EP1507052A1 - Force transfer element - Google Patents

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EP1507052A1
EP1507052A1 EP03018366A EP03018366A EP1507052A1 EP 1507052 A1 EP1507052 A1 EP 1507052A1 EP 03018366 A EP03018366 A EP 03018366A EP 03018366 A EP03018366 A EP 03018366A EP 1507052 A1 EP1507052 A1 EP 1507052A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
composite material
force introduction
pressure plate
introduction element
recess
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03018366A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Christoph Rüegg
Reto Clénin
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Sika Technology AG
Original Assignee
Sika Technology AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Sika Technology AG filed Critical Sika Technology AG
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Publication of EP1507052A1 publication Critical patent/EP1507052A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E04C5/08—Members specially adapted to be used in prestressed constructions
    • E04C5/12—Anchoring devices
    • E04C5/127—The tensile members being made of fiber reinforced plastics
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00—Working measures on existing buildings
    • E04G23/02—Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • E04G23/0218—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements
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    • E04G2023/0255—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements by using fiber reinforced plastic elements whereby the fiber reinforced plastic elements are stressed
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    • E04G2023/0255—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements by using fiber reinforced plastic elements whereby the fiber reinforced plastic elements are stressed
    • E04G2023/0259—Devices specifically adapted to stress the fiber reinforced plastic elements

Definitions

  • the invention is based on a force introduction element for anchoring a band-shaped composite material according to the preamble of the first Claim.
  • the invention also relates to a method for attaching a force introduction element to a support structure and the use of a force introduction element for reinforcing a supporting structure.
  • WO 99/10613 A1 and WO 96/21785 describe a force introduction element described that uses clamping wedges instead of bolts and plates, the be pressed onto the composite material via elliptical ring hoops. Around to keep the dimensions of these ring straps in an acceptable size, this is Force introduction limited to the composite material with a width of 60 mm.
  • the solution of the problem is thus by a new force introduction element for anchoring a band-shaped composite material to a support structure achieved, wherein at least one recess in the composite material is executed, through which at least one tension element is a pressure plate presses against the composite. With these pressure plates is a Power transmission from the support structure to the composite material.
  • the force introduction element may preferably represent a clamping head.
  • the advantages of the invention are, inter alia, that the inventive force introduction element for each width of the composite material can be used.
  • the recesses e.g. Holes are sharp-edged and damage with a diamond tipped hole Drill the composite material barely, bearing in mind that the Tensile elements up to a maximum of 50%, preferably 35% of the cross-sectional area transversely claim to the longitudinal direction of the band-shaped composite material, to the desired tensile force in the range of 180 to 250 kN when used to guarantee a force introduction element.
  • the force introduction elements are slim and flat, which minimizes the intervention in the support structure limited.
  • FIGS. 1, 1 a, 1 b and 2, 2 a, 2 b there is a force introduction element 1 shown.
  • FIGS. 1 and 1a and 1b show a force introduction element 1, via a cross-beam 2 to at least one threaded rod 9 in one not shown anchoring pipe or thrust mandrel is held, which in a borehole is secured in a support structure 10.
  • the threaded rod 9 is mounted laterally on the force introduction element 1, wherein this threaded rod 9 through the cross-Traverse 2 of the force introduction element 1 leads.
  • the composite material 5 is first using a press, which is at the end of the composite 5 is temporarily arranged, stretched in the pulling direction 11, and after that, this tension force is e.g. by turning a threaded screw 8 over introduced the cross-Traverse 2 in the threaded rod 9.
  • the force introduction element 1 comprises two pressure plates 3, wherein the Force introduction element 1 the composite material 5 with at least one tension element 4 evenly compressed.
  • the pressure plates 3 a have special surface, which e.g. by mechanical roughening with Grinding or by a chemical pretreatment or use of a Adhesive is achieved to the adhesion between pressure plate 3 and composite material 5 to improve.
  • tension elements 4 which protrude through the composite material 5, resulting in a uniform contact force the pressure plates 3 to the composite material 5.
  • Das Force introduction element 1 can be made slim and flat, which the Intervention in the support structure 10 is limited to a minimum.
  • the thickness of the Pressure plates 3 is preferably depending on the slat width / thickness between 0.5 - 1.5 cm. Also, the force introduction element 1 according to the invention is for larger slat widths, than previously possible, usable.
  • the tension members 4 may be metallic clips, bolts or screws be, by means of the tension elements 4, the pressure plates 3 with a uniform contact pressure to the composite material 5 are pressed.
  • the arrangement of the tension elements 4 takes place in such a way that an optimal Force reduction of the plate tension to the recess 6 of the tension element. 4 takes place.
  • the distance between the individual tension elements 4, measured from the edge of the recess, is preferably greater than 10 mm, in particular in a range of 15 to 30 mm.
  • the tension elements 4 are from the edge the recess 6 preferably at least 10 mm from the side of the plate edge in particular, they are in a range of 15 to 25 mm away.
  • the two pressure plates 3 are connected to the composite material 5 with pressed at least one tension element 4 or can be made using a Adhesive and at least one tension element 4 connected in two ways become.
  • the number, arrangement of the recesses 6 and the tension elements 4th and their dimensioning depends on the required contact pressure. They are only claimed on train and do not have dimensions for shear forces become.
  • the pressure plate 3 When assembling the arrangement of the tension elements 4 is first the pressure plate 3 fixed. Using a special template that with the Holes for the tension elements 4 on the pressure plate 3 coincides are with a diamond-tipped drill preferably sharp-edged and precise Recesses 6 performed by the composite material 5. The so executed Recesses 6 hardly damage the composite material 5. It has shown, that the diameters of the recesses 6 up to a maximum of 50%, preferably 35% of the cross-sectional area transverse to the longitudinal direction of the band-shaped Compound 5 can claim, for. a desired one Tensile force in the range of 180 to 250 kN when using the force application element 1 to guarantee.
  • the cross-Traverse 2 can frontally to the force application element. 1 be arranged and can consist of one piece, in which case the composite material 5 is guided by the cross-Traverse 2.
  • the cross-beam can also consist of two or more parts, in which case the parts after the covering of the composite material 5 are screwed together.
  • the composite material 5 can be configured in the form of a lamella, which consists of fibers and a synthetic resin.
  • the fiber can be in one direction i.e. be formed unidirectionally or additionally fibers in others Directions, in particular an angle plus 45 ° and minus 45 °, to the unidirectional Main fiber direction be constructed.
  • the fibers may preferably made of aramid, carbon, glass, etc., which are embedded in a synthetic resin.
  • the synthetic resin may be a duromer such as e.g. Epoxy, acrylates or a thermoplastic Material, such as Polyamide, epoxy, acrylates.
  • the surface of the composite material 5 is preferably specially embossed, e.g. roughened by grinding or pretreated with an adhesive or with a pretreatment system, such as. Treated primer, plasma, etc.
  • the pressure plates 3 can be wider than the composite material 5 be executed. Then in the overhang area, outside the area of the composite material 5, holes may be arranged in the pressure plate 3. This has the advantage that after biasing in the pulling direction 11 through this positioned next to the composite material 5 holes in the pressure plates Screw into the support structure 10 to relieve or eliminate the threaded rod 9 can be set.
  • FIGs 1 and 1a show that the composite material 5 with two tension elements 4 is held over pressure plates 3.
  • Figure 1b the composite material 5 held with four tension elements 4.
  • FIGS. 2 and 2 a and 2 b show a further embodiment, in which the cross-traverse arranged substantially centrally of the pressure plates 3 is.
  • the voltage spikes that occur are in the voltage diagram 7 and are comparable to those in FIG.
  • the cross traverse can be attached to a be arranged anywhere on the pressure plates 3.
  • the number of Tension elements is irrelevant in itself and must meet the respective requirements be adjusted. If necessary, it can also use only one pressure plate become.

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Abstract

The compound material strip (5) has in the region of the force transfer at least one recess (6) so that a tie element (4) can be passed through the recess. At least one contact pressure plate (3) is pressed against the compound material through the tie element. The tie element is preferably a bolt or screw. Independent claim describes method for attaching power flow element to support structure where a recess is provided on the compound material strip and a contact pressure plate is placed against same.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung geht aus von einem Krafteinleitungselement zur Verankerung eines bandförmigen Verbundwerkstoffs nach dem Oberbegriff des ersten Anspruches.The invention is based on a force introduction element for anchoring a band-shaped composite material according to the preamble of the first Claim.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Anbringen eines Krafteinleitungselementes an eine Tragstruktur sowie die Verwendung eines Krafteinleitungselementes zur Verstärkung einer Tragstruktur.The invention also relates to a method for attaching a force introduction element to a support structure and the use of a force introduction element for reinforcing a supporting structure.

Stand der TechnikState of the art

Zum nachträglichen Verstärken von Tragstrukturen werden seit einigen Jahren nebst Stahllamellen auch Lamellen aus Verbundwerkstoffen eingesetzt. Diese Verbundwerkstoffe werden entweder schlaff ohne Längsvorspannung oder über Endverankerungen vorgespannt mit der Tragstruktur verklebt. Derartige Endverankerungen sind bekannt und verschiedene Befestigungsmethoden zur Kraftübertragung von einem Krafteinleitungselement zum Verbundwerkstoff sind bereits im Markt eingeführt. Die heute verfügbaren Krafteinleitungselemente sind aber aufwändig bezüglich Material- und Herstellung und voluminös bezüglich der äußeren Abmessungen, was einerseits zu unwirtschaftlichen und anderseits zu gestalterisch unbefriedigenden Lösungen führt. For the subsequent reinforcing of supporting structures are for some In addition to steel lamellas, laminates made of composite materials have also been used for years. These composites either become limp without longitudinal prestressing or glued over end anchors glued to the support structure. such End anchors are known and various attachment methods for transmitting power from a force introduction element to the composite material are already launched in the market. The force application elements available today but are complex in terms of material and production and voluminous in terms the outer dimensions, which on the one hand to uneconomical and on the other hand leads to structurally unsatisfactory solutions.

Bei den meisten der bisher verwendeten Krafteinleitungen werden die bei der Vorspannung auftretenden Zugkräfte des Verbundwerkstoffes über Reibkräfte durch Klemmen vom Krafteinleitungselement auf den Verbundwerkstoff übertragen. Dabei handelt es sich um Anpressplatten, welche den Verbundwerkstoff mit einem gleichmässigen Klemmdruck verankern. Dabei sollen die Zugkräfte des Verbundwerkstoffes über den gesamten Endverankerungsbereich übertragen werden. Da die Verbundwerkstoffe in der Regel eine Breite aufweisen, die ein Vielfaches, typischerweise Faktor 25 - 150 der Dicke des Verbundwerkstoffes ist, ist ein gleichmässiger Klemmdruck über die Breite des Verbundwerkstoffes nur mit massiven, das heisst mit dicken und steifen Anpressplatten möglich. Die Platzverhältnisse gestalten sich schwierig und die Eingriffe in die Tragstruktur bzw. Bauwerk sind aufwendig, was eine Verschlechterung der Ästhetik mitbringt.Most of the previously used force injections are the at the bias occurring tensile forces of the composite over Frictional forces due to clamping of the force introduction element on the composite material transfer. These are pressure plates, which are the composite material anchor with a uniform clamping pressure. It should the tensile forces of the composite material over the entire end anchorage area be transmitted. Because the composites usually have a width have a multiple, typically factor 25-150 of the thickness of the Composite is, is a uniform clamping pressure across the width of the Composite material only with solid, ie with thick and stiff pressure plates possible. The space is difficult and the Interventions in the supporting structure or building are complex, causing a deterioration the aesthetics brings.

Ein wesentliches Prinzip der heute verwendeten Krafteinleitungselemente besteht darin, dass alle Fasern des Verbundwerkstoffes ohne Unterbrechung über den gesamten Bereich des Krafteinleitungselementes verlaufen müssen. Um diesem Prinzip gerecht zu werden, weisen diese Krafteinleitungselemente Bolzen oder Bügel auf, die sich ausserhalb des Querschnitts des Verbundwerkstoffes befinden. Damit der für eine zuverlässige Kraftübertragung erforderliche gleichmässige Klemmdruck gewährleistet ist, müssen die zwischen den Bolzen gespannten Stahlplatten um so dicker gestaltet werden, je breiter der Verbundwerkstoff ist. Aus diesem Grund sind solche Krafteinleitungselemente heute auf Breiten des Verbundwerkstoffes von zirka 90 mm beschränkt.An essential principle of the force introduction elements used today is that all the fibers of the composite material without interruption must run over the entire range of force application element. To meet this principle, have these force introduction elements Bolts or stirrups that extend beyond the cross-section of the composite are located. So that required for a reliable power transmission uniform clamping pressure is ensured, the between the bolts Tensioned steel plates are made thicker the wider the composite material is. For this reason, such force application elements are on today Widths of the composite of about 90 mm limited.

In WO 99/10613 A1 und WO 96/21785 wird ein Krafteinleitungselement beschrieben, das Klemm-Keile anstelle von Bolzen und Platten verwendet, die über elliptische Ringbügel an den Verbundwerkstoff angepresst werden. Um die Abmessungen dieser Ringbügel in akzeptabler Grösse zu halten, ist diese Krafteinleitung auf den Verbundwerkstoff mit einer Breite von 60 mm beschränkt. WO 99/10613 A1 and WO 96/21785 describe a force introduction element described that uses clamping wedges instead of bolts and plates, the be pressed onto the composite material via elliptical ring hoops. Around to keep the dimensions of these ring straps in an acceptable size, this is Force introduction limited to the composite material with a width of 60 mm.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des bestehenden Standes der Technik zu überwinden und ein Krafteinleitungselement zur Verfügung zu stellen, das für jede Breite des Verbundwerkstoffes bzw. Lamellenbreite eingesetzt werden kann und wenig Raum in der Tragstruktur erfordert.It is therefore an object of the present invention to eliminate the disadvantages of overcome prior art and a To provide force application element that for each width of the Composite material or lamella width can be used and little Space in the supporting structure required.

Diese Aufgabe wird mit Hilfe eines erfindungsgemässen Krafteinleitungselementes gemäss Anspruch 1 gelöst.This object is achieved with the aid of an inventive force introduction element solved according to claim 1.

Die Lösung der Aufgabe wird somit durch ein neues Krafteinleitungselement zur Verankerung eines bandförmigen Verbundwerkstoffs an einer Tragstruktur erreicht, bei welchem mindestens eine Aussparung im Verbundwerkstoff ausgeführt ist, durch welche mindestens ein Zugelement eine Anpressplatte an den Verbundwerkstoff andrückt. Mit diesen Anpressplatten erfolgt eine Kraftübertragung von der Tragstruktur auf den Verbundwerkstoff. Das Krafteinleitungselement kann vorzugsweise einen Klemmkopf darstellen.The solution of the problem is thus by a new force introduction element for anchoring a band-shaped composite material to a support structure achieved, wherein at least one recess in the composite material is executed, through which at least one tension element is a pressure plate presses against the composite. With these pressure plates is a Power transmission from the support structure to the composite material. The force introduction element may preferably represent a clamping head.

Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, durch eine geeignete Anordnung von Zugelementen, z.B. Bolzen innerhalb der Querschnittsfläche quer zur Längsrichtung des bandförmigen Verbundwerkstoffs eine zuverlässige Krafteinleitung herzustellen, dies entgegen dem bisher befolgten Prinzipien und trotz lokaler Unterbrechung von Fasern im Bereich des Krafteinleitungselements.By the present invention, it is possible by a suitable Arrangement of tension elements, e.g. Bolt within the cross-sectional area transverse to the longitudinal direction of the band-shaped composite material a reliable Force introduction, this contrary to the previously observed principles and despite local interruption of fibers in the area of the force introduction element.

Die Vorteile der Erfindung sind unter anderem darin zu sehen, dass das erfindungsgemässe Krafteinleitungselement für jede Breite des Verbundwerkstoffes eingesetzt werden kann. Die Aussparungen, z.B. Löcher sind scharfkantig und beschädigen nach Durchführung der Bohrung mit einem diamantbestückten Bohrer den Verbundwerkstoff kaum, wobei zu beachten ist, dass die Zugelemente bis maximal 50%, vorzugsweise 35% der Querschnittsfläche quer zur Längsrichtung des bandförmigen Verbundwerkstoffs beanspruchen können, um die gewünschte Zugkraft im Bereich von 180 bis 250 kN bei Verwendung eines Krafteinleitungselementes zu garantieren. Die Krafteinleitungselemente sind schlank und flach, was den Eingriff in die Tragstruktur auf ein Minimum beschränkt.The advantages of the invention are, inter alia, that the inventive force introduction element for each width of the composite material can be used. The recesses, e.g. Holes are sharp-edged and damage with a diamond tipped hole Drill the composite material barely, bearing in mind that the Tensile elements up to a maximum of 50%, preferably 35% of the cross-sectional area transversely claim to the longitudinal direction of the band-shaped composite material, to the desired tensile force in the range of 180 to 250 kN when used to guarantee a force introduction element. The force introduction elements are slim and flat, which minimizes the intervention in the support structure limited.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. So kann die Quer-Traverse an einer beliebigen Stelle an den Anpressplatten angeordnet sein.Further advantageous embodiments of the invention will become apparent the dependent claims. This allows the cross-beam to be anywhere be arranged the pressure plates.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Im folgenden werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Gleiche Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the following, with reference to the drawings, embodiments of Invention explained in more detail. Same elements are in the different figures provided with the same reference numerals.

Es zeigen:

Fig. 1
Eine Seitenansicht eines Krafteinleitungselementes;
Fig. 1 a
Eine Draufsicht des Krafteinleitungselementes mit zwei Zugelementen;
Fig. 1 b
Eine Draufsicht des Krafteinleitungselementes mit vier Zugelementen;
Fig. 2
Eine Seitenansicht einer weiteren Ausführung des Krafteinleitungselementes mit einer im wesentlichen mittig angeordneten Quer-Traverse;
Fig. 2a
Eine Draufsicht des Krafteinleitungselementes nach Fig. 2 mit einer mittig angeordneten Quer-Traverse mit zwei Zugelementen;
Fig. 2b
Eine Draufsicht der Krafteinleitungselemente nach Fig. 2 mit einer mittig angeordneten Quer-Traverse in einer weiteren Ausführungsform mit acht Zugelementen.
Show it:
Fig. 1
A side view of a force introduction element;
Fig. 1 a
A plan view of the force introduction element with two tension elements;
Fig. 1 b
A plan view of the force introduction element with four tension elements;
Fig. 2
A side view of another embodiment of the force introduction element with a substantially centrally arranged cross-Traverse;
Fig. 2a
A plan view of the force introduction element of Figure 2 with a centrally arranged cross-Traverse with two tension elements.
Fig. 2b
A plan view of the force introduction elements according to FIG. 2 with a centrally arranged cross-traverse in a further embodiment with eight tension elements.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention

In den Figuren 1, 1a, 1 b sowie 2, 2a, 2b ist ein Krafteinleitungselement 1 dargestellt. In FIGS. 1, 1 a, 1 b and 2, 2 a, 2 b, there is a force introduction element 1 shown.

In Figuren 1 bzw. 1a und 1b ist ein Krafteinleitungselement 1 gezeigt, das über eine Quer-Traverse 2 zu mindestens einer Gewindestange 9 in einem nicht dargestellten Verankerungsrohr bzw. Schubdorn gehalten ist, welcher in einem Bohrloch in einer Tragstruktur 10 befestigt ist. Die Gewindestange 9 ist seitlich am Krafteinleitungselement 1 angebracht, wobei diese Gewindestange 9 durch die Quer-Traverse 2 des Krafteinleitungselementes 1 führt. Der Verbundwerkstoff 5 wird zuerst mit Hilfe einer Presse, die am Ende des Verbundwerkstoffs 5 temporär angeordnet wird, in der Zugrichtung 11 gespannt, und danach wird diese Spannkraft z.B. durch Drehen einer Gewindeschraube 8 über die Quer-Traverse 2 in die Gewindestange 9 eingeleitet.FIGS. 1 and 1a and 1b show a force introduction element 1, via a cross-beam 2 to at least one threaded rod 9 in one not shown anchoring pipe or thrust mandrel is held, which in a borehole is secured in a support structure 10. The threaded rod 9 is mounted laterally on the force introduction element 1, wherein this threaded rod 9 through the cross-Traverse 2 of the force introduction element 1 leads. The composite material 5 is first using a press, which is at the end of the composite 5 is temporarily arranged, stretched in the pulling direction 11, and after that, this tension force is e.g. by turning a threaded screw 8 over introduced the cross-Traverse 2 in the threaded rod 9.

Das Krafteinleitungselement 1 umfasst zwei Anpressplatten 3, wobei das Krafteinleitungselement 1 den Verbundwerkstoff 5 mit mindest einem Zugelement 4 gleichmäßig zusammendrückt. Zur Erhöhung der gleichmäßigen Anpresskraft und somit übertragbaren Kraft können die Anpressplatten 3 eine spezielle Oberfläche aufweisen, welche z.B. durch mechanisches Aufrauen mit Schleifen oder durch eine chemische Vorbehandlung oder Verwendung eines Klebstoffes erreicht wird, um die Haftung zwischen Anpressplatte 3 und Verbundwerkstoff 5 zu verbessern. Die Verwendung von Zugelementen 4, welche durch den Verbundwerkstoff 5 ragen, resultiert in einer gleichmäßigen Anpresskraft der Anpressplatten 3 an den Verbundwerkstoff 5. Das Krafteinleitungselement 1 kann schlank und flach ausgeführt sein, was den Eingriff in die Tragstruktur 10 auf ein Minimum beschränkt. Die Dicke der Anpressplatten 3 liegt je nach Lamellenbreite /-dicke vorzugsweise zwischen 0.5 - 1.5 cm. Auch ist das erfindungsgemäße Krafteinleitungselement 1 für größere Lamellenbreiten, als dies bisher möglich war, verwendbar.The force introduction element 1 comprises two pressure plates 3, wherein the Force introduction element 1 the composite material 5 with at least one tension element 4 evenly compressed. To increase the uniform contact force and thus transferable force, the pressure plates 3 a have special surface, which e.g. by mechanical roughening with Grinding or by a chemical pretreatment or use of a Adhesive is achieved to the adhesion between pressure plate 3 and composite material 5 to improve. The use of tension elements 4, which protrude through the composite material 5, resulting in a uniform contact force the pressure plates 3 to the composite material 5. Das Force introduction element 1 can be made slim and flat, which the Intervention in the support structure 10 is limited to a minimum. The thickness of the Pressure plates 3 is preferably depending on the slat width / thickness between 0.5 - 1.5 cm. Also, the force introduction element 1 according to the invention is for larger slat widths, than previously possible, usable.

Die Zugelemente 4 können metallische Klammern, Bolzen oder Schrauben sein, wobei mittels der Zugelemente 4 die Anpressplatten 3 mit einem gleichmässigen Anpressdruck an den Verbundwerkstoff 5 gedrückt werden.The tension members 4 may be metallic clips, bolts or screws be, by means of the tension elements 4, the pressure plates 3 with a uniform contact pressure to the composite material 5 are pressed.

Die Anordnung der Zugelemente 4 erfolgt in der Weise, dass ein optimaler Kraftabbau der Lamellenzugkraft bis zur Aussparung 6 des Zugelementes 4 stattfindet. Der Abstand zwischen den einzelnen Zugelementen 4, gemessen vom Rand der Aussparung, ist vorzugsweise grösser als 10 mm, insbesondere in einem Bereich von 15 bis 30 mm. Auch liegen die Zugelemente 4 vom Rand der Aussparung 6 vorzugsweise mindestens 10 mm von der Seite des Plattenrandes entfernt, insbesondere liegen sie in einem Bereich von 15 bis 25 mm entfernt.The arrangement of the tension elements 4 takes place in such a way that an optimal Force reduction of the plate tension to the recess 6 of the tension element. 4 takes place. The distance between the individual tension elements 4, measured from the edge of the recess, is preferably greater than 10 mm, in particular in a range of 15 to 30 mm. Also, the tension elements 4 are from the edge the recess 6 preferably at least 10 mm from the side of the plate edge in particular, they are in a range of 15 to 25 mm away.

Die beiden Anpressplatten 3 werden an den Verbundwerkstoff 5 mit mindest einem Zugelement 4 gepresst oder können unter Verwendung eines Klebstoffes und mindest eines Zugelementes 4 in zweifacher Weise verbunden werden.The two pressure plates 3 are connected to the composite material 5 with pressed at least one tension element 4 or can be made using a Adhesive and at least one tension element 4 connected in two ways become.

Die Anzahl, Anordnung der Aussparungen 6 sowie der Zugelemente 4 und deren Dimensionierung richtet sich nach der erforderlichen Anpresskraft. Sie werden nur auf Zug beansprucht und müssen für Schubkräfte nicht dimensioniert werden.The number, arrangement of the recesses 6 and the tension elements 4th and their dimensioning depends on the required contact pressure. They are only claimed on train and do not have dimensions for shear forces become.

Beim Zusammenbau wird zuerst die Anordnung der Zugelemente 4 an die Anpressplatte 3 festgelegt. Mit Hilfe einer speziellen Schablone, die mit den Löchern für die Zugelemente 4 auf der Anpressplatte 3 übereinstimmt, werden mit einem diamantbestückten Bohrer vorzugsweise scharfkantig und präzis Aussparungen 6 durch den Verbundwerkstoff 5 ausgeführt. Die so ausgeführten Aussparungen 6 schädigen den Verbundwerkstoff 5 kaum. Es hat sich gezeigt, dass die Durchmesser der Aussparungen 6 bis zu maximal 50%, vorzugsweise 35% der Querschnittsfläche quer zur Längsrichtung des bandförmigen Verbundwerkstoffs 5 beanspruchen können, um z.B. eine gewünschte Zugkraft im Bereich von 180 bis 250 kN bei Verwendung des Krafteinleitungselementes 1 zu garantieren.When assembling the arrangement of the tension elements 4 is first the pressure plate 3 fixed. Using a special template that with the Holes for the tension elements 4 on the pressure plate 3 coincides are with a diamond-tipped drill preferably sharp-edged and precise Recesses 6 performed by the composite material 5. The so executed Recesses 6 hardly damage the composite material 5. It has shown, that the diameters of the recesses 6 up to a maximum of 50%, preferably 35% of the cross-sectional area transverse to the longitudinal direction of the band-shaped Compound 5 can claim, for. a desired one Tensile force in the range of 180 to 250 kN when using the force application element 1 to guarantee.

Die Quer-Traverse 2 kann stirnseitig an das Krafteinleitungselement 1 angeordnet sein und kann aus einem Stück bestehen, wobei dann der Verbundwerkstoff 5 durch die Quer-Traverse 2 geführt wird. Die Quer-Traverse kann auch aus zwei oder mehr Teilen bestehen, wobei dann die Teile nach dem Umfassen des Verbundwerkstoffs 5 miteinander verschraubt werden.The cross-Traverse 2 can frontally to the force application element. 1 be arranged and can consist of one piece, in which case the composite material 5 is guided by the cross-Traverse 2. The cross-beam can also consist of two or more parts, in which case the parts after the covering of the composite material 5 are screwed together.

Die bei diesem Spannprozess auftretenden Spannungen im Verbundwerkstoff sind im Spannungsdiagramm 7 qualitativ dargestellt, wobei x der Weg entlang des Krafteinleitungselementes 1 ist und y die Kraft am Ort x ist. Da die Quer-Traverse 2 nicht mit dem Verbundwerkstoff 5 verklebt ist, sind die Spannungsspitzen am Ort der Quer-Traverse 2 und den Anpressplatten 3 am höchsten und vermindern sich gegen Null bis zum Ende der Anpressplatte 3 des Krafteinleitungselementes 1.The stresses in the composite material occurring during this clamping process are qualitatively represented in the voltage diagram 7, where x is the path along the force introduction element 1 and y is the force at location x. Because the Transverse cross member 2 is not bonded to the composite material 5, the voltage spikes at the location of the cross-beam 2 and the pressure plates 3 highest and decrease towards zero until the end of the pressure plate 3 of Force introduction element 1.

Der Verbundwerkstoff 5 kann in Form einer Lamelle ausgestaltet sein, die aus Fasern und einem Kunstharz besteht. Die Faser können in einer Richtung d.h. unidirektional ausgebildet sein oder zusätzlich Fasern in anderen Richtungen, insbesondere eines Winkels plus 45° und minus 45°, zur unidirektionalen Hauptfaserichtung aufgebaut sein. Die Fasern können vorzugsweise aus Aramid, Carbon, Glas etc. sein, die in einem Kunstharz eingebettet sind. Das Kunstharz kann ein Duromer, wie z.B. Epoxy, Acrylate oder ein thermoplastisches Material, wie z.B. Polyamid, Epoxy, Acrylate sein. Für die Erreichung einer optimalen Haftung zur Anpressplatte 3 ist die Oberfläche des Verbundwerkstoffs 5 vorzugsweise speziell geprägt, z.B. mittels Schleifen aufgeraut oder mit einem Klebstoff vorbehandelt oder mit einem Vorbehandlungssystem, wie z.B. Primer, Plasma etc. behandelt.The composite material 5 can be configured in the form of a lamella, which consists of fibers and a synthetic resin. The fiber can be in one direction i.e. be formed unidirectionally or additionally fibers in others Directions, in particular an angle plus 45 ° and minus 45 °, to the unidirectional Main fiber direction be constructed. The fibers may preferably made of aramid, carbon, glass, etc., which are embedded in a synthetic resin. The synthetic resin may be a duromer such as e.g. Epoxy, acrylates or a thermoplastic Material, such as Polyamide, epoxy, acrylates. For the achievement optimum adhesion to the pressure plate 3 is the surface of the composite material 5 is preferably specially embossed, e.g. roughened by grinding or pretreated with an adhesive or with a pretreatment system, such as. Treated primer, plasma, etc.

Ferner können die Anpressplatten 3 breiter als der Verbundwerkstoff 5 ausgeführt sein. Dann können im Ueberhangsbereich, ausserhalb des Bereiches des Verbundwerkstoffs 5, Löcher in der Anpressplatte 3 angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, dass nach dem Vorspannen in Zugrichtung 11 durch diese neben dem Verbundwerkstoff 5 positionierten Löcher in den Anpressplatten Schrauben in die Tragstruktur 10 zur Entlastung oder Eliminierung der Gewindestange 9 gesetzt werden können.Furthermore, the pressure plates 3 can be wider than the composite material 5 be executed. Then in the overhang area, outside the area of the composite material 5, holes may be arranged in the pressure plate 3. This has the advantage that after biasing in the pulling direction 11 through this positioned next to the composite material 5 holes in the pressure plates Screw into the support structure 10 to relieve or eliminate the threaded rod 9 can be set.

Figur 1 und 1a zeigen, dass der Verbundwerkstoff 5 mit zwei Zugelementen 4 über Anpressplatten 3 gehalten wird. In der Figur 1b wird der Verbundwerkstoff 5 mit vier Zugelementen 4 gehalten.Figures 1 and 1a show that the composite material 5 with two tension elements 4 is held over pressure plates 3. In Figure 1b, the composite material 5 held with four tension elements 4.

In Figuren 2 bzw. 2a und 2b ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei der die Quer-Traverse im wesentlichen mittig an den Anpressplatten 3 angeordnet ist. Die Spannungsspitzen, die dabei auftreten, sind im Spannungsdiagramm 7 dargestellt und sind mit denen in Figur 1 vergleichbar. FIGS. 2 and 2 a and 2 b show a further embodiment, in which the cross-traverse arranged substantially centrally of the pressure plates 3 is. The voltage spikes that occur are in the voltage diagram 7 and are comparable to those in FIG.

In Figur 2a wird der Verbundwerkstoff 5 mittels der Anpressplatten und zwei Zugelementen 4 und in Figur 2b mittels der Anpressplatten und acht Zugelementen 4 gehalten.In Figure 2a, the composite material 5 by means of pressure plates and two tension elements 4 and in Figure 2b by means of the pressure plates and eight tension elements 4 held.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Quer-Traverse kann an einer beliebigen Stelle an den Anpressplatten 3 angeordnet sein. Die Anzahl der Zugelemente ist an sich unerheblich und muss den jeweiligen Erfordernissen angepasst werden. Es kann gegebenenfalls auch nur eine Anpressplatte verwendet werden.Of course, the invention is not limited to those shown and described Embodiments limited. The cross traverse can be attached to a be arranged anywhere on the pressure plates 3. The number of Tension elements is irrelevant in itself and must meet the respective requirements be adjusted. If necessary, it can also use only one pressure plate become.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
KrafteinleitungselementForce application element
22
Quer-TraverseCross-Traverse
33
Anpressplattepressure plate
44
Zugelementtension element
55
Bandförmiger VerbundwerkstoffBand-shaped composite material
66
Aussparungrecess
77
Spannungsdiagrammvoltage diagram
88th
Gewindeschraubescrew
99
Gewindestangethreaded rod
1010
Tragstruktursupporting structure
1111
Zugrichtungtensile direction

Claims (9)

Krafteinleitungselement (1) zur Verankerung eines bandförmigen Verbundwerkstoffs (5) an einer Tragstruktur (10), wobei eine Kraftübertragung von der Tragstruktur (10) auf den Verbundwerkstoff (5) im wesentlichen mittels mindestens einer Anpressplatte (3) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass im Verbundwerkstoff (5) im Bereich der Kraftübertragung mindestens eine Aussparung (6) angeordnet ist, dass mindestens ein Zugelement (4) durch die Aussparung (6) im Verbundwerkstoff (5) hindurchgeführt ist, und dass die mindestens eine Anpressplatte (3) mittels dem mindest einen Zugelement (4) an den Verbundwerkstoff (5) angepresst ist.Force introduction element (1) for anchoring a band-shaped composite material (5) on a support structure (10), wherein a force transmission from the support structure (10) on the composite material (5) substantially by means of at least one pressure plate (3), characterized in that Composite material (5) in the region of the force transmission at least one recess (6) is arranged, that at least one tension element (4) through the recess (6) in the composite material (5) is passed, and that the at least one pressure plate (3) by means of the minimum a tension element (4) is pressed against the composite material (5). Krafteinleitungselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Verbundwerkstoff (5) im Bereich der Kraftübertragung zwei oder mehr Aussparungen (6) angeordnet sind und dass jeweils ein Zugelement (4) durch die Aussparung (6) im Verbundwerkstoff (5) hindurchgeführt ist.Force introduction element (1) according to claim 1, characterized in that in the composite material (5) in the region of the force transmission two or more recesses (6) are arranged and that in each case a tension element (4) passed through the recess (6) in the composite material (5) is. Krafteinleitungselement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (4) vorzugsweise ein Bolzen oder eine Schraube oder eine metallische Klammer ist.Force introduction element (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the tension element (4) is preferably a bolt or a screw or a metallic clamp. Krafteinleitungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (6) maximal 50%, vorzugsweise 35% der Querschnittsfläche quer zur Längsrichtung des bandförmigen Verbundwerkstoffs (5) beanspruchen.Force introduction element (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the recesses (6) claim a maximum of 50%, preferably 35% of the cross-sectional area transversely to the longitudinal direction of the band-shaped composite material (5). Krafteinleitungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Quer-Traverse (2) an einer beliebigen Stelle an der Anpressplatte (3) angeordnet ist. Force introduction element (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a transverse cross-member (2) is arranged at any desired location on the pressure plate (3). Krafteinleitungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Quer-Traverse (2) stirnseitig an der Anpressplatte (3) zur Vorspannung der Tragstruktur (10) angeordnet ist.Force introduction element (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the transverse crossmember (2) is arranged on the end face on the pressure plate (3) for prestressing the support structure (10). Verfahren zum Anbringen eines Krafteinleitungselementes (1) an eine Tragstruktur (10) nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Aussparung (6) am Verbundwerkstoff (5) angebracht wird, dass die mindestens eine Anpressplatte (3) im Bereich der Aussparung an den Verbundwerkstoff (5) angelegt wird und dass ein Zugelement (4) durch die Aussparung (6) in der Anpressplatte (3) und dem Verbundwerkstoff (5) hindurchgeführt und so die Anpressplatte (3) am Verbundwerkstoff (5) befestigt wird.Method for attaching a force introduction element (1) to a support structure (10) according to claims 1 to 6, characterized in that at least one recess (6) is attached to the composite material (5), that the at least one pressure plate (3) in the region Recess is applied to the composite material (5) and that a tension element (4) through the recess (6) in the pressure plate (3) and the composite material (5) passed and so the pressure plate (3) on the composite material (5) is attached. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Quer-Traverse (2) entweder stirnseitig oder an einer beliebigen Stelle an der Anpressplatte (3) zur Vorspannung der Tragstruktur (10) angebracht wird.A method according to claim 7, characterized in that a transverse cross-member (2) either at the front or at any point on the pressure plate (3) for biasing the support structure (10) is mounted. Verwendung eines Krafteinleitungselementes (1) nach Ansprüchen 1 bis 6 zur Verstärkung einer Tragstruktur (10), insbesondere einer Betonstruktur.Use of a force introduction element (1) according to claims 1 to 6 for reinforcing a support structure (10), in particular a concrete structure.
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