力的方 法，运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±向 加固可传递的最大力界定。
[0003] 已知极不同的方法用W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错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W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错 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，将错栓在各织物层之间扩张。
[0004] 该措施的效力通过试验被证实，但仍受不同的原因限制。
[0005] -方面在表面附近的潜在的断裂面由每一错栓只在一个位置（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W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W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。运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。
[0006] 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W妨碍结构外观，但另一方面也可W带来 技术缺点。例如在通常平坦的表面中的突起可W导致：水、特别是雨水或雪或污物积聚在运 些突起上并且损害长期的效果。
【发明内容】
[0007] 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。
[0008] 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。
[0009] 令人意想不到地发现，借助于一种按照权利要求1所述的系统可W达到该目的。
[0010] 据此本发明的核屯、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一-从该至少 一个面出发孔延伸到承载结构的内部区域中一-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。
[0011] 在运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±、特别是由钢筋混凝±构成，但也可W由砖或其他的方石、由木料、由钢或由其他 的材料W及由运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、水巧、体育设备等。
[0012] 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、芳绝、钢或其他无机的或有机的材料制成。优选纤维是碳纤维。
[0013] 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10 y m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。
[0014] 纤维束在承载结构上的安装典型地运样完成，即在第一步骤中在要求的位置上制 出孔，其用来容纳纤维束的一部分。对此可W用任意的方法制造该孔，其中运样的方法对普 通技术人员而言是熟知的。孔的尺寸由纤维束的厚度和长度决定，纤维束的厚度和长度又 由对按照本发明的系统提出的要求决定。典型地适合的孔具有1至5畑1、特别是1. 5至3cm 的直径和5至30cm、特别是7至20cm的深度。
[0015] 在一个接下来的步骤中从该孔或从孔的进口部位出发在承载结构的表面中制出 一个或多个凹槽。也可W用任意的方法制造凹槽，例如利用角磨具。
[0016] 凹槽的尺寸在此运样确定，即其在其总体上可W容纳纤维束，其在存在多个凹槽 的情况下可W分成各个纤维条。对此凹槽的数量和设置取决于按照本发明的系统的使用领 域。
[0017] 在制出孔和所述至少一个凹槽W后将纤维束插入孔和凹槽内并粘结在其中。为此 首先将胶粘剂装入孔和所述至少一个凹槽中。接着将事先优选用树脂浸透的纤维束运样装 入孔中，即纤维束的一部分突出于孔。在按照本发明的系统安装在承载结构上的过程中纤 维束的突出于孔的部分通常突出于承载结构的表面。但在安装的系统中处于凹槽中的纤维 束部分则不再突出于承载结构的表面，因此可W确保统一的和光滑的表面。
[0018] 将纤维束的该突出的部分至少部分地插入设有胶粘剂的凹槽中或均匀地分成对 应于凹槽数量的纤维条数量并插入各凹槽中。通常优选将整个的纤维束或全部的纤维条插 入一个或多个凹槽中，从而纤维束不在任何点突出于承载结构的表面。在纤维束插入所述 至少一个凹槽中W后，可W将纤维束在凹槽中压紧。接着将从钻孔中或从凹槽中流出的胶 粘剂除去或均匀地分布于由系统设及的表面的区域内。如果在插入纤维束W后仍有空腔处 于孔中或所述至少一个凹槽中，则可W用胶粘剂将其填满。特别是利用针式物件完成纤维 束在孔中的插入。为了利用针式物件实现更好的导向，在纤维束上可W安装夹子、缆绳捆扎 器等，针式物件可W钩住在其上。
[0019] 在插入孔和凹槽之前用树脂浸透纤维束具有优点，即在内部区域内也可W达到整 个的纤维束用树脂润湿。为了在纤维束与承载结构之间确保最好的粘附，用于浸透纤维束 的树脂具有与用于将纤维束固定于孔和凹槽中的胶粘剂相同的化学基。特别是不仅树脂而 且胶粘剂中是环氧树脂化合物。可能的是，胶粘剂和树脂是同一化合物，其中在树脂中比在 胶粘剂中典型地设定稍微较低的粘度，运用于纤维的更好的润湿。
[0020] 不仅用于纤维束在孔和凹槽中固定的胶粘剂而且用于纤维束的可能的浸透的树 脂优选是双组分的环氧树脂化合物。适合的环氧树脂化合物例如W商标Sikadiir?从 S化a Schweiz AG在商业上是可买到的。
[0021] 承载结构上的各粘结点优选清洁、干燥、无尘和无脂的。根据构成承载结构的材料 可W使用适合的净化措施或预处理。
[0022] 按照本发明的系统为了不同的目的可W安装在承载结构上。特别是系统本身用于 对承载结构加固和/或作为用于安装在承载结构上的表面加固体的错栓或错定体。
[0023] 如果系统用作为在承载结构上安装的表面加固体的错定体，则系统优选具有多个 凹槽，其从孔出发沿表面延伸。优选在运种情况下每一孔对应于2至16、特别是6至10的 凹槽数量。
[0024] 在此特别是绕孔成圆形和W均匀的间距设置多个凹槽。特别是多个凹槽在一扇 形段中绕孔设置，其中扇形段优选具有60至360°的中屯、角。凹槽的设置一般视表面加固 体的受载方向而定，表面加固体经由按照本发明的作为错栓或错定体的系统与承载结构粘 结。特别是各凹槽在运种情况下沿表面加固体的拉力方向扩张。
[0025] 在另一实施形式中系统本身可W用于承载结构的加固或者说增强。在运种情况下 多个描述的系统特别是W均匀的间距安装在承载结构上。在运种情况下按照本发明的系统 如上所述也可W具有多个凹槽。优选系统在运种情况下具有第二孔，其延伸到承载结构的 内部区域中，其中第二孔可W处在表面的同一面或另一面上。所述至少一个凹槽从一孔、即 第一孔的进口部位沿承载结构的表面延伸到第二孔的进口部位，运两个孔因此在